JPH0921698A - 光学的センサー - Google Patents

光学的センサー

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JPH0921698A
JPH0921698A JP8184304A JP18430496A JPH0921698A JP H0921698 A JPH0921698 A JP H0921698A JP 8184304 A JP8184304 A JP 8184304A JP 18430496 A JP18430496 A JP 18430496A JP H0921698 A JPH0921698 A JP H0921698A
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light
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一体型光センサーにも容易に計測できるよう
に充分大きな出力を出し、徹底した較正や高度に管理さ
れた環境を必要とすることなしに、より正確な結果（計
測値）を出すことができる光学的センサーを提供するこ
と。 【解決手段】 希土類元素でドープされた基材１６から
なる導波路１８が、一体型光学センサーのデバイス１２
に含まれる。導波路１８にそって伝搬する光線（図中破
線）は、これらの元素を励起してこれら元素が発光し、
導波路１８内を伝搬する光の全量が増加する。導波路１
８自身がレーザーとして作用するので、レーザーキャビ
ティーの一部を形成する被分析材料（図略）の光学的特
性の変化がレーザーの作動に影響を与える。従って、レ
ーザーの発生する光の波長またはパワーは、感知される
材料の濃度の変化に直接対応して変化し、レーザー媒体
の固有ゲイン特性によって、これらの変化が強調され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学的条件または
環境的条件を検知および／または計測するための光学的
センサーの技術分野に属し、更に具体的には、このタイ
プのセンサーで対象のパラメーターの感知に光導波路を
用いるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】材料の化学的特性または環境的条件を検
知するためには、いろいろなタイプのデバイスが使用で
きる。本発明に関する一つのアプローチでは、光の透過
に関する対象物の特性の変化を検知するために、光学エ
レメントが使用される。例えば、米国特許４，８４６，
５４８、米国特許５，２８０，１７２および米国特許
５，２６８，９７２に開示されているように、対象物質
の存在の検知には光ファイバーが使用できる。同様に、
例えば、米国特許５，７０１，２４８および米国特許
５，２６２，８４２に開示されている様に、平面導波路
も使用できる。
【０００３】典型的に言って、これらの感知デバイスで
は、分析されるべき材料が光導波路の構造の中に組込ま
れている。材料の屈折率は検知されるべき物質の濃度に
依存して変化する。材料がセンサーの構造の一部を形成
するので、その材料の屈折率の変化は導波路を通って伝
搬する光線に位相の変化をもたらす。また、屈折率の変
化は、光導波路へ入射する光線または光導波路から入射
する光線の結合に影響を与える。導波路の光伝搬性の変
化は材料の屈折率の変化によりもたらされ、検知され
て、対象物質の濃度の決定に利用される。例えば、光結
合効果に基づくセンサーでは、これらの変化は透過光の
振幅の変化を通して検知される。また、物質の濃度の変
化がもたらす光線の位相変化を検出するセンサーにあっ
ては、物質の濃度を示す振幅の変化の検知に干渉計を利
用し得る。
【０００４】実際には、物質の濃度を検知するために計
測される振幅または位相の変化は比較的小さい。その結
果、正確な計測は難しく、最終結果に誤差が含まれる
か、さもなければ、より高価な計測器を用いる必要があ
る。さらに、検知される現象の指標として位相変化を用
いる干渉計は、正弦波信号の比較的狭い線形範囲内で作
動するように設定されなければならない。温度等の条件
の変化によってセンサーの作動範囲にドリフトが生じ得
るので、特にセンサーを広いダイナミックレンジ内で作
動させる場合には、センサーを継続的に較正しなければ
ならない。さらに、振動等により位相シフトの計測が妨
害されるので、これらの種類のセンサーは機械的に安定
した作動環境を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記実情に鑑み、本発
明は、一体型光センサーにも容易に計測できるように充
分大きな出力を出し、徹底した較正や高度に管理された
環境を必要とすることなしに、より正確な結果（計測
値）を出すことができる光学的センサーを提供すること
を解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、発明者らは以下の手段を発明
したので、本発明について概略を説明する。 （各手段の構成）第１の手段は、コヒーレントな光線を
発生する光源と、希土類元素でドープされているチャン
ネルを有する基材と該チャンネルの両端に設置されてい
る複数の反射器とを備えてレーザーキャビティーを形成
しており、前記光線を受光して伝搬するとともに、被検
出条件の変化に応じて光学的特性が変化し、前記レーザ
ーキャビティー内で発生する光の波長およびパワーのう
ち少なくとも一つを変化させる被分析材料が、接触して
配設される一体型導波路チャンネルと、 前記レーザー
キャビティー内で発生する前記光の波長またはパワーの
変化を検出する検出器とを備えており、化学的条件およ
び／または環境条件を検出することを特徴とする光学的
センサーである。
【０００７】第２の手段は、コヒーレントな光線を発生
する光源と、希土類元素でドープされており、光学的に
カップリングされた二本の分枝を形成するＹ字形状のチ
ャンネルを有する基材を備えて、前記光線を受光し伝搬
する一体型光導波路と、前記チャンネル内のそれぞれの
分枝の末端に配設され、レーザーキャビティーを形成す
るための複数の反射器と、前記分枝の一方に配設されて
いる格子と、前記分枝の他方に配設されており、被検出
条件の変化に応じて光学的特性が変化し、前記レーザー
キャビティー内で発生する光の波長およびパワーのうち
少なくとも一つを変化させる被分析材料と、前記レーザ
ーキャビティー内で発生する前記光の波長またはパワー
の変化を計測するための検出器とを備えており、化学的
条件および／または環境条件を検出することを特徴とす
る光学的センサーである。
【０００８】第３の手段は、コヒーレントな光線を発生
する光源と、レーザーキャビティーを形成するように、
希土類元素でドープされているチャンネルを有する基材
と該チャンネルの両端に配設されている複数の反射器と
を備えており、前記光線を受光し伝搬するための一体型
光導波路と、前記チャンネル内に、前記光線の伝搬方向
に対して横手方向に形成されている溝部と、前記溝部に
配設されており、被検出条件の変化に応じて光学的特性
が変化し、前記レーザーキャビティー内で発生する光の
波長およびパワーのうち少なくとも一つを変化させる被
分析材料と、前記レーザーキャビティー内で発生する前
記光の波長またはパワーの変化を計測するための検出器
とを備えており、化学的条件および／または環境条件を
検出することを特徴とする光学的センサーである。
【０００９】第４の手段は、コヒーレントな光線を発生
する光源と、レーザーキャビティーを形成するように、
希土類元素でドープされているチャンネルを有する基材
と該チャンネルの両端に配設されている複数の反射器と
を備えており、前記光線を受光し伝搬するための一体型
光導波路と、希土類元素でドープされたチャンネルを有
する基材と、レーザーキャビティーを形成するための反
射器を両端に備えた前記光線を受光し伝搬するための一
体型光導波路と、前記導波路チャンネル上に配設されて
いる光学格子と、前記光学格子と光学的にカップリング
されており、被検出条件の変化に応じて光学的特性が変
化し、前記レーザーキャビティー内で発生する光の波長
およびパワーのうち少なくとも一つを変化させる被分析
材料と、前記レーザーキャビティー内で発生する前記光
の波長またはパワーの変化を計測するための検出器とを
備えており、化学的条件および／または環境条件を検出
することを特徴とする光学的センサーである。
【００１０】なお上記手段には、それぞれいくつかのヴ
ァリエーションがあり得る。 （作用および効果）本発明の光学的センサーによれば、
導波路自身がレーザーとして機能し、固有に光学的ゲイ
ンを生ずる一体型光学的センサーを提供することができ
るので、前述の課題が達成される。この結果は、希土類
元素でドープされた基材で導波路を構築することで実現
される。導波路に沿って伝搬する光線は、これらの元素
を励起し、これらの元素に光を発生させ、導波路の中を
伝搬する全光量を増加させる。その結果、分析される材
料により影響を受ける導波路の光伝達特性の変化が増幅
され、センサーの感度が高くなる。
【００１１】さらに、導波路自身がレーザーとして機能
するので、レーザーのキャビティーの一部を形成する被
分析材料の特性の変化はレーザーの動作に影響をあたえ
る。例えば、分析対象の屈折率の変化は、導波路のレー
ザーキャビティーの有効長を変化させる。その結果、発
生するレーザー光の波長が変化する。これらの波長の変
化は直接検知でき、位相変化を検知する原理に従ったセ
ンサーよりも簡単に、しかも安価なセンサーが提供でき
る。また、レーザー媒体からの出力は計測できるので、
発生したあらゆる変化を識別することが可能になる。
【００１２】
〔実施例１〕
（実施例１の予備知識）一般に、本発明によるタイプの
光学センサーは、広範囲な化学的特性および／または環
境条件の検知に使用できる。本発明およびその実用的な
応用例の理解のために、本発明について対象物質の濃度
を計測する特定の実施例を参照しながら説明する。以下
に述べる実施例において、対象物は、物質の濃度によっ
て屈折率が変化する被分析材料（ａｎａｌｙｔｅ ｍａ
ｔｅｒｉａｌ）に組込まれている。ただし、本発明の応
用例はこれのみではない。例えば、その濃度が計測され
る物質は実際に被分析材料に組込まれている必要はな
い。むしろ、被分析材料は、その光学的特性の一つが対
象パラメーターの変化にしたがって変化する様な機能を
持っていればよい。従って、例えば、環境条件の感知に
おいて、水蒸気、一酸化炭素、亜酸化窒素等といった空
気中の特定の物質の量に従って、被分析材料の光学的透
明度は変化し得る。
【００１３】（実施例１の構成および作用）第１図に
は、本発明の実施例１としての一体型光学センサー装置
が示されている。このセンサーには、例えば、９８０ｎ
ｍと言った適当な波長の光線を発するレーザーダイオー
ド１０が含まれている。レーザーダイオード１０の出力
光線は、レンズまたは光ファイバーと言った適切な結合
システム１４によって、一体型光学デバイス１２と結合
される。光学デバイス１２は、導波路を形成する光伝導
チャンネル１８をもつ適切な基材１６を含む。好適な基
材１６は、例えば、ＥｒまたはＮｂと言った希土類でド
ープされたシリカガラスで形成され、チャンネル１８は
イオン交換で形成されている。
【００１４】イオン交換によりドープされたシリカガラ
ス基材中の導波路の形成の詳細については、サンフォー
ド他によるオプティックスレター１５巻、３６６頁（１
９９０年）( Sanford et al, Optic Letters, Vol.15,
p.366(1990) ) 、およびサンフォード他による「Ｙ型導
波路ガラスレーザーおよび増幅器」（オプティックスレ
ター、１６巻、Ｎｏ．１５、１９９１、８月１日、１１
６８〜１１７０頁）(Sanford et al, "Y-branch wavegu
ide glass laser and amplifier", Optic Letters, Vo
l.15, August 1, 1991, pp.1168-1170 )に記述されてお
り、本明細書でもこれらの文献を参考にしている。
【００１５】レーザーダイオード１０からの出力光線が
デバイス１２と結合されると、チャンネル１８の希土類
ドープ材が励起され、そこから発光が生ずる。狭帯域で
高反射度のミラー２０が、導波路チャンネル１８の入力
端に配置され、他のミラー２２はチャンネル１８の出力
端に配置されている。これらのミラーは、図示されてい
る様に、個別の要素（ディスクリート・エレメント）で
あってもよく、または、光学デバイスの端部に加えられ
たコーティングであってもよい。希土類ドープ材の発光
する光はこれらのミラーで反射されて、光学回路にレー
ザー作用を引き起こす。
【００１６】この様にして発生されたレーザー光は、ミ
ラー２２によって導波路から取り出され、コリメーティ
ング素子２４と反射要素２６を通過する。反射要素２６
はレーザー導波路で発光された光線を、その波長に依存
する角度に曲げる。多要素の光学検出器２８が変位され
た光線の空間的位置を感知して、その波長を示す。光学
検出器２８は、例えば電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、フ
ォトダイオードアレイまたは位置検出ダイオードであり
得る。
【００１７】〔実施例２および実施例３について〕第２
〜４図の実施例（実施例２および実施例３）によって示
されている様に、被分析材料３４（第１図には図示せ
ず）は、光ガイドチャンネル１８と接触している。例え
ば、材料は導波路の表面、即ちチャンネルの上に配設す
ることもできるし、または、チャンネルの構造に物理的
に組込まれてもよい。被分析材料３４は、特定の化学的
または生物学的な種（ｓｐｅｃｉｅｓ）に感応する少な
くとも一つの光学的特性を有している。
【００１８】例えば、種の濃度が変化すると被分析材料
３４の屈折率はそれに従って変化する。被分析材料３４
はチャンネル１８と光学的に接触しているので、その屈
折率が変化すると、それに従って、レーザーキャビティ
ーの有効長の変化が生ずる。その結果、一体型光学デバ
イス１２が放出する光の波長が変化する。その波長の変
化はフォト検出器２８で検出され、被分析材料３４が感
応する物質の濃度が既知の価と比較して示される。
【００１９】ただし、センサーに組込まれている特定の
被分析材料３４そのものが、本発明の一部を形成してい
るわけではない。むしろ、それは、感知されるべき特定
の条件に依存する。異った物質の存在に化学的に感応す
る様々な材料が知られているので、ここでは特にリスト
アップしない。公知例としては、例えば米国特許５，２
１２，０９９、米国特許５，０７１，２４８、および米
国特許５，１７３，７４７等に開示されたものがある。
【００２０】本発明に使用できる一体型光学デバイス１
２の複数の好ましい実施例は、第２図〜第４図に示され
ている。これらの実施例は導波路内のレーザー光と被分
析材料３４との間に発生する相互作用（干渉）を利用し
ている。 〔実施例２〕 （実施例２の構成および作用）実施例２としての光学的
センサーでは、図２に示すように、導波路としてＹ形ス
プリッター３０が含まれ得る。導波路チャンネル１８に
結合されるレーザーダイオード（図略）からの光線は、
スプリッター（Ｙ字形状の分岐）３０に達して二本の枝
（分枝）に分離される。
【００２１】一方の枝には光学格子３２が含まれ、これ
はレーザー初期放出波長とその線幅を定義するように機
能する。被分析材料３４は、他方の枝の表面に配置され
る。２本の枝のそれぞれの出力端部には反射ミラー２２
ａ，２２ｂが配設されており、同ミラー２２ａ，２２ｂ
は導波路の入力端のミラー２０とともにレーザー発生手
段を構成している。二つのミラー２２ａ，２２ｂで反射
された光はＹ形スプリッター３０で結合され、レーザー
の出力波長を決定する。レーザー導波路（１８）内で発
生したレーザー光はミラー２２ａから取り出され、その
波長がフォト検出器（図略）で感知される。
【００２２】被分析材料３４の屈折率の変化は、その材
料にかかわるレーザーキャビティーの枝(branch)の有効
長を変化させ、スプリッター（３０）の結合効果（カッ
プリング作用）で最終的に生ずる光の波長をもまた変化
させる。それゆえ、最終的に生ずる光の波長の変化を検
出することにより、被分析材料３４の屈折率の変化を検
出することができる。
【００２３】（実施例２の効果）上述の動作は既存の一
体型光学センサーに対して数々の利点を有する。それ自
身の特性により、レーザー媒体は導波路（１８）を通し
て伝搬する光エネルギーに関して光学的ゲインを有す
る。したがって、光の伝搬に関して被分析材料（３４）
の屈折率を変化させるあらゆる効果が増幅され、出力信
号となり、検出器の全体的な感度を高める。さらに、光
の位相ではなく出力光線の波長が計測されるパラメータ
ーなので、センサーの機械的振動は計測に悪影響を及ぼ
さない。従って、作動環境の管理もそれだけ緩いもので
すむ。
【００２４】さらにこの種の構造は連続的な較正を必要
としない。光の波長と言った、センサーの初期の出力信
号はその値に関係なく基準点を提供する。計測条件の変
化を示すために、その後の波長の変化が初期の信号との
対比で容易に計測され、信号を較正する必要がない。さ
らなる利点は、この構造が所望のタイプの出力信号用に
容易に改変できることである。たとえば、特定の被分析
材料が特定の周波数範囲内の光に関して強い効果を生じ
る場合には、その周波数範囲の光を発生する様に、導波
路構造にドープする希土類元素を選択することができ
る。この様にして、センサーの構造は異った条件の感知
のために最適化し得る。
【００２５】本実施例（図２参照）においては、導波路
（１８）に含まれている光学モードの一部分（すなわち
チャンネル１８の境界における光学モードの一部分）の
一方のエバネッセント波の尾部（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ
ｔａｉｌ）のみが、被分析材料（３４）と相互作用す
る。 （実施例２の変形態様）本実施例におけるレーザー光線
と被分析材料（３４）との間の第二の相互作用について
は、図３に示されている。
【００２６】この第二の相互作用においては、単一の線
形チャンネル１８が関係している。光学格子３２がチャ
ンネルの上に配設され、被分析材料３４は格子構造（３
２）に組込まれている。たとえば、被分析材料（３４）
そのもので格子（３２）が構成される。すなわち、帯状
の被分析材料（３４）が、基材（１６）の表面上に配設
される。または、被分析材料（３４）をガラス構造物
（１６）内に一体に形成された格子（３２）と接触させ
てもよい。
【００２７】本実施例の動作において、検出される物質
の感度により被分析材料（３４）の屈折率が変化する結
果、レーザー上にある格子（３２）のフィードバック比
が変化し、波長の変化が引き起こされる。この格子（３
２）は、レーザーからの出力光線の波長と線幅を決定す
る主要なフィードバック機構である。その結果、被分析
材料（３４）の屈折率の変化によりフィードバック機構
に比較的小さな変化が生じると、レーザーの出力波長に
大きな影響が誘起され、高感度の構造が得られる。
【００２８】〔実施例３〕 （実施例３の構成）実施例３としてのレーザー導波路を
もつ光学的センサーは、図４（ａ）の側面図および図４
（ｂ）の平面図で示される。前述の実施例２およびその
変形態様（図２および図３を参照）では、レーザー導波
路の出力波長の変化を誘起するために屈折率の変化を利
用している。たとえば、実施例２（図２参照）では、チ
ャンネル１８の境界において導波路に含まれている光学
モードの一方の尾部のみが、被分析材料（３４）と相互
作用する。
【００２９】しかし、本実施例（図４（ａ）〜（ｂ）参
照）においては、被分析材料（３４）が導波路チャンネ
ルの構造に組込まれているので、一方の尾部よりもむし
ろ全光学モードが相互作用する。本実施例においては、
導波路チャンネル（１８）を通る光線の伝搬方向を横切
る溝部３６（複数の溝(grooves) ）が、基材（１６）内
に形成されている。好ましくは、溝部３６がチャンネル
１８に対して直角方向に形成されていると良い。被分析
材料（３４）はレーザーキャビティーの中に存在するよ
うに、チャンネル（１８）内におかれる。レーザーキャ
ビティーの強い妨害を避けるために、チャンネル（１
８）の幅は、数ミクロン（２〜３μｍ）程度の比較的小
さなものである必要がある。
【００３０】（実施例３の作用効果）動作においては、
被分析材料（３４）がレーザーキャビティー内にあるの
で、その光学的特性の変化がチャンネル１８を通って伝
搬する全光学モードに影響を与える。本実施例において
は、光学モードが被分析材料（３４）と相互作用（干
渉）する全長こそは比較的短いが、単位長さ当りの被分
析材料の影響は十分に大きなものである。本実施例は、
被検出物の濃度の関数として光学的透明度が変化する被
分析材料（３４）に最も好適に応用される。本実施例で
は、発生する光線の出力強度、すなわち感知される条件
の変化を検出するためには、波長よりも減衰量を計測す
ることが好ましい。
【００３１】〔まとめ〕上述の通り、本発明は導波路
（１８）そのものがレーザーとして機能し、被分析材料
（３４）の変化がレーザー構造を乱して波長または出力
パワーを変化させる一体型光学センサーを提供すること
は明らかである。ここで、レーザー内の被分析材料（３
４）の機能は、レーザー光との相互作用、格子（３２，
３６）のフィードバック比の変更、または、全光学モー
ドとの相互作用と言った形を取り得る。
【００３２】このレーザー構造の固有ゲイン特性によ
り、被分析材料（３４）の変化で誘起される導波路（１
８）内の小さな乱れ（微小擾乱）が、出力光線では大き
く増幅される。その結果、そのような固有ゲインをもた
ないセンサーに比べて、本発明の光学的センサーによれ
ば、変化に対して非常に鋭敏な感度が実現される。さら
に、本発明の光学的センサーは、指標として位相のずれ
よりもむしろ波長またはパワーの変化に依存するので、
そのような変化の検出がより簡単であるから、よりいっ
そう安価な方法で達成される。
【００３３】なお本発明は、その要旨または主な特性か
ら逸脱せずに、他の特定の形でも実施できることは、こ
の分野の通常の知識をもつ人々に理解されるべきであ
る。ここに開示された各実施例は、全ての面で例示的な
ものであり、限定的なものではない。本発明の範囲は上
の記述よりもむしろ、附記されている特許請求の範囲で
示されていて、その趣旨の範囲内での全ての変更は、本
発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１としての光学的センサーの構成を示
す模式図
【図２】 実施例２としての光学的センサーの構成を示
す模式図
【図３】 実施例２の変形態様の要部の構成を示す模式
図
【図４】 実施例３としての光学的センサーの構成を示
す組図（ａ）側面図 （ｂ）平面図
【符号の説明】
１０：レーザーダイオード １２：一体型光学デバイ
ス １４：結合（カップリング）システム １６：基材
（基板）(substrate) １８：光伝導チャンネル、光ガイドチャンネル、レーザ
ー導波路 ２０，２２：ミラー ２２ａ，２２ｂ：反射ミラー ２４：コリメーティング素子 ２６：反射要素 ２
８：多要素光学検出器 ３０：スプリッター ３２：光学格子 ３４：被分
析材料 ３４：被分析材料( analyte material / analyte )

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コヒーレントな光線を発生する光源と、 希土類元素でドープされているチャンネルを有する基材
    と該チャンネルの両端に設置されている複数の反射器と
    を備えてレーザーキャビティーを形成しており、前記光
    線を受光して伝搬するとともに、 被検出条件の変化に応じて光学的特性が変化し、前記レ
    ーザーキャビティー内で発生する光の波長およびパワー
    のうち少なくとも一つを変化させる被分析材料が、接触
    して配設される一体型導波路チャンネルと、 前記レーザーキャビティー内で発生する前記光の波長ま
    たはパワーの変化を検出する検出器と、を備えており、
    化学的条件および／または環境条件を検出することを特
    徴とする光学的センサー。
  2. 【請求項２】前記基材は、ガラスである請求項１記載の
    光学的センサー。
  3. 【請求項３】前記ガラスは、希土類元素でドープされて
    いる請求項２記載の光学的センサー。
  4. 【請求項４】前記光学的特性は、前記被分析材料の屈折
    率である請求項１記載の光学的センサー。
  5. 【請求項５】前記導波路チャンネル上に配設されている
    光学格子を、さらに含む請求項４の光学的センサー。
  6. 【請求項６】前記光学格子は、前記一体型光導波路内に
    一体に形成されており、 前記被分析材料は、前記光学格子上に配設されている請
    求項５記載の光学的センサー。
  7. 【請求項７】前記光学格子は、前記被分析材料で形成さ
    れている請求項５記載の光学的センサー。
  8. 【請求項８】前記チャンネルは、光学的に結合されたＹ
    字形状であって、光学的にカップリングされている二つ
    の分枝を形成しており、 該分枝のうち一方には前記格子が配設されており、 該分枝のうち他方には被分析材料が配設されている請求
    項５記載の光学的センサー。
  9. 【請求項９】前記光学的特性は、前記被分析材料の光学
    的透明度である請求項１記載の光学的センサー。
  10. 【請求項１０】前記チャンネル内に、前記光線の伝搬方
    向に対し横手方向に配向されている溝部をさらに含んで
    おり、 前記被分析材料は、前記溝部に配設されている請求項９
    記載の光学的センサー。
  11. 【請求項１１】コヒーレントな光線を発生する光源と、 希土類元素でドープされており、光学的にカップリング
    された二本の分枝を形成するＹ字形状のチャンネルを有
    する基材を備えて、前記光線を受光し伝搬する一体型光
    導波路と、 前記チャンネル内のそれぞれの分枝の末端に配設され、
    レーザーキャビティーを形成するための複数の反射器
    と、 前記分枝の一方に配設されている格子と、 前記分枝の他方に配設されており、被検出条件の変化に
    応じて光学的特性が変化し、前記レーザーキャビティー
    内で発生する光の波長およびパワーのうち少なくとも一
    つを変化させる被分析材料と、 前記レーザーキャビティー内で発生する前記光の波長ま
    たはパワーの変化を計測するための検出器と、を備えて
    おり、化学的条件および／または環境条件を検出するこ
    とを特徴とする光学的センサー。
  12. 【請求項１２】コヒーレントな光線を発生する光源と、 レーザーキャビティーを形成するように、希土類元素で
    ドープされているチャンネルを有する基材と該チャンネ
    ルの両端に配設されている複数の反射器とを備えてお
    り、前記光線を受光し伝搬するための一体型光導波路
    と、 前記チャンネル内に、前記光線の伝搬方向に対して横手
    方向に形成されている溝部と、 前記溝部に配設されており、被検出条件の変化に応じて
    光学的特性が変化し、前記レーザーキャビティー内で発
    生する光の波長およびパワーのうち少なくとも一つを変
    化させる被分析材料と、 前記レーザーキャビティー内で発生する前記光の波長ま
    たはパワーの変化を計測するための検出器と、を備えて
    おり、化学的条件および／または環境条件を検出するこ
    とを特徴とする光学的センサー。
  13. 【請求項１３】コヒーレントな光線を発生する光源と、 レーザーキャビティーを形成するように、希土類元素で
    ドープされているチャンネルを有する基材と該チャンネ
    ルの両端に配設されている複数の反射器とを備えてお
    り、前記光線を受光し伝搬するための一体型光導波路
    と、 希土類元素でドープされたチャンネルを有する基材と、
    レーザーキャビティーを形成するための反射器を両端に
    備えた前記光線を受光し伝搬するための一体型光導波路
    と、 前記導波路チャンネル上に配設されている光学格子と、 前記光学格子と光学的にカップリングされており、被検
    出条件の変化に応じて光学的特性が変化し、前記レーザ
    ーキャビティー内で発生する光の波長およびパワーのう
    ち少なくとも一つを変化させる被分析材料と、 前記レーザーキャビティー内で発生する前記光の波長ま
    たはパワーの変化を計測するための検出器と、を備えて
    おり、化学的条件および／または環境条件を検出するこ
    とを特徴とする光学的センサー。
  14. 【請求項１４】前記光学格子は、前記一体型光導波路と
    一体に形成されており、 前記被分析材料は、前記光学格子上に配設されている請
    求項１３記載の光学的センサー。
  15. 【請求項１５】前記光学格子は、前記被分析材料で形成
    されている請求項１３記載の光学的センサー。
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