JPH06138032A - 高感度光反射センサ - Google Patents
高感度光反射センサInfo
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- JPH06138032A JPH06138032A JP28602692A JP28602692A JPH06138032A JP H06138032 A JPH06138032 A JP H06138032A JP 28602692 A JP28602692 A JP 28602692A JP 28602692 A JP28602692 A JP 28602692A JP H06138032 A JPH06138032 A JP H06138032A
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- optical fiber
- reflection sensor
- fiber bundle
- light reflection
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高感度で、かつ遠隔地点での状態変化も十分に
検出することができる高感度光反射センサを提供する。 【構成】光ファイバとＥｒ添加光ファイババンドルの一
方端側部を束ね、その束ねた端面側に被測定物を配置
し、上記光ファイバの他方側から、波長１．５３５μｍ
帯の光信号とその励起光を入射させ、Ｅｒ添加光ファイ
ババンドルの他方側から被測定物の状態変化情報を含ん
だ増幅された光信号を取りだすようにした高感度光反射
センサ。
検出することができる高感度光反射センサを提供する。 【構成】光ファイバとＥｒ添加光ファイババンドルの一
方端側部を束ね、その束ねた端面側に被測定物を配置
し、上記光ファイバの他方側から、波長１．５３５μｍ
帯の光信号とその励起光を入射させ、Ｅｒ添加光ファイ
ババンドルの他方側から被測定物の状態変化情報を含ん
だ増幅された光信号を取りだすようにした高感度光反射
センサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光の反射を利用して状
態変化を検出することができる高感度の光反射センサに
関するものである。
態変化を検出することができる高感度の光反射センサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光反射センサの一例として実公平
４−３２５６３号に開示された技術がある。この技術は
図８に示すように、照射用ファイババンドル１と受光用
ファイババンドル２との被測定物側端部を一体に結束し
てセンサヘッド３が形成され、このセンサヘッド３を被
測定物５に近接位置させ、前記照射用ファイババンドル
１より出射した光が被測定物５により反射して受光用フ
ァイババンドル２に入射するようになっている。そして
前記センサヘッド３と被測定物５との間隔Ｚの変化を受
光量の変化として検出し、その出力より計測値を得てい
る。そして上記センサヘッド３の被測定物５の端面側は
図８（ａ）あるいは（ｂ）の２種類のものが用いられて
いる。また、低コスト化および高感度化をねらいとした
ものとして、図９のようなものも検討されている。これ
は照射用ファイババンドル１と受光用ファイババンドル
２と前記両ファイババンドルの被測定物側端部を一体に
結束して形成されるセンサヘッド３とから構成される光
反射センサにおいて、前記センサヘッド３の被測定物側
端面にファイバロッド４を設けてなる光反射センサであ
る。
４−３２５６３号に開示された技術がある。この技術は
図８に示すように、照射用ファイババンドル１と受光用
ファイババンドル２との被測定物側端部を一体に結束し
てセンサヘッド３が形成され、このセンサヘッド３を被
測定物５に近接位置させ、前記照射用ファイババンドル
１より出射した光が被測定物５により反射して受光用フ
ァイババンドル２に入射するようになっている。そして
前記センサヘッド３と被測定物５との間隔Ｚの変化を受
光量の変化として検出し、その出力より計測値を得てい
る。そして上記センサヘッド３の被測定物５の端面側は
図８（ａ）あるいは（ｂ）の２種類のものが用いられて
いる。また、低コスト化および高感度化をねらいとした
ものとして、図９のようなものも検討されている。これ
は照射用ファイババンドル１と受光用ファイババンドル
２と前記両ファイババンドルの被測定物側端部を一体に
結束して形成されるセンサヘッド３とから構成される光
反射センサにおいて、前記センサヘッド３の被測定物側
端面にファイバロッド４を設けてなる光反射センサであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】従来の光反射センサ
には次のような問題点がある。
には次のような問題点がある。
【０００４】(1) 図８（ａ）の光反射センサは感度が悪
いという問題点がある。
いという問題点がある。
【０００５】(2) 図８（ｂ）の光反射センサは高価であ
るという問題点がある。
るという問題点がある。
【０００６】(3) 図９の光反射センサは図８の光反射セ
ンサよりは高感度であるが、微小な位置変化を検出でき
るだけの感度は得られない。また、被測定物からの反射
光の半分程度は照射用ファイババンドル１側にも伝搬し
ていくため、受光用ファイババントル側へ伝搬していく
光量が不足し、十分な感度を得ることができない。さら
に遠隔地点の被測定物の位置状態変化を検出するには長
尺のファイババンドルが必要になるが、ファイババンド
ルでの光損失により光量が不足し、十分な感度を得るこ
とができない。
ンサよりは高感度であるが、微小な位置変化を検出でき
るだけの感度は得られない。また、被測定物からの反射
光の半分程度は照射用ファイババンドル１側にも伝搬し
ていくため、受光用ファイババントル側へ伝搬していく
光量が不足し、十分な感度を得ることができない。さら
に遠隔地点の被測定物の位置状態変化を検出するには長
尺のファイババンドルが必要になるが、ファイババンド
ルでの光損失により光量が不足し、十分な感度を得るこ
とができない。
【０００７】(4) 照射光以外のバックグランド光の変化
の影響を受けて、精確な検出がむずかしい。
の影響を受けて、精確な検出がむずかしい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、前記し
た従来技術の問題点を解消し、高感度で、かつ遠隔地点
での状態変化も十分に検出することができる高感度光反
射センサを提供することにある。
た従来技術の問題点を解消し、高感度で、かつ遠隔地点
での状態変化も十分に検出することができる高感度光反
射センサを提供することにある。
【０００９】即ち第１の発明は光ファイバとＥｒ添加光
ファイババンドルの一方端側部を束ね、その束ねた端面
側に被測定物を配置し、上記光ファイバの他方側から、
波長１．５３５μｍ帯の光信号とその励起光を入射さ
せ、Ｅｒ添加光ファイババンドルの他方側から被測定物
の状態変化情報を含んだ増幅された光信号を取りだすよ
うにした高感度光反射センサである。
ファイババンドルの一方端側部を束ね、その束ねた端面
側に被測定物を配置し、上記光ファイバの他方側から、
波長１．５３５μｍ帯の光信号とその励起光を入射さ
せ、Ｅｒ添加光ファイババンドルの他方側から被測定物
の状態変化情報を含んだ増幅された光信号を取りだすよ
うにした高感度光反射センサである。
【００１０】第２の発明は第１発明において、光ファイ
バは１本、または複数本を束ねたもの、あるいはバンド
ル化したものを用いたことを特徴とする高感度光反射セ
ンサである。
バは１本、または複数本を束ねたもの、あるいはバンド
ル化したものを用いたことを特徴とする高感度光反射セ
ンサである。
【００１１】第３の発明は発明１において、Ｅｒ添加光
ファイババンドルは少なくとも２本のＥｒ添加光ファイ
バ、または多数本を束ねてバンドル化したものを用いた
ことを特徴とする高感度光反射センサである。
ファイババンドルは少なくとも２本のＥｒ添加光ファイ
バ、または多数本を束ねてバンドル化したものを用いた
ことを特徴とする高感度光反射センサである。
【００１２】第４の発明は発明１において、Ｅｒ添加光
ファイババンドルの他方側の出射側に励起光を阻止する
ための干渉膜フィルタを挿入したことを特徴とする高感
度光反射センサである。
ファイババンドルの他方側の出射側に励起光を阻止する
ための干渉膜フィルタを挿入したことを特徴とする高感
度光反射センサである。
【００１３】第５の発明は発明１において、励起光とし
て、波長０．９８μｍ、または１．４８μｍの光信号を
用いたことを特徴とする高感度光反射センサである。
て、波長０．９８μｍ、または１．４８μｍの光信号を
用いたことを特徴とする高感度光反射センサである。
【００１４】第６の発明は発明１において、光ファイバ
とＥｒ添加光ファイババンドルの一方端側部の束ねた端
面にロッドレンズを突き合せたことを特徴とする高感度
光反射センサである。
とＥｒ添加光ファイババンドルの一方端側部の束ねた端
面にロッドレンズを突き合せたことを特徴とする高感度
光反射センサである。
【００１５】第７の発明は発明１において、光ファイバ
とＥｒ添加光ファイババンドルの一方端側部の束ねた端
面に、テーパ型Ｅｒ添加マルチコアファイバを突き合せ
たことを特徴とする高感度光反射センサである。
とＥｒ添加光ファイババンドルの一方端側部の束ねた端
面に、テーパ型Ｅｒ添加マルチコアファイバを突き合せ
たことを特徴とする高感度光反射センサである。
【００１６】第８の発明は発明１〜７において、光ファ
イバとＥｒ添加光ファイババンドルの束ねたものに、照
射用ファイババンドルを付加し、被測定物を照射するよ
うにしたことを特徴とする高感度光反射センサである。
イバとＥｒ添加光ファイババンドルの束ねたものに、照
射用ファイババンドルを付加し、被測定物を照射するよ
うにしたことを特徴とする高感度光反射センサである。
【００１７】本発明によれば、光反射センサを構成する
光ファイバの少なくとも１つにＥｒ添加光ファイバを用
いているので、微弱な光信号を増幅することができ、高
感度化を図ることができる。また増幅作用により、長尺
の光ファイバを用いることができるので、遠隔地点での
検出ができる。従来の構成では照射光の変化を利用して
状態変化を検出するようにしていたために、バックグラ
ンド光（背景光）が変化したりすると、精確な検出がむ
ずかしかったが、本発明は波長１．５３５μｍ帯の光信
号を用いて検出する方式であるので、背景光の影響を受
けない。したがって、極めて高精度に検出することがで
きる。また、Ｅｒ添加光ファイバの出射側に波長１．５
３５μｍ帯の光信号のみを透過させる帯域通過型の干渉
膜フィルタを挿入することにより、より高精度化を図る
ことができる。さらに、センサヘッドとして、テーパ型
Ｅｒ添加マルチコアファイバを用いれば、これへの入射
光、被測定物からの反射光を増幅すると共に、さらにそ
の後のＥｒ添加光ファイババンドルでも増幅するため、
極めて高感度な光反射センサを実現することができる。
光ファイバの少なくとも１つにＥｒ添加光ファイバを用
いているので、微弱な光信号を増幅することができ、高
感度化を図ることができる。また増幅作用により、長尺
の光ファイバを用いることができるので、遠隔地点での
検出ができる。従来の構成では照射光の変化を利用して
状態変化を検出するようにしていたために、バックグラ
ンド光（背景光）が変化したりすると、精確な検出がむ
ずかしかったが、本発明は波長１．５３５μｍ帯の光信
号を用いて検出する方式であるので、背景光の影響を受
けない。したがって、極めて高精度に検出することがで
きる。また、Ｅｒ添加光ファイバの出射側に波長１．５
３５μｍ帯の光信号のみを透過させる帯域通過型の干渉
膜フィルタを挿入することにより、より高精度化を図る
ことができる。さらに、センサヘッドとして、テーパ型
Ｅｒ添加マルチコアファイバを用いれば、これへの入射
光、被測定物からの反射光を増幅すると共に、さらにそ
の後のＥｒ添加光ファイババンドルでも増幅するため、
極めて高感度な光反射センサを実現することができる。
【００１８】
【発明の実施例】図１の本発明の高感度光反射センサの
第１の実施例を示す。これはセンサヘッド３の被測定物
側端面１３Ａと反対の端面１３Ｂに光ファイバ６とＥｒ
添加光ファイババンドル７を突き合せた構造からなる。
光ファイバ６は、波長１．５３５μｍの光信号Ｐi と波
長１．４８μｍ（あるいは、０．９８μｍ）の励起光Ｐ
pを含んだ光信号８を伝搬させてセンサヘッド３へ導び
くためのものであり、通常のシングルモード、マルチモ
ードファイバ、あるいは上記光ファイバを複数本束ねた
もの、さらには上記光ファイババンドル化したものを用
いる。Ｅｒ添加光ファイババンドル７は光ファイバのコ
ア内にＥｒを１００ｐｐｍから数千ｐｐｍ添加した、い
わゆるＥｒ添加光ファイバを複数本束ねたもの、または
それらをバンドル化したものである。これは被測定物の
位置変動などの状態変化に相当する波長１．５３５μｍ
の光信号の変化量を含んだ光信号９を増幅しながら伝搬
させる光ファイババンドル７である。すなわち、センサ
ヘッド３から出射した波長１．５３５μｍの光信号は被
測定物５で反射されてふたたびセンサヘッド３内に入
り、Ｅｒ添加光ファイババンドル７内に導びかれる。こ
こで、波長１．４８μｍの励起光Ｐp も上記Ｐi と同様
に被測定物５で反射し、センサヘッド３を通してＥｒ添
加光ファイババンドル７内に導びかれる。そして上記Ｐ
p はＥｒ添加光ファイババンドル７内を伝搬するにつれ
てエネルギー準位がもち上げられ、誘導放出状態を形成
し、上記Ｐi の光信号を増幅する。したがって、被測定
物５から反射された光信号Ｐi はＥｒ添加光ファイババ
ンドル７内を伝搬するにつれて増幅される。つまり、状
態変化情報に増幅されるために、わずかな状態変化情報
を高感度に検出することができる。またセンサヘッド３
内に入射する不要光（バックランドノイズ）は全く増幅
しないので、高感度な検出ができる。さらに、Ｐi の光
信号強度は小さくてよいため、経済的な光センサを作る
ことができる。また、Ｅｒ添加光ファイババンドル７の
長さを数十ｍから数百ｍの長さに長くしても、増幅度を
２０ｄＢから４０ｄＢ近くもとれるので、遠隔地検出が
できる。したがって、非常に危険な場所（例えば、毒性
ガスや有害ガス、燃料を使っている場所、高温場所、な
ど）で使用するのにも適している。センサヘッド３は、
光ファイバ６とＥｒ添加光ファイババンドル７を束ねて
一体化した構成のもの、あるいは長さが約１／４ピッチ
のロッドレンズ１４を１３Ａの先端に付加したものを用
いることができる。この１／４ピッチのロッドレンズ１
４を１３Ａの先端に付加すると（図１の点線で表
示。）、ロッドレンズ１４から出射される光信号はほぼ
平行光に変換されて被測定物５へあたり、この被測定物
５から反射され、ふたたびロッドレンズ１４内にほぼ平
行光で入射し、センサヘッド３を通してＥｒ添加光ファ
イババンドル７内に光信号が伝送させられるという利点
があり、効率良く光の結合を行なわせることができる。
第１の実施例を示す。これはセンサヘッド３の被測定物
側端面１３Ａと反対の端面１３Ｂに光ファイバ６とＥｒ
添加光ファイババンドル７を突き合せた構造からなる。
光ファイバ６は、波長１．５３５μｍの光信号Ｐi と波
長１．４８μｍ（あるいは、０．９８μｍ）の励起光Ｐ
pを含んだ光信号８を伝搬させてセンサヘッド３へ導び
くためのものであり、通常のシングルモード、マルチモ
ードファイバ、あるいは上記光ファイバを複数本束ねた
もの、さらには上記光ファイババンドル化したものを用
いる。Ｅｒ添加光ファイババンドル７は光ファイバのコ
ア内にＥｒを１００ｐｐｍから数千ｐｐｍ添加した、い
わゆるＥｒ添加光ファイバを複数本束ねたもの、または
それらをバンドル化したものである。これは被測定物の
位置変動などの状態変化に相当する波長１．５３５μｍ
の光信号の変化量を含んだ光信号９を増幅しながら伝搬
させる光ファイババンドル７である。すなわち、センサ
ヘッド３から出射した波長１．５３５μｍの光信号は被
測定物５で反射されてふたたびセンサヘッド３内に入
り、Ｅｒ添加光ファイババンドル７内に導びかれる。こ
こで、波長１．４８μｍの励起光Ｐp も上記Ｐi と同様
に被測定物５で反射し、センサヘッド３を通してＥｒ添
加光ファイババンドル７内に導びかれる。そして上記Ｐ
p はＥｒ添加光ファイババンドル７内を伝搬するにつれ
てエネルギー準位がもち上げられ、誘導放出状態を形成
し、上記Ｐi の光信号を増幅する。したがって、被測定
物５から反射された光信号Ｐi はＥｒ添加光ファイババ
ンドル７内を伝搬するにつれて増幅される。つまり、状
態変化情報に増幅されるために、わずかな状態変化情報
を高感度に検出することができる。またセンサヘッド３
内に入射する不要光（バックランドノイズ）は全く増幅
しないので、高感度な検出ができる。さらに、Ｐi の光
信号強度は小さくてよいため、経済的な光センサを作る
ことができる。また、Ｅｒ添加光ファイババンドル７の
長さを数十ｍから数百ｍの長さに長くしても、増幅度を
２０ｄＢから４０ｄＢ近くもとれるので、遠隔地検出が
できる。したがって、非常に危険な場所（例えば、毒性
ガスや有害ガス、燃料を使っている場所、高温場所、な
ど）で使用するのにも適している。センサヘッド３は、
光ファイバ６とＥｒ添加光ファイババンドル７を束ねて
一体化した構成のもの、あるいは長さが約１／４ピッチ
のロッドレンズ１４を１３Ａの先端に付加したものを用
いることができる。この１／４ピッチのロッドレンズ１
４を１３Ａの先端に付加すると（図１の点線で表
示。）、ロッドレンズ１４から出射される光信号はほぼ
平行光に変換されて被測定物５へあたり、この被測定物
５から反射され、ふたたびロッドレンズ１４内にほぼ平
行光で入射し、センサヘッド３を通してＥｒ添加光ファ
イババンドル７内に光信号が伝送させられるという利点
があり、効率良く光の結合を行なわせることができる。
【００１９】図２は本発明の高感度光反射センサの第２
の実施例を示したものである。これはＥｒ添加光ファイ
ババンドル７の出射側に、波長０．９８μｍ（あるいは
１．４８μｍ）の励起光Ｐp を阻止し、波長１．５３５
μｍの光信号Ｐi を通過させる干渉膜フィルタ１５を設
けたものである。この干渉膜フィルタ１５の挿入によ
り、Ｅｒ添加光ファイババンドル７内を伝搬してきて減
衰しなかった励起光Ｐpを阻止し、受光器に入らないよ
うにしたものである。これにより、信号対雑音比をさら
に向上させることができる。
の実施例を示したものである。これはＥｒ添加光ファイ
ババンドル７の出射側に、波長０．９８μｍ（あるいは
１．４８μｍ）の励起光Ｐp を阻止し、波長１．５３５
μｍの光信号Ｐi を通過させる干渉膜フィルタ１５を設
けたものである。この干渉膜フィルタ１５の挿入によ
り、Ｅｒ添加光ファイババンドル７内を伝搬してきて減
衰しなかった励起光Ｐpを阻止し、受光器に入らないよ
うにしたものである。これにより、信号対雑音比をさら
に向上させることができる。
【００２０】図３は本発明の高感度光反射センサの第３
の実施例を示したものである。これはセンサヘッド３を
使わない構造のものである。すなわち、光ファイバ６と
Ｅｒ添加光ファイバ束（又はＥｒ添加光ファイババンド
ル）１０を被測定物５側の先端部で束ねた部分１６を形
成することにより、センサヘッド機能をもたせたもので
ある。このような構造を採用できる理由は、Ｅｒ添加光
ファイバ束を受光用に用いているために、微弱な光信号
も十分に高強度の光信号に変換できるためである。ここ
で、光ファイバ６は、図１と同じように、一本の光ファ
イバか、複数本の光ファイバ束、あるいは光ファイババ
ンドルを用いることができる。
の実施例を示したものである。これはセンサヘッド３を
使わない構造のものである。すなわち、光ファイバ６と
Ｅｒ添加光ファイバ束（又はＥｒ添加光ファイババンド
ル）１０を被測定物５側の先端部で束ねた部分１６を形
成することにより、センサヘッド機能をもたせたもので
ある。このような構造を採用できる理由は、Ｅｒ添加光
ファイバ束を受光用に用いているために、微弱な光信号
も十分に高強度の光信号に変換できるためである。ここ
で、光ファイバ６は、図１と同じように、一本の光ファ
イバか、複数本の光ファイバ束、あるいは光ファイババ
ンドルを用いることができる。
【００２１】図４は本発明の高感度光反射センサの第４
の実施例を示したものである。これは、センサヘッドの
代わりに、テーパ型Ｅｒ添加マルチコアファイバ１２を
用いたものである。このテーパ型Ｅｒ添加マルチコアフ
ァイバ１２は、図４に示すように、クラッド１７内に希
土類元素（Ｅｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｎ
などを少なくとも１種含んだもの）の添加されたコア１
８を複数個設けた光ファイバの中央部付近を延伸してテ
ーパ状に構成したものである。このように、中央部をテ
ーパ状に細くすると、一方の端部から入射した複数の光
信号（前記ＰiとＰp の光信号）は中央部で混合されて
他方の端部から混合した光信号として取りだされる。し
かも、Ｐi の光信号はこのテーパ型Ｅｒ添加マルチコア
ファイバ内を伝搬するにつれて、十分な光強度に増幅さ
れる。したがって、この構成では、テーパ型Ｅｒ添加マ
ルチコアファイバ１２の端面１９Ａ内に入射した上記Ｐ
iの光信号は端面１９Ｂからとりだされるときは十分に
増幅され、そして被測定物５で反射して端面１９Ｂ内に
入り、端面１９ＡからＥｒ添加光ファイバ束１０に入射
するときにはさらに増幅されており、またＥｒ添加光フ
ァイバ束１０内を伝搬することにより、さらに増幅され
る。すなわち、３度も増幅されるため、極めて高感度な
光反射センサを構成することができる。
の実施例を示したものである。これは、センサヘッドの
代わりに、テーパ型Ｅｒ添加マルチコアファイバ１２を
用いたものである。このテーパ型Ｅｒ添加マルチコアフ
ァイバ１２は、図４に示すように、クラッド１７内に希
土類元素（Ｅｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｎ
などを少なくとも１種含んだもの）の添加されたコア１
８を複数個設けた光ファイバの中央部付近を延伸してテ
ーパ状に構成したものである。このように、中央部をテ
ーパ状に細くすると、一方の端部から入射した複数の光
信号（前記ＰiとＰp の光信号）は中央部で混合されて
他方の端部から混合した光信号として取りだされる。し
かも、Ｐi の光信号はこのテーパ型Ｅｒ添加マルチコア
ファイバ内を伝搬するにつれて、十分な光強度に増幅さ
れる。したがって、この構成では、テーパ型Ｅｒ添加マ
ルチコアファイバ１２の端面１９Ａ内に入射した上記Ｐ
iの光信号は端面１９Ｂからとりだされるときは十分に
増幅され、そして被測定物５で反射して端面１９Ｂ内に
入り、端面１９ＡからＥｒ添加光ファイバ束１０に入射
するときにはさらに増幅されており、またＥｒ添加光フ
ァイバ束１０内を伝搬することにより、さらに増幅され
る。すなわち、３度も増幅されるため、極めて高感度な
光反射センサを構成することができる。
【００２２】図６は本発明の高感度光反射センサの第５
の実施例を示したものである。これは、被測定物５を照
射するための照射光を導びく照射用ファイババンドル１
を付加したものである。この照射用ファイババンドル１
内には矢印１３方向から照射光が入射され、被測定物５
を照射するように構成されている。なお、この照射用フ
ァイババンドル１は、図１から図４の光反射センサに付
加してもよいことは言うまでもないことである。
の実施例を示したものである。これは、被測定物５を照
射するための照射光を導びく照射用ファイババンドル１
を付加したものである。この照射用ファイババンドル１
内には矢印１３方向から照射光が入射され、被測定物５
を照射するように構成されている。なお、この照射用フ
ァイババンドル１は、図１から図４の光反射センサに付
加してもよいことは言うまでもないことである。
【００２３】本発明の高感度光反射センサは上記実施例
に限定されない。まず、受光用光ファイバには、Ｅｒ以
外に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ，Ｔｍ等の希土類
元素を少なくとも１種含んだものを用いることができ
る。
に限定されない。まず、受光用光ファイバには、Ｅｒ以
外に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ，Ｔｍ等の希土類
元素を少なくとも１種含んだものを用いることができ
る。
【００２４】図７は本発明の高感度光反射センサ装置の
具体的構成例を示したものである。つまり、波長１．５
３５μｍの半導体レーザ２５からの光信号Ｐi と波長
１．４８μｍの半導体レーザ２６からの光信号Ｐp は光
ファイバ型光合波器２７で合波され、光ファイバ６内を
伝搬する。Ｅｒ添加光ファイババンドル７の出射側には
干渉膜フィルタ１５を介して受光器２８が接続されてい
る。なお、波長１．５３５μｍの半導体レーザ２５の代
わりに、Ｅｒ添加光ファイバ型レーザ（Ｅｒ添加光ファ
イバの入、出力端にミラーを形成し、一方から励起光で
励振することにより、波長１．５３５μｍ帯でレーザ発
振させるレーザ）を用いてもよい。
具体的構成例を示したものである。つまり、波長１．５
３５μｍの半導体レーザ２５からの光信号Ｐi と波長
１．４８μｍの半導体レーザ２６からの光信号Ｐp は光
ファイバ型光合波器２７で合波され、光ファイバ６内を
伝搬する。Ｅｒ添加光ファイババンドル７の出射側には
干渉膜フィルタ１５を介して受光器２８が接続されてい
る。なお、波長１．５３５μｍの半導体レーザ２５の代
わりに、Ｅｒ添加光ファイバ型レーザ（Ｅｒ添加光ファ
イバの入、出力端にミラーを形成し、一方から励起光で
励振することにより、波長１．５３５μｍ帯でレーザ発
振させるレーザ）を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、光反射センサを構成す
る光ファイバの少なくとも１つにＥｒ添加光ファイバを
用いているので、微弱な光信号を増幅することができ、
高感度化を図ることができる。また増幅作用により、長
尺の光ファイバを用いることができるので、遠隔地点で
の検出ができる。従来の構成では照射光の変化を利用し
て状態変化を検出するようにしていたために、バックグ
ランド光（背景光）が変化したりすると、精確な検出が
むずかしかったが、本発明は波長１．５３５μｍ帯の光
信号を用いて検出する方式であるので、背景光の影響を
受けない。したがって、極めて高精度に検出することが
できる。また、Ｅｒ添加光ファイバの出射側に波長１．
５３５μｍ帯の光信号のみを透過させる帯域通過型の干
渉膜フィルタを挿入することにより、より高精度化を図
ることができる。さらに、センサヘッドとして、テーパ
型Ｅｒ添加マルチコアファイバを用いれば、これへの入
射光、被測定物からの反射光を増幅すると共に、さらに
その後のＥｒ添加光ファイババンドルでも増幅するた
め、極めて高感度な光反射センサを実現することができ
る。
る光ファイバの少なくとも１つにＥｒ添加光ファイバを
用いているので、微弱な光信号を増幅することができ、
高感度化を図ることができる。また増幅作用により、長
尺の光ファイバを用いることができるので、遠隔地点で
の検出ができる。従来の構成では照射光の変化を利用し
て状態変化を検出するようにしていたために、バックグ
ランド光（背景光）が変化したりすると、精確な検出が
むずかしかったが、本発明は波長１．５３５μｍ帯の光
信号を用いて検出する方式であるので、背景光の影響を
受けない。したがって、極めて高精度に検出することが
できる。また、Ｅｒ添加光ファイバの出射側に波長１．
５３５μｍ帯の光信号のみを透過させる帯域通過型の干
渉膜フィルタを挿入することにより、より高精度化を図
ることができる。さらに、センサヘッドとして、テーパ
型Ｅｒ添加マルチコアファイバを用いれば、これへの入
射光、被測定物からの反射光を増幅すると共に、さらに
その後のＥｒ添加光ファイババンドルでも増幅するた
め、極めて高感度な光反射センサを実現することができ
る。
【図１】本発明の高感度光反射センサの実施例。
【図２】本発明の高感度光反射センサの実施例。
【図３】本発明の高感度光反射センサの実施例。
【図４】本発明の高感度光反射センサの実施例。
【図５】本発明に用いるテーパ型Ｅｒ添加マルチコアフ
ァイバの実施例。
ァイバの実施例。
【図６】本発明の高感度光反射センサの実施例。
【図７】本発明の高感度光反射センサの実施例。
【図８】従来の光反射センサ。
【図９】従来の光反射センサ。
１ 照射用ファイババンドル ２ 受光用ファイババンドル ３ センサヘッド ４ ファイバロッド ５ 被測定物 ６ 光ファイバ ７ Ｅｒ添加光ファイババンドル ８ 光信号と励起光を含んだ光信号 ９ 情報光信号 １０ Ｅｒ添加光ファイバ束 １２ テーパ型Ｅｒ添加マルチコアファイバ １５ 干渉膜フィルタ
Claims (8)
- 【請求項１】光ファイバとＥｒ添加光ファイババンドル
の一方端側部を束ね、その束ねた端面側に被測定物を配
置し、上記光ファイバの他方側から、波長１．５３５μ
ｍ帯の光信号とその励起光を入射させ、Ｅｒ添加光ファ
イババンドルの他方側から被測定物の状態変化情報を含
んだ増幅された光信号を取りだすように構成されたこと
を特徴とする高感度光反射センサ。 - 【請求項２】光ファイバは１本、または複数本を束ねた
もの、あるいはバンドル化したものを用いたことを特徴
とする請求項１記載の高感度光反射センサ。 - 【請求項３】Ｅｒ添加光ファイババンドルは少なくとも
２本のＥｒ添加光ファイバ、または多数本を束ねてバン
ドル化したものを用いたことを特徴とする請求項１記載
の高感度光反射センサ。 - 【請求項４】Ｅｒ添加光ファイババンドルの他方側の出
射側に励起光を阻止するための干渉膜フィルタを挿入し
たことを特徴とする請求項１記載の高感度光反射セン
サ。 - 【請求項５】励起光として、波長０．９８μｍ、または
１．４８μｍの光信号を用いたことを特徴とする請求項
１記載の高感度光反射センサ。 - 【請求項６】光ファイバとＥｒ添加光ファイババンドル
の一方端側部の束ねた端面にロッドレンズを突き合せた
ことを特徴とする請求項１記載の高感度光反射センサ。 - 【請求項７】光ファイバとＥｒ添加光ファイババンドル
の一方端側部を束ねた端面に、テーパ型Ｅｒ添加マルチ
コアファイバを突き合せたことを特徴とする請求項１記
載の高感度光反射センサ。 - 【請求項８】光ファイバとＥｒ添加光ファイババンドル
の束ねたものに、照射用ファイババンドルを付加し、被
測定物を照射するようにしたことを特徴とする請求項１
から７のうちいずれか１項記載の高感度光反射センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28602692A JPH06138032A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 高感度光反射センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28602692A JPH06138032A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 高感度光反射センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138032A true JPH06138032A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17699018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28602692A Pending JPH06138032A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 高感度光反射センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138032A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025254A1 (fr) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Organo Corporation | Dispositif de mesure de concentration |
| JP2002098637A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Tokyoto Gesuido Service Kk | 濃度測定装置 |
| JP2002243640A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-28 | Tokyoto Gesuido Service Kk | 濃度測定装置 |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP28602692A patent/JPH06138032A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025254A1 (fr) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Organo Corporation | Dispositif de mesure de concentration |
| JP2002098637A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Tokyoto Gesuido Service Kk | 濃度測定装置 |
| JP2002243640A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-28 | Tokyoto Gesuido Service Kk | 濃度測定装置 |
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