JPH0715393B2 - Optical fiber sensor - Google Patents

Optical fiber sensor

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JPH0715393B2
JPH0715393B2 JP1494187A JP1494187A JPH0715393B2 JP H0715393 B2 JPH0715393 B2 JP H0715393B2 JP 1494187 A JP1494187 A JP 1494187A JP 1494187 A JP1494187 A JP 1494187A JP H0715393 B2 JPH0715393 B2 JP H0715393B2
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Japan
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light
optical fiber
signal
intensity
incident
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JP1494187A
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満 西川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (ア)技術分野 この発明は、2本の光フアイバによつてマツハツエンダ
型干渉計を構成している光フアイバセンサに於て、入射
光量を安定させる事を目的とする改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Technical Field The present invention aims to stabilize the amount of incident light in an optical fiber sensor that constitutes a Matsuhatsu Ender interferometer with two optical fibers. Regarding improvement.

ここで光フアイバというのは、シングルモード光フアイ
バのことである。2本の光フアイバを用いる。少なくと
も一方には、なんらかの物理量を計測するためのセンシ
ングコイルが設けてある。この光フアイバを通る光を信
号光という。このフアイバを信号用光フアイバと呼ぶ。
Here, the optical fiber is a single mode optical fiber. Two optical fibers are used. At least one side is provided with a sensing coil for measuring some physical quantity. The light that passes through this optical fiber is called signal light. This fiber is called a signal optical fiber.

他方の光フアイバにもセンシングコイルと同等なコイル
を設けることもあるが、このようなコイルを設けないこ
ともある。この光フアイバを参照用光フアイバという。
The other optical fiber may be provided with a coil equivalent to the sensing coil, but such a coil may not be provided. This optical fiber is called a reference optical fiber.

コヒーレントな単色光を出す光源を用いる。たとえば、
He−Neレーザ、半導体レーザなどである。この光に対し
て、前記のフアイバがシングルモードなのである。
A light source that emits coherent monochromatic light is used. For example,
Examples include He-Ne lasers and semiconductor lasers. For this light, the fiber is in single mode.

光源の光を2本のビームに分けて、信号用光フアイバと
参照用光フアイバに入射させる。そして出射光を合一さ
せて、干渉させる。
The light from the light source is split into two beams, which are made incident on the signal optical fiber and the reference optical fiber. Then, the emitted lights are united to cause interference.

(イ)従来技術 第2図は従来例に係る、光フアイバ利用マツハツエンダ
Mach Zehnder型センサの構成図である。
(A) Prior art Fig. 2 shows a conventional example of Matsuhatsu Ender using optical fiber.
It is a block diagram of a Mach Zehnder type sensor.

光源1は、単色光を出すコヒーレント光源である。これ
がシングルモード光フアイバである信号用光フアイバ2
と、参照用光フアイバ3に同時に入射する。このためビ
ームスプリツタ10により、光を分割している。
The light source 1 is a coherent light source that emits monochromatic light. This is an optical fiber for signal 2 which is a single mode optical fiber.
Then, the light enters the reference light fiber 3 at the same time. Therefore, the beam splitter 10 splits the light.

信号光は、センシングコイル4を通過する。センシング
コイルは温度や圧力の影響を受ける。従つて、温度計又
は圧力計として用いる事ができる。一例として、水中音
波の強さを検出するためのハイドロフオン(Hydrophon
e)としての用途がある。光フアイバハイドロフオンと
いう。
The signal light passes through the sensing coil 4. The sensing coil is affected by temperature and pressure. Therefore, it can be used as a thermometer or a pressure gauge. As an example, a hydrophone (Hydrophon) for detecting the intensity of underwater sound waves
There is a use as e). Hikari fiber hydrophone.

水中音波だけでなく、多様な物理的振動のセンサとして
用いる事もできる。もちろん温度計として使う事もでき
る。
It can be used as a sensor for various physical vibrations as well as underwater sound waves. Of course it can also be used as a thermometer.

温度、圧力によつて、センシングコイルの光フアイバの
屈折率と長さが変化するから、実質的に光フアイバの光
路長が変化する。このため、光の位相がここで変化する
ことになる。
Since the refractive index and the length of the optical fiber of the sensing coil change depending on the temperature and the pressure, the optical path length of the optical fiber substantially changes. Therefore, the phase of light changes here.

信号光及び参照光3はビームスプリツタ(合波用)13に
よつて一体化し、光検出器5に入射する。受光面で2つ
の光が干渉する。干渉光強度が光検出器5によつて測定
される。これを増幅して出力信号を得る。
The signal light and the reference light 3 are integrated by a beam splitter (for multiplexing) 13 and are incident on the photodetector 5. Two lights interfere at the light receiving surface. The interference light intensity is measured by the photodetector 5. This is amplified to obtain an output signal.

信号光の光検出器5の受光面に於ける電界強度をSとす
る。これの振幅S0とする。光の角周波数をωとする。
Let S be the electric field strength of the signal light on the light receiving surface of the photodetector 5. The amplitude of this is S 0 . Let ω be the angular frequency of light.

センシングコイルでの位相の変化分をasinΩtとする。
ここでaは圧力の強さで、Ωは圧力変化の角周波数であ
る。光フアイバハイドロフオンの場合であれば、aが水
中音波の強さ、Ωが水中音波の角周波数である。
The change in phase in the sensing coil is a sin Ωt.
Here, a is the strength of pressure, and Ω is the angular frequency of pressure change. In the case of the optical fiber hydrophone, a is the strength of the underwater sound wave, and Ω is the angular frequency of the underwater sound wave.

信号光の電界強度Sは S=S0 sin(ωt+asinΩt) (1) によつて与えられる。参照光の電界強度Rは R=R0 sin(ωt+Φ) (2) によつて表わされる。Φは2つの光フアイバの長さの違
いによつて生ずる位相差である。これは温度によつて変
動する。Sの方に(−Φ)を付けてもよいが、ここでは
Rに(+Φ)として入れた。同じことである。
The electric field strength S of the signal light is given by S = S 0 sin (ωt + a sin Ωt) (1). The electric field intensity R of the reference light is represented by R = R 0 sin (ωt + Φ) (2). Φ is the phase difference caused by the difference in the length of the two optical fibers. This varies with temperature. (−Φ) may be attached to S, but in this case, R is added as (+ Φ). Same thing.

光検出器5では、これらが干渉するので、その出力は となる。光の角周波数の2倍の振動部分sin(2ωt)
は光検出器であるから落ちてしまう。
In the photodetector 5, since these interfere, the output is Becomes Vibration part sin (2ωt) that is twice the angular frequency of light
Is a photodetector, so it falls.

第1項目は直流分であり、信号とはならない。第2項目
が信号となる。音波などの圧力の強さに比例するパラメ
ータaを持つているからである。
The first item is the DC component and does not become a signal. The second item is the signal. This is because it has a parameter a proportional to the strength of pressure such as sound waves.

位相シフトΦが温度によつて大きく変化するので、パラ
メータaを測定する場合は、Φを一定にする工夫が必要
である。
Since the phase shift Φ changes greatly with temperature, it is necessary to devise to keep Φ constant when measuring the parameter a.

温度計とする場合は、一定の強さの位相変調asinΩtを
かけておき、位相シフトΦを温度の函数Φ(T)として
得ることができる。
In the case of a thermometer, the phase shift Φ (T) can be obtained by applying the phase modulation a sin Ωt having a constant strength in advance.

いずれにしても、出力には、信号光の振幅S0と、参照光
の振幅R0とが含まれる。
In any case, the output includes the amplitude S 0 of the signal light and the amplitude R 0 of the reference light.

光フアイバハイドロフオンを最初に提案したのはBucaro
等である。
Bucaro was the first to propose the optical fiber hydrophone.
Etc.

J.A.Bucaro,H.D.Dardy and E.F.Carome,“Optical fibe
r acoustic sensor,"Appl.Opt.16,1761−1762(197
7). 及び J.A.Bucaro and H.D.Dardy,“Fiber−optichydrophon
e,"J.Acoust.Soc.Am.62,1302−1304(1977). である。
JABucaro, HDDardy and EFCarome, “Optical fibe
r acoustic sensor, "Appl.Opt. 16 , 1761-1762 (197
7). And JA Bucaro and HDDardy, “Fiber-optichydrophon
e, "J. Acoust. Soc. Am. 62 , 1302-1304 (1977).

干渉光の強度から位相シフトΦを取り出して、温度補償
を行なう必要がある。位相シフトΦをとりだすため、ボ
トルカツプラを用いた検出系をJackson等が提案してい
る。これはハーフミラーではなく、エバネツセント結合
するボトルカツプラにより、参照光、信号光を合体させ
るものである。ボトルカツプラの2つの出力は、信号用
光フアイバ、参照用光フアイバからみて、光の波長の1/
4の光路差があるように調整されている。すると、一方
に(I0+I1 cosΦ)が、他方に(I0−I1 cosΦ)が出力
される。これを差動増幅することにより、位相シフトΦ
が分る、というわけである。
It is necessary to extract the phase shift Φ from the intensity of the interference light and perform temperature compensation. To extract the phase shift Φ, Jackson et al. Have proposed a detection system using a bottle skipper. This is to combine the reference light and the signal light not by a half mirror but by a bottle cutter that performs evanescent coupling. The two outputs of the bottle skipper are 1/1 of the wavelength of the light when viewed from the signal optical fiber and the reference optical fiber.
It is adjusted so that there is an optical path difference of 4. Then, while the can (I 0 + I 1 cos Φ ), the other is (I 0 -I 1 cos Φ) is outputted. By differentially amplifying this, the phase shift Φ
It means that

D.A.Jackson,R.Priest,A.Dandridge and A.B,Tveten,
“Elimination of drift in a single−mode optical f
iber interferometerusing a piezoelectrically stret
ched coil fiber,"Appl.Opt.19,2926−2929(1980). さらに、日本語で書かれた光フアイバハイドロフオンの
レビーとしては、 高橋,菊地“光フアイバを用いた水中音波の検出法I"日
本音響学会誌40巻2号p.101−106(1984) がある。
DAJackson, R. Priest, A. Dandridge and AB, Tveten,
“Elimination of drift in a single−mode optical f
iber interferometerusing a piezoelectrically stret
ched coil fiber, "Appl. Opt. 19 ,, 2926-2929 (1980). Furthermore, as a Levy of optical fiber hydrophone written in Japanese, Takahashi, Kikuchi" Underwater sound wave detection method using optical fiber I ""The Acoustical Society of Japan, Vol. 40, No. 2, p. 101-106 (1984) is available.

本出願人は、温度による位相シフトΦの変動の問題を解
決するため、2Ωの振動部分をとりだして、Φの変動の
影響を除去できる光フアイバハイドロフオンを発明して
いる(特願昭61-119989、S61.5.24出願)。
In order to solve the problem of fluctuation of the phase shift Φ due to temperature, the applicant of the present invention has invented an optical fiber hydrophone capable of removing the influence of the fluctuation of Φ by taking out a 2Ω vibration part (Japanese Patent Application No. 61- 119989, S61.5.24 application).

本出願人は、さらに、位相変調器を入れることにより、
より簡単に位相シフトΦを検出できる方法を発明してい
る(特願昭61-237405,S61.10.6出願)。
The Applicant has further added a phase modulator to
We have invented a method that can detect the phase shift Φ more easily (Japanese Patent Application No. 61-237405, S61.10.6 application).

さらに、光フアイバを使つた回転速度計として光フアイ
バジヤイロがある。これは相対論的な効果があるSagnac
効果を用いるものである。
Furthermore, there is an optical fiber gyro as a tachometer using an optical fiber. This has a relativistic effect Sagnac
It uses the effect.

光フアイバコアを回転すると、左廻り光と右廻り光の速
度が相異する。それゆえ、この2つの光を干渉させる
と、位相差Φから回転速度が分るわけである。
When the optical fiber core is rotated, the speeds of left-handed light and right-handed light are different. Therefore, when these two lights are made to interfere with each other, the rotation speed can be known from the phase difference Φ.

ふつうは、ひとつのセンサコイルをもつた1本の光フア
イバを用いて、左廻り、右廻りに光を通す。出射光をビ
ームスプリツタで合波し、光検出器で、干渉させる。
Normally, one optical fiber with one sensor coil is used to pass light to the left and right. The emitted lights are combined by a beam splitter and interfered by a photodetector.

位相差Φのうち、回転ΩによるものをΔθとすると、Sa
gnac効果により、 の位相差が出現する。Ωはコイルの回転速度、rはコイ
ルの半径、Lはコイルの長さ、kは光の波数、Cは光速
である。
If the phase difference Φ due to rotation Ω is Δθ, then Sa
By the gnac effect, The phase difference of appears. Ω is the rotational speed of the coil, r is the radius of the coil, L is the length of the coil, k is the wave number of light, and C is the speed of light.

(ウ)発明が解決すべき問題点 (3)式から、信号成分の強さには、S0,R0が掛かつて
いる。もしも、S0,R0が変動すると、出力信号の強さが
不安定になる、という欠点がある。
(C) Problems to be solved by the invention From the equation (3), the strength of the signal component is multiplied by S 0 and R 0 . If S 0 and R 0 change, the strength of the output signal becomes unstable.

(3)式の交流成分を とすると、 となり、ベツセル函数の母函数展開により、 となる。The AC component of equation (3) Then, Then, by the expansion of the Bessel function, Becomes

の中にはΩtの基本波から、全ての高調波が含まれる。 Includes all harmonics from the fundamental wave of Ωt.

全ての高調波を調べるというわけにはゆかないから、特
定の次数のものを選びだす。J0(φ)は直流分であるか
ら検出し難いし、φが0に近い時に、これが1であるか
ら感度が悪い。
Since it is not possible to investigate all harmonics, we choose a specific order. Since J 0 (φ) is a DC component, it is difficult to detect, and when φ is close to 0, it is 1 so that the sensitivity is poor.

そこで、J1(φ)をとることが多い。これ以外は捨てる
ことになる。バンドパスフイルタを使つて、sin(Ω
t)の振動数のみを通すようにすればよい。この出力を
Y1と書くと、(4)式の一部として Y1=2 S0 R0 J1(φ)sinΩt (7) となる。こうして、sin(Ωt)の振幅として、J
1(φ)が得られる。φが0に近い時これは、〜φ/2で
あるから、リニヤリテイのよい函数形として得られる。
Therefore, J 1 (φ) is often used. Other than this will be discarded. Using a bandpass filter, sin (Ω
Only the frequency of t) should be passed. This output
If Y 1 is written, then Y 1 = 2 S 0 R 0 J 1 (φ) sinΩt (7) as a part of equation (4). Thus, as the amplitude of sin (Ωt), J
1 (φ) is obtained. When φ is close to 0, it is ~ φ / 2, so it is obtained as a function form with good linearity.

ところが、光の振幅S0,R0が変動する、という事もあ
る。この場合、φが変動した場合と区別がつかない。
However, the amplitudes S 0 and R 0 of the light may change. In this case, it cannot be distinguished from the case where φ changes.

もしも、2次の項もとつていれば、φの変動と、S0R0
変動を区別することができる。φ<<1として、Y1と、
2次の項Y2は、振動成分を除いて Y1S0 R0 φ (8) となる。(9)はcos(2Ωt)の項の振幅成分であ
る。こうすれば、Y2/Y1とすることによつて、振幅の変
動を除外できる。つまり、 となるからである。
If there is a second-order term, it is possible to distinguish the fluctuation of φ from the fluctuation of S 0 R 0 . If φ << 1, Y 1 and
The quadratic term Y 2 is Y 1 S 0 R 0 φ (8) Becomes (9) is the amplitude component of the term of cos (2Ωt). By doing so, the fluctuation of the amplitude can be excluded by setting Y 2 / Y 1 . That is, It is because

しかし、このようにするには、バンドパスフイルタ、増
幅器などが2組必要になる。また除算回路も必要であ
る。回路構成が複雑になる、という難点がある。
However, this requires two sets of bandpass filters, amplifiers, and the like. A division circuit is also required. There is a drawback that the circuit configuration becomes complicated.

(エ)目的 電気回路の構成を複雑にすることなく、信号光、参照光
の振幅変動の影響を除くことのできる光フアイバセンサ
を提供する事が、本発明の目的である。
(D) Object It is an object of the present invention to provide an optical fiber sensor which can eliminate the influence of amplitude fluctuations of signal light and reference light without complicating the configuration of an electric circuit.

(オ)構成 本発明に於ては、参照光と信号光の強さをモニタし、さ
らに、光フアイバ入射端の軸合わせ部に、光量調整機構
を設け、光源と、光フアイバの結合度を加減して、参照
光、信号光の強度を一定にするようにした。
(E) Configuration In the present invention, the intensity of the reference light and the signal light is monitored, and further, a light quantity adjusting mechanism is provided at the axis alignment portion of the optical fiber entrance end to check the degree of coupling between the light source and the optical fiber. The intensity of the reference light and the signal light was adjusted to be constant.

光量調整機構としては電歪素子などを用いる事ができ
る。
An electrostrictive element or the like can be used as the light amount adjustment mechanism.

図面によつて説明する。第1図は本発明の光フアイバセ
ンサの構成図である。
It will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an optical fiber sensor of the present invention.

光源1、信号用光フアイバ2、参照用光フアイバ3、光
検出器5、ビームスプリツタ10,13によつて、マツハツ
エンダ型干渉計を構成している。この点は第2図のもの
と同じである。
The light source 1, the signal optical fiber 2, the reference optical fiber 3, the photodetector 5, and the beam splitters 10 and 13 form a Matsuhatsu Ender interferometer. This point is the same as that of FIG.

光源1は単色光を生ずるコヒーレント光源である。たと
えばHe−Neレーザ、半導体レーザなどを用いる。
The light source 1 is a coherent light source that produces monochromatic light. For example, a He-Ne laser or a semiconductor laser is used.

この単色光が、ビームスプリツタ10によつて、2本の光
線に分けられ、信号用、参照用光フアイバ2,3へ入射す
る。
This monochromatic light is split into two light beams by the beam splitter 10 and is incident on the signal and reference light fibers 2 and 3.

これらの光フアイバは、入射光の波長に対して、シング
ルモードフアイバである。コア径が極めて小さいので、
軸合わせ部には、レンズなどの集光光学系が設けられ
る。ここでは図示を略している。本発明に於ては、光源
と光フアイバの結合度を調整する光量調整機構6,15を、
信号用、参照用光フアイバ2,3の入射端に設けている。
These optical fibers are single mode fibers with respect to the wavelength of incident light. Since the core diameter is extremely small,
A condensing optical system such as a lens is provided in the axis alignment unit. Illustration is omitted here. In the present invention, the light amount adjusting mechanism 6,15 for adjusting the degree of coupling between the light source and the optical fiber,
It is provided at the incident ends of the signal and reference optical fibers 2 and 3.

これは、光フアイバの軸と直角方向に、光フアイバ軸を
変位させるものである。電歪素子、サーボモータと歯車
減速機の組合せなど任意である。
This displaces the optical fiber axis in a direction perpendicular to the optical fiber axis. Any combination such as an electrostrictive element, a combination of a servo motor and a gear reducer is possible.

また、機械的に変位させる方法に限らず、電気光学素子
等により複屈折を生じさせ、光路を変える方法でも良
い。
Further, the method of changing the optical path is not limited to the method of mechanically displacing, and the method of changing the optical path by causing birefringence by an electro-optical element or the like.

信号用光フアイバ2の途中には、圧力、温度などを感受
するセンシングコイル4がある。
In the middle of the signal optical fiber 2, there is a sensing coil 4 that senses pressure, temperature and the like.

センシングコイルの長さをL、屈折率をnとすると、圧
力変化Pに対して、位相変化は となる。λは真空中の波長である。
When the length of the sensing coil is L and the refractive index is n, the phase change with respect to the pressure change P Becomes λ is the wavelength in vacuum.

で定義されるμは、単位長さあたりの単位圧力に対する
位相シフトである。
Is the phase shift per unit length per unit pressure.

μを結合係数ということもある。(1)式のaは によつて与えられる事になる。μ is sometimes called a coupling coefficient. A in equation (1) is Will be given by.

温度変化の場合は、振動項ではないから、位相シフトΦ
を変化させる。同様に、これによる増分をδΦで示すと という事になる。δΦから温度を計ることができる。
In the case of temperature change, since it is not an oscillation term, the phase shift Φ
Change. Similarly, if the increment due to this is indicated by δΦ, It means that. The temperature can be measured from δΦ.

さて、信号光S、参照光Rが、光フアイバ2,3を伝搬
し、他端から出射する。出射端の近傍に、モニタ光を取
り出すためのビームスプリツタ9,11を設けている。
Now, the signal light S and the reference light R propagate through the optical fibers 2 and 3 and are emitted from the other end. Beam splitters 9 and 11 for extracting monitor light are provided near the emission end.

信号光Sの一部は、ビームスプリツタ9によつて反射さ
れモニタ光Uとなり、光検出器8へ入射する。ここでモ
ニタ光の強度が分る。
A part of the signal light S is reflected by the beam splitter 9 to become monitor light U, which is incident on the photodetector 8. Here, the intensity of the monitor light is known.

参照光Rの一部は、ビームスプリッタ11によつて反射さ
れ、モニタ光Wとなり、光検出器7へ入射する。ここで
モニタ光の強度が分る。
A part of the reference light R is reflected by the beam splitter 11, becomes a monitor light W, and enters the photodetector 7. Here, the intensity of the monitor light is known.

(カ)作用 モニタ光U,Wの強度信号は増幅されて、信号線16,17によ
り、光量調整機構6,15に与えられる。
(F) Action The intensity signals of the monitor lights U and W are amplified and given to the light amount adjusting mechanisms 6 and 15 through the signal lines 16 and 17.

モニタ光が正常値より大きくなると、光量調整機構によ
り、フアイバの軸芯をそらせて、入射光量を減ずる。
When the monitor light becomes larger than the normal value, the light amount adjusting mechanism deviates the axis of the fiber to reduce the incident light amount.

モニタ光が正常値より小さくなると、光量調整機構によ
り、フアイバの軸芯を、光線中心の方へ寄せて、入射光
量を増加させる。
When the monitor light becomes smaller than the normal value, the light quantity adjusting mechanism moves the axis of the fiber toward the center of the light beam to increase the incident light quantity.

このようにして、S0,R0を一定に保つことができる。さ
らに、ビームスプリツタ13によつて、信号光S、参照光
Rが一体化する。これが光検出器5に入射し、干渉す
る。干渉光の強度が増幅器14によつて増幅され、出力信
号となる。
In this way, S 0 and R 0 can be kept constant. Further, the beam splitter 13 integrates the signal light S and the reference light R. This enters the photodetector 5 and interferes with it. The intensity of the interference light is amplified by the amplifier 14 and becomes an output signal.

光検出器7,8、ビームスプリツタ9,11によつて参照光
R、信号光Sの強度をモニタしている。そして、この強
度信号によつて、光量調整機構6,15の軸芯結合度を変化
させ、R0,S0を一定値に戻すのである。
The photodetectors 7 and 8 and the beam splitters 9 and 11 monitor the intensities of the reference light R and the signal light S. Then, according to this intensity signal, the degree of axial coupling of the light amount adjusting mechanisms 6 and 15 is changed, and R 0 and S 0 are returned to constant values.

このように、R0,S0を一定にすると、出力の一次成分Y1
又は二次成分Y2から、圧力振幅aを正しく求めることが
できる。
Thus, if R 0 and S 0 are constant, the primary component of the output Y 1
Alternatively, the pressure amplitude a can be correctly obtained from the secondary component Y 2 .

光量調整機構は、電圧によつて歪み量が変化する電歪素
子を用いてもよい。シングルモードフアイバのコア径
は、光の波長により異なるが、5μm〜10μmの程度で
ある。コア径の半分の距離程度、フアイバ入射端を軸直
角方向へ変位させる事ができればよいのである。
The light amount adjustment mechanism may use an electrostrictive element whose strain amount changes depending on the voltage. The core diameter of the single mode fiber is about 5 μm to 10 μm, though it depends on the wavelength of light. It suffices if the fiber incident end can be displaced in the direction perpendicular to the axis by a distance about half the core diameter.

或は、サーボモータと多段の歯車減速機を設けて、フア
イバ入射端を軸直角方向へ推移させるようにする。歯車
減速系の中に、ウオーム、ウオーム歯車を入れておく
と、バツクラツシユを殺すことができ、微調整も可能に
なる。
Alternatively, a servo motor and a multi-stage gear reducer are provided so that the fiber entrance end is moved in the direction perpendicular to the axis. If you put a worm or worm gear in the gear reduction system, you can kill the backlash and make fine adjustments.

第1図に示すものは、圧力、温度のセンサとする場合の
ものである。
The one shown in FIG. 1 is used as a pressure and temperature sensor.

本発明は光フアイバジヤイロにも適用できる。この場合
は、光フアイバは一本になり、入力と出力が同一にな
る。第3図に示すように、ビームスプリツタ10と13がひ
とつになり、ビームスプリツタ10の前方に、ビームスプ
リツタ11,9が配置される。作用は同様である。
The present invention can also be applied to an optical fiber gyro. In this case, there is only one optical fiber, and the input and output are the same. As shown in FIG. 3, the beam splitters 10 and 13 are integrated, and the beam splitters 11 and 9 are arranged in front of the beam splitter 10. The action is similar.

(キ)効果 光検出器5に入る参照光R、信号光Sの光強度が安定す
る。このため、干渉光の出力の振幅部分が一定になる。
(G) Effect The light intensities of the reference light R and the signal light S entering the photodetector 5 are stable. Therefore, the amplitude part of the output of the interference light becomes constant.

干渉光の内、1次成分Y1、或は2次成分Y2など、いずれ
かひとつだけを出力信号としてとり出している場合、
S0,R0が変動すると、強度信号φの正確な値が分らな
い。本発明は、S0,R0を一定にする事ができるので、出
力から、強度φを正確に求めることができる。
If only one of the first-order component Y 1 or the second-order component Y 2 of the interference light is taken out as the output signal,
If S 0 and R 0 change, the exact value of the intensity signal φ cannot be known. In the present invention, since S 0 and R 0 can be made constant, the intensity φ can be accurately obtained from the output.

光フアイバジヤイロの場合も、右廻り光、左廻り光の強
度を安定化させることができるから、位相差Δθを正確
に求めることができる。
Also in the case of the optical fiber gyroscope, the intensity of the clockwise light and the counterclockwise light can be stabilized, so that the phase difference Δθ can be accurately obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は光フアイバハイドロフオンに適用した場合の本
発明の構成図。 第2図は従来例にかかる光フアイバハイドロフオンの構
成図。 第3図は光フアイバジヤイロに適用した場合の本発明の
構成図。 1……光源 2……信号用光フアイバ 3……参照用光フアイバ 4……センシングコイル 5……光検出器 6,15……光量調整機構 7,8……光検出器 9,10,11,13……ビームスプリツタ 14……増幅器
FIG. 1 is a block diagram of the present invention when applied to an optical fiber hydrophone. FIG. 2 is a block diagram of an optical fiber hydrophone according to a conventional example. FIG. 3 is a block diagram of the present invention when applied to an optical fiber gyro. 1 ...... Light source 2 ...... Signal optical fiber 3 ...... Reference optical fiber 4 ...... Sensing coil 5 ...... Photodetector 6, 15 ...... Light intensity adjustment mechanism 7, 8 ...... Photodetector 9, 10, 11 , 13 …… Beam splitter 14 …… Amplifier

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】温度、圧力、回転速度などの物理量を感受
するためのセンシングコイル4を有する信号用シングル
モード光フアイバの両端に、或はセンシングコイル4を
有する信号用シングルモード光フアイバと参照用光フア
イバのそれぞれの始端に、単色光を生ずるコヒーレント
な光源1から生じた光を分岐して入射させ、光フアイバ
の中を伝搬し他端から出射された光を干渉させ光検出器
5によつて干渉光の強度を検出することにより前記物理
量を測定することとした光フアイバセンサに於て、光フ
アイバの入射端に光フアイバコアと光源との結合度を調
整する光量調整機構を設け、光フアイバの出射端にはビ
ームスプリツタ9,11を設けて出射光を分岐し光検出器7,
8によつて出射光の強度を検出し、光量調整機構によつ
て出射光量を一定にするよう光フアイバの入射端の位置
を調整するようにした事を特徴とする光フアイバセン
サ。
1. A signal single mode optical fiber having a sensing coil 4 for sensing a physical quantity such as temperature, pressure and rotation speed, or a signal single mode optical fiber having a sensing coil 4 and a reference. The light generated from the coherent light source 1 that generates monochromatic light is branched and made incident on each start end of the optical fiber, and the light that propagates through the optical fiber and is emitted from the other end is caused to interfere with each other. Then, in the optical fiber sensor which is designed to measure the physical quantity by detecting the intensity of the interference light, a light quantity adjusting mechanism for adjusting the coupling degree between the optical fiber core and the light source is provided at the incident end of the optical fiber, and the optical fiber sensor is provided. Beam splitters 9 and 11 are provided at the exit end of the beam splitter to split the outgoing light and detect the
The optical fiber sensor is characterized in that the intensity of emitted light is detected by means of 8 and the position of the incident end of the optical fiber is adjusted by means of a light quantity adjusting mechanism so as to make the amount of emitted light constant.
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