JPH062176U

JPH062176U - 音響信号検知装置

Info

Publication number: JPH062176U
Application number: JP8084092U
Authority: JP
Inventors: シュマデルドナルド; エッチ．カルバーウイリアム; ゴウルドゴードン
Original assignee: シエブロンリサーチコンパニー
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】光学ファイバを用いた音響信号検知装置を提
供する。【構成】剛性の円筒６の軸に平行に取り付けられる強
化ストランド、例えば、ファイバ８′を備え、このファ
イバは柔軟な薄膜７の外側と内側あるいはいずれかの表
面に接合され剛性の円筒６の周囲の各々の締付リング１
４の下方に伸びている。締付の面は柔軟な薄膜７が取り
付けられる剛性の円筒６の部分１３′であり、ファイバ
８′は柔軟な薄膜７の長手方向の強度を増すように配置
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】本考案は光学ファイバを用いた音響信号検知装置に関するものである。例えば、光学ファイバの中を通る光の位相変調か周波数変調のいずれかにおける先行技術は光学ファイバ中を伝播する光に課せられるべき信号をファイバを力学的または音響学的に励起するのに使用するという点で音量−光学効果を利用した。この力学的または音響学的励起はファイバのコアの光学的指数に変化を生じさせる。その結果ファイバ中を伝わる光における光学距離が変化する。この光はそれゆえ信号により位相と周波数が変調される。ガラスファイバにおいては光学的指数の変化は与えられた力学的または音響学的励起エネルギーに対して極めて小さい。十分な変調を得るために、このことは高レベルの信号エネルギーが長い相互作用長のいずれかを必要としこの相互作用長とは変調が生じる点で音響学的に励起されるはずのファイバの長さのことである。直接の音響学的変調に対する光学ファイバの感度はＪ．Ａ．ＢｕｃａｒｏによりＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．６，１９７９年３月１５日号に説明されている。

【０００２】本考案の信号エネルギーで単一モードファイバを伸ばして位相変調を起こさせるセンサーにおいて使用するためのクラッドの厚さを薄くした単一モードのファイバを構成する。また本考案で用いる直径が大きい光学ファイバから低いオーダーのモードの光学ファイバも構成する。これら２つの光学ファイバを現在入手できる光学ファイバのエッチングにより成し遂げる。

【０００３】Ｓ．Ｋ．ＳｈｅｅｍとＪ．Ｈ．ＣｏｌｅによりＯｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１０，１９７９年１０月号の「ＡｃｏｕｓｔｉｃＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆＳｉｎｇｌｅＭｏｄｅＯｐｔｉｃａｌＰｏｗｅｒＤｉｖｉｄｅｒｓ」において説明されているように、先行技術では単一モードファイバはその増加または減少する音響感度やモード構造における変化を考慮せずにその光伝導性を減少させるためにエッチングする。このような効果、すなわち減少した光伝導性、は本考案の目的に好ましくないと考えられ本考案は具体的にはこれを最少にするための装置を与える。

【０００４】本考案は単一モードの光学ファイバ内で光を反射させるために長さが制限された分配波長反射器に用いることができる。このような反射は「ＭｅｔｈｏｄＡｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓＦｏｒＲａｄｉａｎｔＥｎｅｒｇｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＩｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｒｅｓ」という名称の米国特許出願第０８８５７９号と、Ｋ．Ｏ．ＨｉｌｌらによるＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，３２（１０），１９７８年５月１５日号における「ＰｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｒｅＷａｖｅｇｕｉｄｅｓ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＦｉｌｔｅｒＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」に説明されている。

【０００５】本考案はまたファブリーペロ干渉計に似ている装置において光学ファイバ内で反射を起こす反射器に用いることができる。このような装置はＰ．Ｇ．Ｃｉｅｌｏにより１９７９年９月１日号のＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．１７の「ＦｉｂｒｅＯｐｔｉｃＨｙｄｒｏｐｈｏｎｅ：ＩｍｐｒｏｖｅｄＳｔｒａｉｎＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＮｏｉｓｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」に説明されている。この反射器の装置をその多数の部品の１つとして用いる新規な検出装置を与える。

【０００６】本考案は新規な種類の光学ファイバエネルギーセンサーを備えている。本考案はエッチングされた単一モードファイバをエネルギーセンサーとして用いている。このエネルギーセンサーは次のように動作する。

【０００７】感知されたり検出されるべき信号エネルギーが生じてエッチングされた単一モードファイバを伸ばす。エッチングされた単一モードファイバは単一モードのガラスクラッドファイバでありそのクラッディングの厚さはその強度を弱めるように特定の量まで減らされている。本考案は、エッチングされた単一モードファイバの光伝導特性を保持することが必要である時、除去されたガラスクラッドの部分を光学的指数が単一モードファイバのコアの材料のそれよりも低くかつ弾性率が置き替えるガラスクラッドのそれよりも低いプラスチック材料に置き替えられるということを仮定する。このようなエッチングされた単一モードファイバはより弱いために伸張や圧縮に対しより敏感である。与えられた量の信号エネルギーに対して、単一モードファイバはそれがエッチングされた後、より大量に伸びる。

【０００８】先行技術は単一モードファイバの長さを伸ばすことはそのコアを伝播している電磁放射における光学距離を変化させるということを教えている。先行技術はさらに光学距離のこの変化が単一モードファイバが伸びる量が増加するとおりに増加するということを教えている。先行技術はこの光学距離の変化をファイバのコアを伝播している電磁放射を変調するのに用いている。先行技術はまた光学距離の変化の大きさが増大するとおりに変調の量が増大するということも教えている。それゆえ、エッチングされた単一モードファイバで構成されこのエッチングされた単一モードファイバを長手方向に伸ばすか圧縮することにより動作する光学ファイバエネルギーセンサーは与えられた量の信号エネルギーに対してより大きな変調をもたらしその結果より高い感度を示す。

【０００９】本考案に用いて有益なエッチングプロセスを用いて直径が大きい光学ファイバから少ない形態上の分散を有する光学ファイバを製造する。

【００１０】また、本考案に用いて有益なエッチングされた光学ファイバを用いる装置を構成するための製造プロセスを与える。このプロセスはエッチングプロセスの影響を受けない材料で型を構成させる。これらの型はエッチングされるべきファイバを実際の装置に在るべきであるのと同一の配列に保持するのに用いられる。型を実際の装置には無いものであれば除去できるようにする種々の手段も詳述される。

【００１１】本考案を用いた応用例としてエネルギーセンサーの出力を実際に光学的に検知波することによりエネルギーセンサーをより有効にし、こうして電子復調装置の必要とされる以前の極めて大きな帯域幅を実質上減らすようにした光復調装置を与える。与えられた光復調装置はまた幾つかのエネルギーセンサーを同一の光学ファイバにおいてマルチプレックスし、こうしてハイドロフォンアレイのような多重センサー装置にかかるコストを実質上下げることも考慮している。

【００１２】光復調装置は光学ファイバの内側に構成された一対の長さが制限されたブラッグ反射器の部材の間に各々のエネルギーセンサーを配置している。配置された各々の一対の反射器は、その中でブラッグ反射器が作用するような電磁スペクトルの部分における共振を含むだけのファブリーペロ型干渉計を構成する。各々のエネルギーセンサーは一対の反射器の間に配置されるため、この時信号エネルギーが検出されるとセンサーのその結果得られる光学距離の変化はファブリーペロ干渉計の共振をスペクトル的に移行させる。この装置は次にこのスペクトル移行を、分析干渉計とみなされる第２のファブリーペロ干渉計を用いて部分的に復調する。この分析干渉計の共振はスペクトル移行の増幅を行なうようにエネルギーセンサーを含む干渉計のスペクトル分離に比例するスペクトル分離を有する。エネルギーセンサー干渉計と分析干渉計を組み合わせたものの出力は本考案の詳細な説明において与えられる方程式により与えられる増幅定数倍だけ元のスペクトル移行よりもスペクトル的に移行する。この装置はまた、各々がそれぞれの増幅を行なう、１つ以上の分析干渉計の使用も可能である。その結果得られる増幅はその各々が本来のスペクトル移行を表示する数の別々の数字に対応する出力を与えるようにすることができこうして電子検出器及び時間復調器の帯域幅は減らされる。

【００１３】この光検波装置は最後に各々のセンサーに対応する各々の反射器の対に全ての反射器の対とは異なる反射帯域を持たせることにより幾つかのエネルギーセンサーを同一のファイバにマルチプレックスすることを考慮している。

【００１４】この装置は波長走査型レーザを用いており、このレーザの出力は一度の１つの反射器の対の共振を走査する。

【００１５】感度の高い光学ファイバと、エネルギーセンサーと、このエネルギーセンサーの出力を電気的アナログ信号に変換することのできる光復調装置に用いることができる。まずエネルギーセンサーを説明し次に光復調装置を説明しよう。

【００１６】光学ファイバエネルギーセンサーの現在の技術はもし単一モードの光学ファイバが半径方向に圧縮されるか、または伸ばされるか、あるいは長手方向に圧縮されると、この時単一モード光学ファイバのコアを伝播している電磁放射における光学距離が変化するということを教えている。この技術はさらに単一モードファイバが伸び縮みする量が増大するとおりに、光学距離の変化も増大するということを教えている。現在の技術はこの光学距離の変化を用いてコアを伝播している光の位相変調を起こさせる。変調が起こる光学ファイバの長さは相互作用長と呼称される。

【００１７】本考案に用いて有益な光学ファイバにおいて用いるためのエッチングされた単一モードファイバ、すなわちエネルギーセンサーを与える。単一モードファイバは最も低いオーダーのモードのみを伝播させるように構成されたファイバである。単一モードファイバ構成におけるこの最も低いオーダーのモードは２種の縮退である。これらの場合、最も低いオーダーのモードはそれらの偏光が相互に垂直であるという事実により見分けられる伝播の２つの状態を含む。

【００１８】エッチングされた単一モードファイバはここではそのクラッドの厚さが化学反応（例えば、フッ化水素酸の溶液またはフッ化アンモニウムで緩衝されたフッ化水素酸の溶液中でのエッチング）、またはイオンミリングにより薄くした単一モード光学ファイバであると画定する。

【００１９】図１はエッチングする前のファイバの拡大断面図である。図２はエッチング後のファイバの拡大断面図である。図１では、全体として２−１で示したガラスクラッドがＫで示した厚さを有することを図示している。図２では、クラッド２− ２がＲで示した薄くされた厚さを有することを図示している。図１と図２の両方において、１−１及び１−２で示したコアは、ファイバの露出表面においてのみなされるエッチングプロセスの性質により変化しないままである直径Ｖを有する。

【００２０】このようなファイバの有用性をまず感度の方面から説明し次にエッチングされた単一モードファイバを使用している装置の製造の容易さを説明する。検出すべき与えられた量の信号エネルギー、Ｅに対して、図１の、長さがＬで全断面積がＳ₁のファイバは次のような量ΔＬ₁だけ伸びる。

【００２１】

【数１】

【００２２】ここでＹｏはファイバ材料の弾性率であり説明のため一定であり溶融石英の弾性率に等しいと仮定してよい。上記と同様に導き出し、しかしながら薄くしたクラッディングの厚さを式（Ｉ）に代入すると伸びる量ΔＬ₂が与えられ、エッチングされたファイバは同一の与えられた量の信号エネルギーＥにおいてこれに従う。

【００２３】

【数２】

【００２４】ここでＳ₂はエッチングされたファイバの断面積である。Ｓ₁はＳ₂よりも大きいため式（Ｉ）及び式（ＩＩ）から、ΔＬ₂＞ΔＬ₁である。光学ファイバ感知の現在の技術はそれゆえ、与えられた量の信号エネルギーに対してエッチングされた単一モードファイバは通常の単一モードファイバよりも光学距離の変化が大きくなり、その結果コアを伝播している光のより大量の位相変調が得られるということを教えている。

【００２５】別の有用性は極めて小さな全体にわたる直径を有するファイバは現在の方法を用いて構成するのが困難でありたとえ構成されても、処理がむづかしいという事がわかると理解できる。本考案の教えによって、クラッドの厚さを薄くしたファイバを使用することもある装置を容易に入手できる直径がより大きいファイバで構成することができる。このような装置を組み立ててより大きなファイバが適当な位置にあるような時点に達すると、次にファイバをエッチングすることができ、これにより薄いファイバすなわち薄いクラッドを有するファイバのそれ以上の処理をはぶける。このプロセスのより詳細な説明は後に続く。

【００２６】別の有用性は小さなコアの直径を有するファイバを構成する必要が生じる時に認められ、本考案に用いるファイバを直径がより大きなファイバから構成させる。図３は直径が大きい光学ファイバの断面、３−３、を示し、これは直径がＦのコア材料、（例えば、石英ガラス）である。直径が大きいファイバはエッチングされこうして断面が図４における４−４で示され、小さくなった直径Ｇを有する薄いファイバを作る。本考案はさらに直径Ｇを有するファイバを、ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｒｐにより製造されているＲＴＶ６７０シリコンゴムのような、ファイバ自体よりも低い屈折率を有する材料５−４でこの時被覆することができこうして小さなコア直径を有する光学ファイバを作るということをさらに与える。このような小さなコア直径のファイバは導かれた光学モードの低い数を備えることに有効である。

【００２７】エッチングプロセスの一実施例として、図３の、ファイバ３−３は８０μｍから１００μｍまでの範囲内のエッチングする前の直径を有すればよく図４のエッチングされたコア４−４は５０μｍから５μｍまでの範囲の直径を有すればよい。

【００２８】本考案は図５と図６、そして部分的には、図７に図示した特定の水中音響エネルギーセンサーを与える。図５はその円筒形の形状を説明しているセンサーの端部図である。図６はセンサーの断面図である。このセンサーは図６に６で示した、おそらくアルミニウムでできている、剛性の円筒形の骨組みから成っている。この円筒形骨組みの外側表面は平面Ｈと平面Ｊの間で直径が小さくなっている。この円筒形骨組みの周囲には全体として７で示した柔軟な材料から成る薄膜があり、その中では全体として８で示した単一モード光学ファイバが放射状に巻かれている。このような柔軟な材料は、例えば、シリコンゴムまたはＰＶＣであればよい。このスリーブは円筒形骨組みの大きい方の直径の端部１３′へ１３におけるように接合するかまたは１４におけるように締めるかあるいはその両方を行なって、柔軟な薄膜と剛性の型の直径が小さくなっているところの剛性の円筒形骨組みとの間に空間９をあける。直径が小さくなっているところのこの剛性の円筒形骨組みの壁には円筒形骨組みの内側の壁から柔軟な薄膜と剛性の骨組みの間の空間まで延びている等化孔１０があいている。円筒形骨組みの内側の壁には図６で１１で示してある突起がある。同様に、円筒形骨組みの内側ではバラスト供給体としての役目を持つ柔軟なブラダー１２が伸びておりタンク１６を形成しており、これは等化孔１０により空間９と連絡している。空間１６及び９は空気、ヘリウム、またはシリコン油のような、別の粘性のある柔軟な材料で満たす。図６に示した追加の空間１６′をつくる端部キャップ１７も備え、これには穴１５があけてあり、この穴は端部キャップの各々の厚さを通って伸びている。図５、図６、及び図７に示したハイドロフォンは以下のように動作する。

【００２９】このハイドロフォンを測定すべき音波を含む流体中に浸す。任意の特定の深さのところで本考案によりこの流体の一部を穴１５を通してハイドロフォンへ入れて次に、１２′で示した破線により図示してあるように、突起１１の周囲でブラダー１２を伸ばし、こうして空間１６及び９における第２の粘性のある柔軟な物質を圧縮することにより空間９及び１６における静圧をハイドロフォンの外部の流体における静圧と等しくする。空間１６及び９における圧力が、ブラダー１２を伸ばす際に生じた追加の圧力を加えて外部の圧力に等しくなると、流体は穴１５を通って流れるのをやめる。穴１５及び等化孔１０またはその一方は等化の速度を緩慢にして測定すべき音圧の間の時間周期よりも極めて長い時間周期にするように十分に小さくする。

【００３０】ハイドロフォンにより測定すなわち感知されるべき音響信号は周囲の流体圧力における交互の変化から成っている。これらの変化は上述のブラダー機構により等しくされないため、これらはその代りに柔軟な薄膜７を半径方向に膨張させたり収縮させ、こうしてエッチングされた単一のモードファイバ８を縦に伸ばしたり圧縮したりする。

【００３１】図５、図６、及び図７の水中音響センサーが水中音響信号を感知するのに使用されている間動いている状態にあることを要求するこれらの応用例では、本考案は剛性の円筒の軸に平行に取り付けられる強化ストランド、例えば、図６と図７におけるファイバ８′を備える。ファイバ８′は柔軟な薄膜７の外側と内側あるいはいずれかの表面に接合され剛性の円筒６の周囲の各々の締付リング１４の下方に延びている。締付ける面は柔軟な薄膜７が取り付けられる剛性の円筒の部分１３′である。このような強化ファイバ８′はＫｅｖｌａｒ、すなわちＤｕＰｏｎｔ社製のタイヤコードファイバ、またはガラスでできていればよい。このような強化ファイバ８′は柔軟な薄膜７の長手方向の強度を増すように配置する。それゆえ、もし図５、図６、及び図７の水中音響センサーが剛性の円筒６の軸方向に加速されるとその結果生じる柔軟な薄膜７の変形は図６及び図７における強化ファイバ８′により小さくされたことになる。さらに、この強化ファイバ８′は剛性の円筒６の軸に平行に配置されると実質上感知すべき音響信号により生じるような半径方向の収縮に対する柔軟な薄膜の抵抗を増加させない。さらに、柔軟な薄膜の質量は水中音響周波数レスポンスをシフトさせるという影響を与える単一モードファイバの巻き線８の密度と同様に変えることができる。

【００３２】本考案はまた図８及び図９の水中音響センサーを与える。図８は水中音響センサーの端部図であり図９は図８のセンサーの断面図でありここにおいて７−９は単一モードファイバ８−９の螺旋が中に含まれている柔軟な薄膜を示す。この組立体はまたシリコンゴムのような弾性の柔軟な材料から成る内部円筒２０２も含み、これは柔軟な薄膜７−９の内側の壁と接触している。強化ストランド、例えば、ファイバ２０１は柔軟な薄膜７−９の軸に平行に配置し内部円筒物質２０２と力学的に接触させその半径方向の柔軟性を大いに変化させることなく内部円筒の長手方向の強度を強めるようにする。強化ファイバ２０１はＫｅｖｌａｒかガラスでできていればよく柔軟な材料の端部からはみ出して長く延びていてもよくまたセンサーを適切な位置に固定するために使用すればよい。柔軟な内部円筒２０２はまたセンサーを適切な位置に配置するか固定するために長く延びていてもよい。本考案はまた強化ファイバ２０１をその長手方向の強度を増すように柔軟な薄膜７−９の軸に平行なこの薄膜７−９の外側に力学的に取り付けるということも提供する。センサーの長手方向の強度を増すことはセンサーの耐久性をセンサーの長手方向の加速により生じる半径方向の膨張と収縮の量を減らすことにもなるが、音響信号に対するセンサーのレスポンス、すなわち放射状の膨張及び収縮、は減らない。

【００３３】図８及び図９の水中音響センサーは以下のように作動する。センサーを音響信号を含む溶液中に浸す。音響信号に表われる圧力の周期的な変化が柔軟な薄膜７ −９を膨張させたり収縮させたりする。薄膜７−９が膨張したり収縮したりするとおりに、エッチングされた単一モード光学ファイバ８−９は伸びるかまたは圧縮され、そのため、すでに説明したように、ファイバ８−９のコアの中を伝播している電磁放射が変調される。さらに、内部円筒は同様に放射状に柔軟であるため、これは柔軟な薄膜の膨張と収縮により小さな抵抗を与える。本考案は図８及び図９のセンサーが単一モードファイバ８−９としてエッチングされた単一モードファイバを使用するとよいということを与える。

【００３４】エッチングされた単一モードファイバはあらゆるエネルギーセンサーにおいて有効であり、これは１つの信号エネルギーを用いて単一モードファイバを長手方向に伸ばすか圧縮させて光学ファイバの光学距離に変化を起こさせる。エネルギーセンサーによってはこのようなファイバの形態上の分散が相互作用長にわたって十分な光の干渉性を保持する程十分低い場合低いオーダーのモードの光学ファイバを使用できる。これらのエネルギーセンサーに対して本考案は図４の薄いファイバを与える。多重モードステップ指数または階層指数ファイバのように、任意の光学ファイバを長手方向の伸び縮みに対するその感度を上げるようにエッチングすることができるということに留意すべきである。

【００３５】ステップ指数または階層指数ファイバのガラスクラッディングをエッチング除去してその電磁放射の伝導性を弱めるようにする場合には、本考案はその結果得られるファイバを図面の２−２′図２におけるように、ＲＴＶ６７０シリコンゴムのようなファイバコアよりも光学的指数が低い材料で被覆して電磁放射を伝導するための能力を回復するようにすればよいということを定める。

【００３６】エッチングされた単一モードファイバを使用するとよい光学ファイバエネルギーセンサーを以下のような製造方法で製造する。まず、製造されつつある特定のセンサーにおいて使用されるべきであるのと同一の配列または構成にエッチングされるべきファイバを保持する型を造る。図５、図６、及び図７のハイドロフォンの場合、ファイバは螺旋状に構成する。このハイドロフォンにおける適切な型は図１０に図示したような円筒１８であり、その周囲には螺旋形の溝１９′が刻まれておりこの溝にエッチングされていない光学ファイバ２０′を巻き付ける。もし型をエッチングの後取り除くことを望むなら、型の材料はファイバまたは柔軟な薄膜の材料に損傷を与えない温度でまたは溶液によって溶けるかまたは溶解して液体の状態になることのできる物質でなければならない。このような材料は蜜蝋である。さらに、型の材料の中にはファイバのエッチング（蝋をファイバの適切な場所にこすり付け、こうしてファイバをエッチング剤から保護すればよい）でさえも危くするものがありうるため、このような材料から成る型はまず図１１における保護材２１′の溶液に浸すかこれをスプレイすることにより薄く被覆する。この保護材２１′は固まるとエッチングプロセスに影響を与えない。適切な保護材は、Ｏｐｔｅｌｅｃｏｍ社製のＴｙｐｅ１３９ＬｏｗＡｎｄｅｘＰｌａｓｔｉｃＣｌａｄｄｉｎｇＳｏｌｕｓｉｏｎ、かＫｙｎａｒ、すなわちＰｅｎｎｗａｌｔＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．社製のフッ化ビニリデンである。エッチングすべきファイバが光を伝導するのに十分なガラスクラッドを有していない場合、保護材がファイバコアのより低い光の屈折率を有するということを定める。Ｔｙｐｅ１３９ＬｏｗＡｎｄｅｘＰｌａｓｔｉｃＣｌａｄｄｉｎｇＳｏｌｕｔｉｏｎまたはＫｙｎａｒは石英ガラスよりも低い光学的指数を有する。

【００３７】必要であれば、ファイバを図１０における２２′で示したようにおそらくエッチングコアの両端部において型に接合するということも定める。すでに説明した保護材は接合剤で十分である。

【００３８】ファイバの部分をエッチング剤から保護することが必要である場合、これらの部分も同様に図１０における２３′で示したようにすでに説明した保護材で被覆すればよい。

【００３９】もし光学ファイバエネルギーセンサーがエッチングされた単一モードファイバを使用することになるならば、次に図１０に図示したように適切な位置にファイバ２０′を備えた型１８′をフッ化水素酸かフッ化水素アンモニウムで緩衝されたフッ化水素酸のいずれか、またはファイバのガラスクラッドを溶解するか除去できる任意の別の化学薬品の溶液中に置く。通常、このエッチング溶液は、もし必要であれば、超音波的に攪拌しエッチングされなければならないファイバの全ての部分の周囲にエッチング剤が入るのを促進する。

【００４０】エッチング期間（これは経験的に決定できる）が終えた後今エッチングされたファイバを適切な位置に備えている型を溶液から取り出し、水で洗い、乾燥させ次に溶解したまたは融解した被覆材の溶液に浸してから取り出すか、または硬化させるか、乾燥させるか、冷却すると柔軟な薄膜の材料になる物質の溶液をスプレイするがさもなければこれで被覆する。溶液の超音波攪拌はファイバの全ての部分の周囲に被覆液が入るのを促進する必要がある時に実施される。本考案はまた被覆材の適用は被覆の均一性と空気ポケットの除去を目的として真空中で行なうとよいということも規定する。

【００４１】エッチングの後電磁放射をコアの中に伝導させるのに十分なクラッディングの厚さを有していないようなファイバを使用する場合、本考案は被覆材はコアの材料よりも低い屈折率を有するということを定める。このような被覆溶液はすでに説明した保護材かＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｍｐａｎｙのＲＴＶ６７０のようなシリコンゴムのいずれかのものであればよい。被覆溶液の粘性は溶液から取り出す時に型に残っている被覆の厚さを調節する手段として変えることができる。被覆溶液の粘性が低いとより薄い被覆が与えられる。被覆溶液から取り出した型は次に溝の在る所で均一な膜を達成するために被覆物が固まるまで回転させる。図１２はエッチングと液浸プロセスの後完成した図１０の型及びファイバを示す。エッチングされたファイバは２０−Ｅで示してあり柔軟な薄膜材は１２４で示してある。

【００４２】図１２における被覆物が凝固した後、被覆物と保護材を通って型の材料の中へ延びている穴をあける。このような穴の位置は型の材料が溶融または溶解により除去できしかも被覆物中のファイバに損傷を与えないように選択しなければならない。このような穴１２５は図１２に示してある。型を収縮させて柔軟な薄膜及び保護材から離脱し、こうして図１２におけるＰと記された平面において薄膜を切り取ることにより形成される図１２における極めてより大きな開口１２６を通して型を取り出しやすくするように液体窒素で冷却できるテフロンのような材料で型ができているとよい。さらに、型はその除去を助けるように崩壊するとよいと思われる。図５、図６、及び図７のハイドロフォンにおいて、つぶせる適切な型が端部図の図１３に示してある。

【００４３】図１３は円筒２５７の端部図である。キーと呼称されるこの円筒の除去部分は２５６で示してある。キー２５６は円筒の軸に平行にかつ円筒の全長において延びている。ＺＺで示されている矢印はキーのその除去を助けるための動きを説明している。キーの除去により、円筒２５７は半径方向につぶれそのためエッチング及び液浸後の柔軟な薄膜材からの除去が可能になる。

【００４４】もしエッチングされていない光学ファイバを備えるために柔軟なスリーブまたはおおいを使用する光学ファイバエネルギーセンサーを製造したいならば、本考案はまた上述の製造プロセスからエッチング及び洗浄工程を除去することも可能である。

【００４５】本考案を用いた応用例として光復調装置を図１４に示す。図１４を参照すると、２４は光学ファイバを示しておりその上には何対かの長さが制限された分配ブラッグ反射器２５が取り付けてある。長さが制限された分配ブラッグ反射器は、本考案で使用されているように、光学ファイバ中を伝播している電磁放射の特定の波長帯域を一部反射して線源へ戻し一部は先へ伝送して光学ファイバに通しまたこれらの特定の波長帯域のスペクトル的に外側にある光は先に伝送してほとんど影響を受けない光学ファイバに通させる装置である。このような反射器は光学ファイバのコアを取り囲んでいるクラッドの光学的指数の空間的な周期的摂動を起こしてコアの軸に平行な方向に空間的周期が存在しかつ光学ファイバにおいて光の干渉性が保持されるような長さをこの空間的周期が超えないようにすることにより構成すればよい。空間的な周期的摂動はファイバの長さからクラッドを部分的に除去し次にファイバを光の回析格子に向けて配置して回析格子の歯がコアの軸に垂直となるようにすることにより起こすことができる。反射率の大きさはクラッドをより多くまたはより少なく除去しそのため光回析格子をコアへ近づけるか遠ざけることにより増大させるか減少させればよくこれについては１９７９年１０月２６日付で出願された米国特許出願第０８８５７９号に開示されている。このような反射器はＨｉｌｌらにより開発され「ＰｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＷａｖｅｇｕｉｄｅｓ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＦｉｌｔｅｒＦｄｂｒｉｃａｔｉｏｎ」ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｒｓ；＃３２（１０）、１９７８年５月１５日号に説明されている方法を用いて構成することもでき、ここでは反射波長帯域が次の時生じるということを示している。

【００４６】

【数３】

【００４７】ここでλ_cMはＭの特定の値に対する反射波長帯域の中心であり、ｎは光学ファイバコアにおける有効な光学的指数、ｄはブラッグ反射器を作る摂動の空間的周期、Ｍはゼロより大きい整数であり反射帯域のオーダーと呼称される。幅、Δλ_CM、は特定のブラッグ反射器がとりうる反射強度の全体の半分の点において測定される特定の反射帯域の全スペクトル幅である。これは先行技術において次のようになることが示されている。

【００４８】

【数４】

【００４９】ここでｌは長さが制限されたブラッグ反射器の長さである。再び図１４を参照すると、反射器の対２５にはＡ，Ｂ，Ｃ，…が付けてある。各々の対における反射器はいずれも同じ波長帯域を空間的に反射しかつ、例えばｄとｌを調節することにより同一の透過スペクトルを有するように作る。しかしながら、各々の対は再びｄとｌを式（ＩＩＩ）と式（ＩＶ）に従って調節することにより、あらゆる別の対の反射波長帯域とはスペクトル的に異なる特定の波長帯域を反射するように作り、そのため使用すべき各々の反射器におけるこれらの特定の波長帯域だけの内の少くとも１つを含む波長間隔Ｗ．Ｉ．が存在する。

【００５０】各々の対２５は単一モードファイバ２４の内側でファブリーペロ型干渉計を構成している。このファブリーペロ型干渉計は特定の対を形成している分配ブラッグ反射器の反射波長帯域内にスペクトル的にある電磁放射に対してのみ反応しやすい。図１５は特定の反射器の対の透過の説明図である。図１５を参照すると、縦座標は特定の反射器の対を通過する電磁放射の透過を表わし横座標はファイバ２４の中を伝播して反射器の対に入射する電磁放射の波長を表わしている。スペクトル的に特定の対の反射波長帯域の外側にある電磁放射は実際に影響を受けず伝送される。このような放射は図１５に領域ａで示されている。

【００５１】ファイバの中を伝播しておりスペクトル的に特定の反射器の対の反射帯域内にある電磁放射の最大の量は反射器の対を通して先へ伝送されこの時波長は

【００５２】

【数５】

【００５３】ここでＯＰＬは反射器の間の光学距離でありＮは正の整数である。もし

【００５４】

【数６】

【００５５】ならば電磁放射の最小の量が反射器の対を通して先へ伝送される。その結果図１５の領域ｂに示されているようなスペクトル的に周期的な透過が起こる。

【００５６】インターフェロメトリーの分野において教えられているように、図１５において３００で示されている透過ピークのスペクトル幅は透過ピークの原因となる反射器の対を構成する長さが制限されたブラッグ反射器の反射率の大きさを変えることにより透過ピークのスペクトル分離Δλに関して変更することができる。このことはすでに説明したように達成することができる。

【００５７】図１５の波長領域ｂにおけるピーク３００の数は次のように与えられる。

【００５８】

【数７】

【００５９】ここでＺは単一モードファイバの軸に沿って測定されるような反射器の間の幾何学的長さ、ｌはファイバの軸に沿って測定されるような分配ブラッグ反射器の長さである。

【００６０】一対の２つの反射器の間の光学距離が変化するとおりに、図１５に示した波長領域ｂ内の透過ピークは、式（Ｖ）で示されているように、スペクトル的にこの領域ｂ内で移行する。

【００６１】本考案を用いたこの応用例において一対の２つの反射器の間に配置されている光学ファイバ２４の長さの一部分または全部を光学ファイバエネルギーセンサー、例えば、図５、図６、及び図７の音響エネルギーセンサーの相互作用長にする。すでに説明したように、このようなセンサーは検出される信号エネルギーで光学ファイバの長さを長手方向に伸ばすか縮めるかしてその光学距離を変化させることにより作動する。それゆえ、例えば、信号を検出している光学ファイバエネルギーセンサーの相互作用長がその内側に位置するような、反射器の対Ｂにおいては、この対Ｂの図１５の領域ｂの透過ピークは検出されている信号エネルギーにより起こされるようにスペクトル的に移行する。

【００６２】再び図１４を参照すると、波長走査型レーザ２６を用いて電磁放射を供給し電磁放射は上に反射器の対２５が配置された単一モードファイバ２４の中へ適切な集光レンズ２７によって入射される。レーザ２６の出力は特定の波長領域について走査すなわちチャープされる。図１６は本発明に適切なレーザ出力のグラフである。走査範囲はΔλ_Lであり、図１６にそのように記してある。走査時間間隔はΔＴでありこれも図１６におけるように記してある。走査速度は

【００６３】

【数８】である。レーザ２６の走査範囲をすでに説明したように波長間隔Ｗ．Ｉ．になるように選択しそのため図１４における各々の対２５の図１５の反射器波長帯域領域ｂがスペクトル的に走査範囲内に入るようにする。

【００６４】もう一度図１４を参照すると、組立体はレーザ出力ビームの一部を以後「基準ファブリーペロ」干渉計と呼称されるファブリーペロ干渉計２８へ向けるためのビームスプリッター１２７を含んでいる。レーザの出力波長λ_Lが次のようなものである時、

【００６５】

【数９】

【００６６】ここでＱは正の整数、Ｄはファブリーペロ干渉計２８を構成している反射器の間の光学距離。

【００６７】基準ファブリーペロ干渉計２８はこの放射の一部を図１４の光検出器２９へ伝送し、この光検出器２９はこの時電気的基準信号を発生する。光検出器２９は市販されている装置であり、例えば、ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．により製造されている＃ＴＩＸＬであり、その出力は電気的信号であり、その信号の振幅は入射放射の振幅の周知の関数である。もしレーザが図１６におけるように走査していると、基準ファブリーペロ干渉計２８の透過出力は各々が基準ファブリーペロ干渉計２８の共振に対応する一連の時間的に分離したピークとなる。

【００６８】基準ファブリーペロ干渉計２８の光学距離Ｄを取り決めて各々の反射器の対２５における反射器の空間的な周期をレーザ走査範囲Δλ_Lにおいては基準ファブリーペロ干渉計２８の透過ピークが対２５の各々の反射器の反射器波長帯域に極めて近い波長のところで生じるように選択する。

【００６９】再び図１４を参照すると、単一モードファイバ２４の出力端部、すなわち、レーザビームが入射するのとは反対の端部、は図１４に図示したようにファブリーペロ干渉計３０に焦点を合わせた適切な焦点整合機構３２に接続している。この干渉計３０の出力は光検出器３１へ向けられる。

【００７０】インターフェロメトリーの先行技術及び反射器の対２５のスペクトル透過の前述の説明から以下のことがわかる。もし走査型のレーザがある特定の時に特定の反射器の対Ａの、図１５に示した、波長領域ｂ内に入る電磁放射の特定の波長λ _L をファイバへ入射しているならば、この時この電磁放射は特定の反射器の対Ａを通過し、残りのファイバを通過し、別の反射器の対を全て通過し（本発明は別の反射器の対、Ｂ，Ｃ，ｅｔｃ．の全ての別の反射波長帯域は全て異なるようにするため）、ファブリーペロ干渉計３０を通過して光検出器３１へ伝送され入射放射波長λ_Lが特定の反射器の対Ａの図１５の特定の透過ピークにスペクトル的に集中している時は常に、またこの特定の透過ピークも同様に、以後分析ファブリーペロ干渉計と呼称される、ファブリーペロ干渉計３０の透過ピークにスペクトル的に一致する時、最大強度で伝送される。

【００７１】例えば、反射器の対Ｂの、反射器の間の光学距離

【００７２】

【数１０】はλ_1Dとλ_2Dの間の特定の波長領域において反射器の対ＢがＳ_Rの透過ピークを発生するように定められる。もし

【００７３】

【数１１】であればこのことが起こる。

【００７４】 λ_1Dとλ_2Dの間の同じ波長領域において、次式が成り立てば分析ファブリーペロ干渉計３０はＳ_Aの透過ピークを発生する。

【００７５】

【数１２】ここでＴ_Aは分析ファブリーペロ干渉計３０の反射器の間の光学距離である。

【００７６】すでに説明したように、もし、例えば、対Ｂの長さが制限されたブラッグ反射器の間に配置された光学ファイバエネルギーセンサーにより信号が検出されると、対Ｂの図１５の領域ｂの透過ピークは領域ｂ内のスペクトル移行、Δλ_SR、を示す。式（ＩＸ）と式（Ｘ）を用いてＳ_AとＳ_Rの相対的な値を調整することにより本発明はその結果得られる図１４において結合されている、対Ｂと分析干渉計３０の、透過のスペクトル移行、Δλ_SAを次式のようにすることにより実際にこのスペクトル移行、Δλ_SRを増幅する。

【００７７】

【数１３】

【００７８】ここでＵは増幅係数であり、例えば次式で与えられ

【００７９】

【数１４】

【００８０】但しＳ_A＝（ｆ）（Ｓ_R）±１でありＳ_AとＳ_Rは２より大きくｆは正の整数である。

【００８１】復調装置をよりよく説明しかつその完成について考慮すべきより少ない明白な限定を示すために、すでに詳細に説明したような対２５内に配置されるエネルギーセンサーを追加した図１４の装置の一実施例を２つのレーザ走査間隔を通して順を追って詳細に説明しよう。レーザ走査は対２５のうちのどの反射波長帯域にも入らないλ₁で始める。レーザ出力波長がやがては走査するので、結局は特定の対Ａの透過ピークにわたる走査が開始される。この時基準干渉計２８はレーザ光線のパルスを光検出器２９へ伝送し光検出器２９は次に電気的パルスを時間復調器３３へ与える。この電気的基準パルスは時間復調器３３において電気クロックをリセットしたり始動させたりするために用いられる。時間復調器３３はまた１つの走査間隔における基準パルスを計数しこのパルスの数によって、その時その透過ピークが走査されている特定の反射器の対に対応して電気的出力のうちの１つへ電気クロックの最後の出力を伝送する。このような電子回路は現在市販されている製品の中から容易に入手できる。

【００８２】この装置の一実施例を参照すると、レーザ出力は今対Ａの透過ピークを走査し始めている。レーザ出力波長が、λ₂において、対Ａの最初のピークの範囲内にある時、レーザ光線は対Ａとその他の対を全て通過して結局は分析干渉計３０へ伝播する。説明のために、図１４の装置はＳ_R＝１０として式ＸＩＩを用いて増幅計数Ｕ＝１００を与えるように設計することを仮定する。また簡単のため、実施例の装置における各々の反射器の対における式Ｘと式ＸＩのλ_1Dとλ_2Dの間の間隔は各々の反射器の対において図１５の領域ｂにスペクトル的に一致するものと仮定する。それゆえ、Ｕ＝１００、Ｓ_R＝１０に対しては、Ｓ_A＝９９となる。

【００８３】同様に分析干渉計３０が対Ａの最初のピークにスペクトル的に一致するピークを有するものと仮定する。それゆえ、レーザ光線は光検出器３１へ伝送されると光検出器３１は電気的出力を発生しこの出力は時間復調器３３へ与えられると電気クロックを休止させその最後の出力はクロックにおける時間に対応する電気的信号であってＡと印が付けられている導線すなわちリード線へ与えられる。レーザが走査し続けると最後にその出力の波長は対Ｂの透過ピークに近づく。再び基準干渉計２８は光線のパルスを伝送しこれにより光検出器２９はパルスを発生しこのパルスはクロックをリセットしたり始動させたりしてクロックの最後の出力に対して導線すなわちリード線Ｂを準備する。

【００８４】対Ａのエネルギーセンサーにより検出されている信号が変化するとおりに、対Ａの透過ピークはスペクトル的に移行する。信号がすでに２度目のレーザ走査の前のある時にピークを

【００８５】

【数１５】だけ移行させたと仮定する。２度目のレーザ走査が始まると、出力波長は再びλ ₁ となる。走査の開始後まもなく、レーザ出力は再び対Ａの最初の透過ピークに近くなり、出力波長は約

【００８６】

【数１６】となる。しかしながら、この波長は分析干渉計３０のピークに一致しないので光検出器３１へは光線は全く伝送されずクロックは休止されない。しかしながら、レーザが走査し続けるのでその出力は後に

【００８７】

【数１７】となり、これは対Ａの第２の透過ピークのスペクトル位置である。この実施例の装置の増幅係数Ｕに関する前記の式により、

【００８８】

【数１８】もまた分析干渉計３０の透過ピークのスペクトル位置でありスペクトル的にはλ ₂ に位置するそのピークの隣りにある。それゆえ、伝送は分析干渉計３０を通過してなされ光検出器３１はクロックを休止させる信号を発生する。対Ａの透過ピークがたとえ

【００８９】

【数１９】だけしか移行しなかったとしても、対Ａと干渉計３０の結合体の出力はレーザ出力の波長が

【００９０】

【数２０】に達しその結果スペクトル増幅が１００になるまでは生じなかったであろう。２度目の走査間隔の残りは最初のレーザ走査間隔において説明したように続行される。

【００９１】復調装置の完成には光学ファイバ２４の帯域幅に対する特別な注意が必要とされる。帯域幅は戻ってくる反射器の対の透過ピークの幅の狭さを保持するほど十分に高くならなければならない。光復調装置は光学ファイバの使用の有無にかかわらずファブリーペロ干渉計の縞のスペクトルの移動を測定したい時には常に使用できるということに留意されたい。またレーザ光線は分析ファブリーペロ干渉計をまず通過し次にその間隔の１つを測定しようとしているファブリーペロ干渉計へ伝送できるということも認められる。しかしながら、もし光学ファイバを測定されているファブリーペロ干渉計へレーザ光線を伝送するために使用するならば、もしレーザ光線をまず分析干渉計へ通過させるならば、光線を分析干渉計からファブリーペロ干渉計へ伝送するために低い分散を有する光学ファイバを選択する必要がある。というのはこの光線が分析干渉計のスペクトル的に周期的な透過により生じるような追加の振幅の時間依存を有するためである。さらに、分析干渉計とセンサー干渉計の両方の機能はもしスペクトル的に正確に一致する透過ピークが全く無くてもまだかなりの結合された出力を発生するのに十分な重複だけはあるように選択しなければならない。最後に、実施例の装置はもし反射器の対の伝送ピークのスペクトル移動を．１Δλ以上にできるかまたは

【００９２】

【数２１】以下であると不明瞭な出力を発生する。

【００９３】最後に、電気的基準信号はレーザを走査させる同一の信号から引き出せばよいということを規定する。基準信号における基準はレーザ走査の任意の特定な波長の時間における位置に関して時間における既知の位置を持っていなければならないということである。さらに、適切なレーザ走査における基準は、まず走査間隔が反射器の対と分析干渉計の結合体の出力の時間的位置の振動の最も高い周波数を検出するために時間周期において十分しばしば生じなければならず、次に走査型レーザの出力波長は周知の時間の関数でなければならない、とういうことである。

【００９４】ピークの過剰な移行における前記不明瞭さを除去するために本発明は図１７に図示した別の分析干渉計３０Ｂを追加する。図１７は図１４において破線で囲まれているサブシステムＷに置き換えるサブシステムの概略図である。この追加分析器３０Ｂは、例えば、式ＸＩＩにより反射器の対の同じ出力で使用した時により低い倍率を与えるように構成する。前述の説明から、より低い増幅の結合は不明瞭さが最初に生じるより高い閾値を透過ピークの移動に与えることができる。増幅係数Ｕを確定するために式ＸＩＩを用いる閾値のスペクトル移行は次のようになる。

【００９５】

【数２２】

【００９６】各々が異なる増幅を起こす２つの分析干渉計を用いている装置は次のように与えられる。

【００９７】第１の干渉計３０は検波装置の前述の実施例におけるようにＳ_A＝９９の透過ピークをλ_1Dとλ_2Dの間に有することがある。反射器の対はＳ_R＝１０のピークをλ_1Dとλ_2Dの間に有することがありまた追加の干渉計３０ＢはＳ_A＝９のピークをλ_1Dとλ_2Dの間に有することがある。もし、例えば、時間復調器３３及び３３Ｂがアナログの出力を与えたならば対Ａに対応する特定の移行Δλ_SRにおいて対Ａに対応する時間復調器３３Ｂの電気的出力は次のような電圧ｅとなるであろう。

【００９８】

【数２３】ｅ₁＝ＫΔλ_SRＵ₁ （ＸIV) ここでＫは定数Ｕ₁はＳ_R＝１０とＳ_A＝９における１０に等しい増幅係数

【００９９】またΔλ_SRは導線Ａに対応する図１５の領域ｂのピークのスペクトル移行である。復調器３３の出力ｅ₂は次のようになるであろう。

【０１００】

【数２４】ｅ₂＝ＫΔλ_SRＵ₂ （ＸIV) ＝１００ＫΔλ_SR ここで１００はＳ_R＝１０とＳ_A＝９９における増幅係数、Ｕ₂、である。

【０１０１】このような装置は当然異なる増幅を備えた数多くのこのような分析干渉計を備えるように拡大することができ簡単に１２７′のようなより多くのビームスプリッターを追加して反射器の対の出力を分析干渉計の間で分割するようにすればよい。前述の説明から分析干渉計３０Ｂは．１Δλより小さいスペクトル移行においては不明瞭さを生じ始める可能性があるということに留意されたい。しかしながら、分析器３０はすでに説明したように．１Δλ以下のスペクトル移行において意味深長な出力を発生する。それゆえすでに１つの装置に与えられている分析干渉計よりも低い増幅か高い増幅のいずれかをもたらすであろう分析干渉計を追加しようと思うことができる。

【０１０２】時間復調器は次の２つの機能を果す電気装置である。第１に、例えば、その振幅、振動周波数、または振動の位相により基準パルスの受け取りと分析ファブリーペロ干渉計からの電磁放射を受け取る光検出器からのパルスである、ＡＮＡＬパルスと呼称される追加のパルスの受け取りの間にかかった時間を含むすなわち伝達する電気的信号を発生することと、第２に、この電気的信号を１本の特定の出力線または特定の出力線のグループへ伝送することである。このことを達成できる多数の電気回路がありその１つは図１８に概略的に図示してある。図１８を参照すると、Ｕ１とＵ２は電圧比較器、例えば、ＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＣｏｒｐ．社製の部品＃ＬＭ３１１であり、Ｕ４とＵ５はカウンター、例えばＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の部品＃７４１６１であり、Ｕ３はクロック発生器、例えば、ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の部品＃７４ＬＳ１２４であり、Ｕ６はｄｅｍｕｘ、例えば、ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の部品＃７４１５５であり、Ｕ７，Ｕ８及びＵ９はラッチ、例えば同様にＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の部品＃７４１７５である。

【０１０３】この回路は次のように動作する。Ｕ１とＵ２、すなわち電圧比較器、は基準パルスと追加パルスを復調器において使用するための標準的なＴＴＬ論理電圧レベルに変換するように動作する。規則正しく間隔をあけた基準パルスは、クロック発生器Ｕ３により駆動されるとおりに、基準パルス繰り返し数の速さのおよそ１６倍の速度で連続的に計数しているカウンタＵ４をリセットするように働く。その結果生じるカウンタＵ４の出力は基準パルスが受け取られる時０で始まり増加する方へ計数して別の基準パルスにより再びリセットして０になるとその計数を新たに始める数である。その間に、基準パルスが受け取られるごとに、カウンタＵ５は増加する。チャネルの適切な数（この場合、３）を計数した後は自動的に０に戻るようにセットされている。ＡＮＡＬパルスが送られて来ると、これはｄｅｍｕｘＵ６を介して適切なラッチ（Ｕ７，Ｕ８，またはＵ９）へ送られる。カウンタの出力の数は適切なチャネルラッチへラッチされ基準パルスとＡＮＡＬパルスの間の時間を表わす。次のＡＮＡＬパルスは次のチャネルラッチにこれらの基準パルスとＡＮＡＬパルスの間の時間を表わす数を蓄積させるなどをする。新たな時間計数がラッチされるたびに、ラッチパルスのトレーリングエッジは使用者に新しいデータが利用できるということを知らせる。

【０１０４】改善された光学ファイバエネルギーセンサー及びこのセンサーの製造方法と、改善された光復調装置が提供されこれは特に感知されるか検出されるべき信号エネルギーにより伸びや圧縮に対し反応しやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】大いに拡大した単一モード光学ファイバの断面
図。

【図２】エッチングされた図１の単一モード光学ファイ
バの大いに拡大した断面図。

【図３】コア材から成る大きな直径のファイバの大いに
拡大した断面図。

【図４】エッチングされかつ被覆された後の図３の大き
な直径のファイバの大いに拡大した断面図。

【図５】図６に図示されている本考案の音響エネルギー
センサーの端部図。

【図６】図５の音響エネルギーセンサーのライン６−６
における断面説明図。

【図７】図５及び図６の音響エネルギーセンサーの一部
の拡大説明図。

【図８】本考案により与えられる別の音響エネルギーセ
ンサーの端部図。

【図９】図８の音響センサーのライン９−９における断
面図。

【図１０】光学ファイバエネルギーセンサーを製造する
ための型及び単一モード光学ファイバの説明図。

【図１１】保護材で被覆された後の図１０の型のみの断
面図。

【図１２】エッチング及び被覆後の図１０の型及び単一
モード光学ファイバの説明図。

【図１３】エッチングプロセスにおいて使用できる崩壊
可能な型の端部図。

【図１４】本考案を用いた応用例である光復調装置の概
略図。

【図１５】図１４における対２５の反射器の対の典型的
な透過の説明図。

【図１６】図１４の光復調装置における使用に適切なレ
ーザ出力のグラフ。

【図１７】図１４における破線Ｗで囲まれた光復調装置
の部分に代用する多数の分析干渉計復調器の概略図。

【図１８】図１４及び図１７に例示的に示した一実施例
の時間復調回路の概略図。

【符号の説明】

１−１コア２−１ガラスクラッド６骨組み７，７−９柔軟な薄膜８，８−９，２４単一モード光学ファイバ８′，２０１−９強化ストラッド９，１６′ 空間１６貯留１０，１５開口１１突起１２ブラダー１４締付けリング１７端部キャップ２０２−９内部円筒２５７円筒１８′，１８−１２型１９′ 螺旋形溝１２５穴１２６開口２５長さが制限されたブラッグ反射器の対２６波長走査型レーザ１２７，１２７′ ビームスプリッター２８基準ファブリーペロ干渉計２９，３１，３１Ｂ光検出器３０，３０Ｂ分析ファブリーペロ干渉計３３，３３Ｂ時間復調器

フロントページの続き (72)考案者ゴードンゴウルドアメリカ合衆国バージニア州グレートフォールズ，ウイリアムクロスマンドライブ 9609

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】音響信号を検知するための装置であっ
て、柔軟な薄膜の軸に平行に取り付けられ強化ストランドを
有するエッチングされた単一モードの光学ファイバーが
埋められている前記柔軟な薄膜と、前記柔軟な薄膜の端部に取り付けられて前記柔軟な薄膜
内に物理的に包囲した空間を与える端部キャップと、前記包囲空間を前記柔軟な薄膜の外側にある空間に結合
する前記端部キャップにあけた開口とを備え、前記開口
の寸法により前記開口を通って流れる粘性物質の速度を
前記包囲空間と前記柔軟な薄膜の外側の空間の流体圧力
の差に応じて調節するようにしたことを特徴とする前記
音響信号検知装置。