JPS58172556A - 電磁気量測定用光フアイバ測定装置 - Google Patents
電磁気量測定用光フアイバ測定装置Info
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- JPS58172556A JPS58172556A JP58039370A JP3937083A JPS58172556A JP S58172556 A JPS58172556 A JP S58172556A JP 58039370 A JP58039370 A JP 58039370A JP 3937083 A JP3937083 A JP 3937083A JP S58172556 A JPS58172556 A JP S58172556A
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は電圧、電流、11I場および磁場等の電磁気量
を好適に測定するための光フアイバ測定装置に関する。
を好適に測定するための光フアイバ測定装置に関する。
本発明は変換器と電子および光電子装置とをそなえ、こ
れらは少なくとも1本の光ファイバによって互いに接続
されている。電子および光電子装置は変換器の少なくと
も1つの材料層において荷電体を光学的に励起する九め
の光源と、変換器から放射されるルミネセンスを検知す
るための少なくとも1つの光検知器を有する。
れらは少なくとも1本の光ファイバによって互いに接続
されている。電子および光電子装置は変換器の少なくと
も1つの材料層において荷電体を光学的に励起する九め
の光源と、変換器から放射されるルミネセンスを検知す
るための少なくとも1つの光検知器を有する。
く背景技術〉
工業用測定手段として光フアイバ変換器による電流、電
圧および磁場の安価でかつ信頼し得る測定を可能にする
ことが大いに望まれている。よシ高い価格も許容される
適用では、いわゆる光給電エレクトロニクスで機能する
装置が開発されている(例えば米国特許第4,290,
146号参照)。
圧および磁場の安価でかつ信頼し得る測定を可能にする
ことが大いに望まれている。よシ高い価格も許容される
適用では、いわゆる光給電エレクトロニクスで機能する
装置が開発されている(例えば米国特許第4,290,
146号参照)。
光は1本または数本の光ファイバを経て1つまたはそれ
以上のフォトダイオードへ送られ、前記フォトダイオー
ドは増幅器、比較器およびアナログスイッチのような電
子回路へ供給する電力を送出する。
以上のフォトダイオードへ送られ、前記フォトダイオー
ドは増幅器、比較器およびアナログスイッチのような電
子回路へ供給する電力を送出する。
〈発明の要約〉
本発明ではセンサ側の複雑さをかなシ低減することによ
って、安価でかつ信頼し得る電磁気量の変換器の提供を
可能にする測定装置を提示する。
って、安価でかつ信頼し得る電磁気量の変換器の提供を
可能にする測定装置を提示する。
本変換器は測定素子および基準素子をセンナ内に集積化
することによるその単純さに吃がかわらず、電気的に制
御される7オトルミネセンスに基づいて高性能を保持す
る。本発明の特徴は、変換器が少なくとも1つの吸収型
または干渉型の光学フィルタを有すること、電子および
光電子装置が異なる放射スペクトルを持つ少なくと本2
つの光源を有すること、前記フィルタが光ファイバの変
換器内の端面と変換器の材料層との間の光路内にフィル
タが変換器材料層の画定された表面を光学的におおうよ
うに配置されていること、前記フィルタの各々が変換器
材料層からのルミネセンスおよび前記光源の少なくとも
1つからの励起光を通すとともに前記光源の少なくとも
他の1つからの励起光を阻止するよう配置されているこ
と、変換器材料層内で励起された荷電体が光を放射させ
るとともに古結合するようになっていること、変換器材
料層内の少数荷電体濃度が該材料層付近の少なくとも1
つのPN接合またはショットキー接合の影醤を受けるよ
うになっていること、またPN接合を通しての光を流ま
たはPN接合にかかる電圧が抵抗性センサ素子または(
および)[庄原、または(および)ダイオード、バイポ
ーラトランジスタ、サイリスタ、トンネルダイオードも
しくは電界効果トランジスタのような能動半導体素子に
より変調されるようになっていることである。このよう
に、例えばGaAlAs内に全く新しい型のセンサ構造
が得られ、該センサ構造は光学的構成要素とセンサ電子
装置の両者の材料内への全体的な集積化を可能にし、ま
た異なるGaAlAs 111成要素の選択的な光学的
感知によって測定値の光学的アナログ伝送や波長のデマ
ルチプレクシングを可能にする。
することによるその単純さに吃がかわらず、電気的に制
御される7オトルミネセンスに基づいて高性能を保持す
る。本発明の特徴は、変換器が少なくとも1つの吸収型
または干渉型の光学フィルタを有すること、電子および
光電子装置が異なる放射スペクトルを持つ少なくと本2
つの光源を有すること、前記フィルタが光ファイバの変
換器内の端面と変換器の材料層との間の光路内にフィル
タが変換器材料層の画定された表面を光学的におおうよ
うに配置されていること、前記フィルタの各々が変換器
材料層からのルミネセンスおよび前記光源の少なくとも
1つからの励起光を通すとともに前記光源の少なくとも
他の1つからの励起光を阻止するよう配置されているこ
と、変換器材料層内で励起された荷電体が光を放射させ
るとともに古結合するようになっていること、変換器材
料層内の少数荷電体濃度が該材料層付近の少なくとも1
つのPN接合またはショットキー接合の影醤を受けるよ
うになっていること、またPN接合を通しての光を流ま
たはPN接合にかかる電圧が抵抗性センサ素子または(
および)[庄原、または(および)ダイオード、バイポ
ーラトランジスタ、サイリスタ、トンネルダイオードも
しくは電界効果トランジスタのような能動半導体素子に
より変調されるようになっていることである。このよう
に、例えばGaAlAs内に全く新しい型のセンサ構造
が得られ、該センサ構造は光学的構成要素とセンサ電子
装置の両者の材料内への全体的な集積化を可能にし、ま
た異なるGaAlAs 111成要素の選択的な光学的
感知によって測定値の光学的アナログ伝送や波長のデマ
ルチプレクシングを可能にする。
〈実施態様〉
以下、本発明ヲ碓付図面を参照しつつより群細に記述す
る。
る。
測定装置全体を示す第1図において、注入[[はスイッ
チ6aの助けによシ2つの発光ダイオード(LED )
またはレーずダイオード1および2へ交互につながれる
。これらのダイオードからの光は光ファイバ7と8、光
学分岐9と10および光ファイバ11を経て変換器60
へ送られる。光源1および2からの光の強度の間の比を
一定にするために、光の一部はそれら光源からフォトダ
イオード3へ送られ、その光電流が、差分発生器4、基
準信号Vrefおよび積分器5の助けにより光源1およ
び2への流入電流を制御するのに用いられる。光源1お
よび2は変換器60内の同一ルミネセンス層の異なる部
分からフォトルミネセンスを生じさせる。このようにし
て受は取られたルミネ::1 センスの一部はファイバ11、分岐10、ファイバ61
および光学フィルタ62を経て光検出器63へ送られる
。光検出器63からの信号は増幅器64によって増幅さ
れ、光源1および2の切換えに合わせてスイッチ6bに
よりサンプルホールド回路(SlH)65と66へ切換
えられる。サンプルされ之ルミネセンス値は面形成(剰
算)手段6Tへ供給され、その出力が測定値信号を構成
する。図示では、この測定値信号は指示計器6日へ送ら
れている。
チ6aの助けによシ2つの発光ダイオード(LED )
またはレーずダイオード1および2へ交互につながれる
。これらのダイオードからの光は光ファイバ7と8、光
学分岐9と10および光ファイバ11を経て変換器60
へ送られる。光源1および2からの光の強度の間の比を
一定にするために、光の一部はそれら光源からフォトダ
イオード3へ送られ、その光電流が、差分発生器4、基
準信号Vrefおよび積分器5の助けにより光源1およ
び2への流入電流を制御するのに用いられる。光源1お
よび2は変換器60内の同一ルミネセンス層の異なる部
分からフォトルミネセンスを生じさせる。このようにし
て受は取られたルミネ::1 センスの一部はファイバ11、分岐10、ファイバ61
および光学フィルタ62を経て光検出器63へ送られる
。光検出器63からの信号は増幅器64によって増幅さ
れ、光源1および2の切換えに合わせてスイッチ6bに
よりサンプルホールド回路(SlH)65と66へ切換
えられる。サンプルされ之ルミネセンス値は面形成(剰
算)手段6Tへ供給され、その出力が測定値信号を構成
する。図示では、この測定値信号は指示計器6日へ送ら
れている。
変換器60の一実施例が第2a図、第2b図に示されて
いる。第2a図は本変換器の側面を示し、第2b図は光
ファイバ11の方向からみ九本変換器の前面を示してい
る。本変換器はエピタキシャル技術によって好適に作製
される。もし虎ア、A71−エAs系を用いるとすれば
、図示の層は以下の如くなる。
いる。第2a図は本変換器の側面を示し、第2b図は光
ファイバ11の方向からみ九本変換器の前面を示してい
る。本変換器はエピタキシャル技術によって好適に作製
される。もし虎ア、A71−エAs系を用いるとすれば
、図示の層は以下の如くなる。
18.39,20ニオ−ミックコンタクト用の金属層
12:nトーチGaAs 基板
13:nドープGax、 Al 1−X I A Sl
4:nドープG11X2AA’1−X2AS (X2
> XI )15:nドープGax3k11−X3A
s (X3 ) xl)16:pドープGaAs 17:pドープGaX4All−X4As(x4〉o)
第6a図は第2図のセンサ実施例を備えた第1図による
測定装置におけるスペクトルの関係を示し、第3b図は
層13を2つの汗渉フィルタ34および35で置き換え
た場合(第4図参照)のスペクトルの関係を示している
。第6a図および第6b図には種々の曲線が示されてい
るが、それらは次の通シである。
4:nドープG11X2AA’1−X2AS (X2
> XI )15:nドープGax3k11−X3A
s (X3 ) xl)16:pドープGaAs 17:pドープGaX4All−X4As(x4〉o)
第6a図は第2図のセンサ実施例を備えた第1図による
測定装置におけるスペクトルの関係を示し、第3b図は
層13を2つの汗渉フィルタ34および35で置き換え
た場合(第4図参照)のスペクトルの関係を示している
。第6a図および第6b図には種々の曲線が示されてい
るが、それらは次の通シである。
24 : LED iの放射スペクトル25 : LE
D ’lの放射スペクトル26a:層16の温度T1で
の7オトルミネセンス 26b:層16の温度’r2) ’r1での7オトルミ
ネセンス 21:層16の吸収スペクトル 28a:層13の吸収スペクトル 28b:層15の吸収スペクトル 29;フィルタ62の透過スペクトル 30:干渉フィルタ34の透過スペクトル(干渉フィル
タ34は放射スペクトル24と26の両方を通過させる
ことに留意) 31:干渉フィルタ35の透過スペクトル第6a図およ
び第3b図において、横軸のλは波長を示し、縦軸の工
は強度、αは吸収率、またTは透過率金示している。
D ’lの放射スペクトル26a:層16の温度T1で
の7オトルミネセンス 26b:層16の温度’r2) ’r1での7オトルミ
ネセンス 21:層16の吸収スペクトル 28a:層13の吸収スペクトル 28b:層15の吸収スペクトル 29;フィルタ62の透過スペクトル 30:干渉フィルタ34の透過スペクトル(干渉フィル
タ34は放射スペクトル24と26の両方を通過させる
ことに留意) 31:干渉フィルタ35の透過スペクトル第6a図およ
び第3b図において、横軸のλは波長を示し、縦軸の工
は強度、αは吸収率、またTは透過率金示している。
第4図は(第2a図にあるような吸収フィルタ13の代
わりに)2つの干渉フィルタ34および35を備え比変
換器の等価図を示す。第2&図にも示されている結線2
9,2!および23を有する等価ダイオード32と33
は、2つの抵抗素子36と37に接続される。素子36
は測定すべき量x1例えば、1個の磁気抵抗素子の場合
の磁場による影會を受け、素子37は1次温度補償の基
準素子として用いられる。矢印Tは温度基準信号を示す
。
わりに)2つの干渉フィルタ34および35を備え比変
換器の等価図を示す。第2&図にも示されている結線2
9,2!および23を有する等価ダイオード32と33
は、2つの抵抗素子36と37に接続される。素子36
は測定すべき量x1例えば、1個の磁気抵抗素子の場合
の磁場による影會を受け、素子37は1次温度補償の基
準素子として用いられる。矢印Tは温度基準信号を示す
。
次に、本測定装置の動作モードを第1図、第2図、第3
b図および第4図を参照して説明する。
b図および第4図を参照して説明する。
LED iにスイッチを切り換えると、第4図の上方の
ダイオード32は照射され、下方のダイオード33は暗
であろう。これにより、抵抗素子36に光電流が流れ、
この抵抗の両端に電圧降下が生じる。この電圧は前記抵
抗、従って、測定値Xに依存する。この電圧の大きさは
ダイオード32のI−V特性の動作点を決定し、また層
15と16の間のPN接合におけるフェルミ準位を決定
する。
ダイオード32は照射され、下方のダイオード33は暗
であろう。これにより、抵抗素子36に光電流が流れ、
この抵抗の両端に電圧降下が生じる。この電圧は前記抵
抗、従って、測定値Xに依存する。この電圧の大きさは
ダイオード32のI−V特性の動作点を決定し、また層
15と16の間のPN接合におけるフェルミ準位を決定
する。
層16内の光学的に励起された少数荷電体が層15と1
6の間のPN接合における電場こう配によυ層15に吸
収されることによって光電流が形成されると同時に、前
記の光学的に励起された少数荷電体のいくらかが光を放
出しつつ層16内の正孔と再結合することによって層1
6内にフォトルミネセンスが得られる。このルミネセン
スは層16内の少数荷電体の濃度に依存し、従って前記
光電流によシ変調される。ルミネセンスの効率を良くす
るためには、層15および17のAl含有量をより高く
して層16に比して禁止帯の幅をよシ大きくすることに
よって、荷電体を層16内にトラップする。抵抗36の
[を高くすれば、小さい光電流となシ、従って高いルミ
ネセンスが得られる。他方抵抗の値を低くすると光電流
の方が大きくなる。このように、LEDlにスイッチを
切り換えると、測定される量Xに依存するフォトルミネ
センスが検知器63で得られる。
6の間のPN接合における電場こう配によυ層15に吸
収されることによって光電流が形成されると同時に、前
記の光学的に励起された少数荷電体のいくらかが光を放
出しつつ層16内の正孔と再結合することによって層1
6内にフォトルミネセンスが得られる。このルミネセン
スは層16内の少数荷電体の濃度に依存し、従って前記
光電流によシ変調される。ルミネセンスの効率を良くす
るためには、層15および17のAl含有量をより高く
して層16に比して禁止帯の幅をよシ大きくすることに
よって、荷電体を層16内にトラップする。抵抗36の
[を高くすれば、小さい光電流となシ、従って高いルミ
ネセンスが得られる。他方抵抗の値を低くすると光電流
の方が大きくなる。このように、LEDlにスイッチを
切り換えると、測定される量Xに依存するフォトルミネ
センスが検知器63で得られる。
LED 2にスイッチを切り換えると、第4図の下方の
フォトダイオード33のみにスイッチが切シ換えられ(
第6b図のスペクトルの関係参照)、上と同様の理由に
よって基準素子37の抵抗に依存するルミネセンス信号
が検出器63で受信される。サンプルホールド技術によ
り、2つの励起時刻におけるフォトルミネセンス信号を
抽出して面形成手段ま之は他の計算装置に送って計器6
8への測定値信号を得ることができる。測定値信号は変
換器の温度、変換器のニーソングおよびファイバ装置の
光減衰に依存しなくなる。フィルタ62の機能は反射さ
れ九励起光をろ過してとり除くことであり、それによシ
測定値信号はファイバの光学的な接合および接続にも依
存しなくなる。
フォトダイオード33のみにスイッチが切シ換えられ(
第6b図のスペクトルの関係参照)、上と同様の理由に
よって基準素子37の抵抗に依存するルミネセンス信号
が検出器63で受信される。サンプルホールド技術によ
り、2つの励起時刻におけるフォトルミネセンス信号を
抽出して面形成手段ま之は他の計算装置に送って計器6
8への測定値信号を得ることができる。測定値信号は変
換器の温度、変換器のニーソングおよびファイバ装置の
光減衰に依存しなくなる。フィルタ62の機能は反射さ
れ九励起光をろ過してとり除くことであり、それによシ
測定値信号はファイバの光学的な接合および接続にも依
存しなくなる。
電圧を測定する。場合には、第6図に示したように電圧
をフォトダイオード素子に直接に接続してもよいし、第
5図および第8図のようにトランジスタ素子を用いてフ
ォトルミネセンスを変調してもよい。第5図の電界効果
トランジスタは単に電圧制御される抵抗として用いられ
るので、トランジスタ38および39はここでは第4図
の抵抗素子36および37と同一の機能を果たす。第6
図の電圧源40は層15と16の間のPN接合における
7工ルミ準位の高さを調整し、それにより層16から少
数荷電体を移す電場を調整する。Uxの値が低くなると
、光電流は増大してフォトルミネセンスは減少する。ま
た、Uxの値が増大すると、光電流は減少してフォトル
ミネセンスは増大する。Uxの値が高くなりすぎると、
少数荷電体は層16内に注入される。
をフォトダイオード素子に直接に接続してもよいし、第
5図および第8図のようにトランジスタ素子を用いてフ
ォトルミネセンスを変調してもよい。第5図の電界効果
トランジスタは単に電圧制御される抵抗として用いられ
るので、トランジスタ38および39はここでは第4図
の抵抗素子36および37と同一の機能を果たす。第6
図の電圧源40は層15と16の間のPN接合における
7工ルミ準位の高さを調整し、それにより層16から少
数荷電体を移す電場を調整する。Uxの値が低くなると
、光電流は増大してフォトルミネセンスは減少する。ま
た、Uxの値が増大すると、光電流は減少してフォトル
ミネセンスは増大する。Uxの値が高くなりすぎると、
少数荷電体は層16内に注入される。
第4図から第6図に示される素子(第6図の電圧源40
を除く)は同一のG&As基板上に集積化することがで
きる。このような集積化の一例が第7図に示されている
。同図で、フォトルミネセンス層16は、差動結合し得
る2つのトランジスタを構成するPNP構造内に配置さ
れる。
を除く)は同一のG&As基板上に集積化することがで
きる。このような集積化の一例が第7図に示されている
。同図で、フォトルミネセンス層16は、差動結合し得
る2つのトランジスタを構成するPNP構造内に配置さ
れる。
第7図の層は以下のものから成る。
19:金属層、オーミックコンタクト
12:pドープGaAs基板
16b:pドープGaX5All−x5A841 :n
ドープGa X 6 A7 = x 6A S16:p
ドープGB x 、Al z −x 、A S17:p
ドープGaX7A71−、As42〜45:金属層、オ
ーミックコンタクト34および35:干渉フィルタ層 電子等価図が第8図に示されてお9、図で結線22.2
3,46,47.48および49は第7図に示した結線
に対応する。
ドープGa X 6 A7 = x 6A S16:p
ドープGB x 、Al z −x 、A S17:p
ドープGaX7A71−、As42〜45:金属層、オ
ーミックコンタクト34および35:干渉フィルタ層 電子等価図が第8図に示されてお9、図で結線22.2
3,46,47.48および49は第7図に示した結線
に対応する。
本構成要素の機能のために、層16には高いルミネセン
ス効率が与えられ(励起され次荷電体が高寿命)、′1
次層15には高濃度の非放射再結合中心により低bルミ
ネセンス効率が与えられる。
ス効率が与えられ(励起され次荷電体が高寿命)、′1
次層15には高濃度の非放射再結合中心により低bルミ
ネセンス効率が与えられる。
トランジスタへのベース電流によって、層16において
光学的に励起される荷電体の濃度が制御され、従ってこ
の層からのフォトルミネセンスが制御される。
光学的に励起される荷電体の濃度が制御され、従ってこ
の層からのフォトルミネセンスが制御される。
第8図の構成要素を通常型の電子回路に接続することに
より正確な光ファイバllt流および電圧測定を実現す
ることができる。
より正確な光ファイバllt流および電圧測定を実現す
ることができる。
より広い範囲の測定値信号を得る念めに、高いAl含有
量を持つ薄い層を第2a図の層15と16の間もしくは
第7図の層41と16の間に付加することができる。こ
のようにすると、励起された荷電体は層16からPN接
合における場によってそれ程容易に吸収されないので、
第4図および第5図の36.37,38.39の抵抗値
が低くま次第6図の40が低電圧の時にも艮いルミネセ
ンス変調がもたらされる。
量を持つ薄い層を第2a図の層15と16の間もしくは
第7図の層41と16の間に付加することができる。こ
のようにすると、励起された荷電体は層16からPN接
合における場によってそれ程容易に吸収されないので、
第4図および第5図の36.37,38.39の抵抗値
が低くま次第6図の40が低電圧の時にも艮いルミネセ
ンス変調がもたらされる。
第1図は測定装置全体を示す図、第2a図および2^図
はエピタキシャル成長させた半導体材料内のセンサ設計
を示す図、第6a図および第3b図は本測定装置におけ
るスペクトルの関係、第4図はセンサ素子の抵抗性変換
器への電気接続を示す図、第5図はセンサ素子の・1.
トランジスタ回路への接続を示す図、第6図はセンサ素
子の外部電圧源への接続會示す図、第7図は集積化トラ
ンジスタ機能を伴うセンサ設計を示す図、第8図は第7
図のセンサの等価図を示す。 代理人 浅 村 皓 外4名 1^ FIG、 7 v FIG、 2b FIG、 4 F/σ5 FIG、 6
はエピタキシャル成長させた半導体材料内のセンサ設計
を示す図、第6a図および第3b図は本測定装置におけ
るスペクトルの関係、第4図はセンサ素子の抵抗性変換
器への電気接続を示す図、第5図はセンサ素子の・1.
トランジスタ回路への接続を示す図、第6図はセンサ素
子の外部電圧源への接続會示す図、第7図は集積化トラ
ンジスタ機能を伴うセンサ設計を示す図、第8図は第7
図のセンサの等価図を示す。 代理人 浅 村 皓 外4名 1^ FIG、 7 v FIG、 2b FIG、 4 F/σ5 FIG、 6
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)少なくとも1本の光ファイバ(11)によって相
互接続された変換器(G)と電子および光電子装置(E
)t−備え、電子および光電子装[(E)が変換器((
))の少なくとも1つの材料層(16)において荷電体
を光学的に励起するための光源(1)、(2)と、変換
器(G)から放射されるルミネセンス(26)t−検出
するための少なくとも1つの光検出器(63)と含んで
いる電圧、電流、!磁場のような電磁気量を測定するた
めの光フアイバ測定装置であって、前記変換器CG)が
少なくとも1つの吸収型(13)または干渉型(34)
、(35)の光学フィルタを有すること。 前記電子および光電子装置(F、)が異なる放射スペク
トル(24)、(25)を持つ少なくと吃2つの光源(
1) 、 (2)を有すること、前記光学フィルタ(1
3)、(34)、(35)が前記元ファイバ(11)前
記変換器内の端面と前記材料層(16)との間の光路内
に前記光学フィルタ(13)、(34)、(35)が前
記材料層(16)の画定された表面を光学的におおうよ
うに配置されていること、前記光学フィルタ(13)。 (34)、(35)の各々が前記材料層(16)からの
ルミネセンスおよび前記光源(1) 、(2)の少なく
とも1つからの励起光を通すとともに前記光源(1)、
(2)の少なくとも他の1つからの励起元金阻止するよ
う配置されていること、前記材料層(16)内で励起さ
れた荷電体が光を放射させるとともに再結合するように
なっていること、前記材料層(16)内の少数荷電体濃
度が該材料層(16)付近の少なくとも1つのPN接合
またはショットキー接合(Is)、(16)の影響を受
けるようになっていること、および前記PN接合を通し
ての光1流または前記PN接合にかかる電圧が抵抗性セ
ンサ素子(36)、(37)および(または)を圧源(
40)および(または)ダイオード、バイポーラトラン
ジスタ(53)。 (54)、サイリスタ、トンネルダイオードもしくは電
界効果トランジスタ(38)、(39)のような能動半
導体素子により変調されるようになっていることを特徴
とする光ファイバ測爺装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載において、前記材料層
(16)が両側を該ルミネセンス層(16)よりも禁止
帯の幅が大きい層(15)、(17)によって取囲まれ
ること、および前記ルミネセンス層(16)の少なくと
も一部で励起された荷電体が前記PN接合またはショッ
トキー接合により生じる空乏層から1ないし数拡散長の
距離のところに位置することを特徴とする光フアイバ測
定装置。 (3) 特許請求の範囲第2項記載において、前記ル
ミネセンス層(16)とこれを取囲む前記層の1つ(1
5)とが1つのPN接合を構成することを特徴とする光
ファイバ測定装置。 (4)特許請求の範囲第6項記載において、禁止帯の幅
が大きい薄層が、前記ルミネセンス層(16)内で励起
された荷電体のはっきり画定され念拡散障壁を得るため
に前記PN接合内に配置されていることを特徴とする光
フアイバ測定装置。 (5)特許請求の範囲第3項記載において、前記PN接
合がNPNまたはPNP構造内にあり、それによって得
られるパイボーラトランゾスタのベース層(41)がこ
れ自身がはさまれる前記ルミネセンス層(16)と非ル
ミネセンス層(16b)との間の荷電体の移送を制御す
るよう配置されていることを特徴とする光フアイバ測定
装置。 (6) 特許請求の範囲第1項記載において、前記材
料層(16)の光学的に分離された部分(13)。 (15)が、電気的に見て1つの構成要素(32)。 (33)、(53)、(54)が前記光学的に分離さn
+部分(13)、(15)の各々について得らnるよう
な関係で前記変換器内の他の層に対して形成されかつ位
置づけられることを特徴とする光フアイバ測定装置。 (7)特許請求の範囲第6項記載において、前記構成要
素((32)t (33)等)が前記光学的に分離され
九部分(13)、(15)を本構造(12)。 (13)、(14)、(15)、(16)。 (17)の少なくとも一方の側止の異なる電極(19)
、(20)k経て他の回路へ電気的に接続することによ
って得られることを特徴とする光フアイバ測定装置。 (8)特許請求の範囲第7項記載において、前記構成要
素が共通の導電層をエツチングすることおよび(または
)いわゆるが−ドリングを導入することによって互いに
電気的に独立になっており、層内の横方向に阻止PN接
合が得られていることを特徴とする光フアイバ測定装置
。 (9)特許請求の範囲第7項記載において、前記構成要
素が少なくとも2つのパラメール−整合させたダイオー
ド(32)、(33)またはトランジスタ(53)、(
54)から成っており、該パラメータ整合は構成要素の
層(13)、(14)。 (15)、(16)、(17)、(16b)。 (41)に対し良好な横方向プロセス制御を行ないなが
ら成長させることによって得られることを特徴とする光
フアイバ測定装置。 01 %許請求の範囲第6項記載において、前記構成
要素が、前記抵抗性センサ素子(36) 。 (37)、前記電圧源(40)および(または)能動半
導体素子(53)、(54)、(38)。 (39)に対して、前記材料層(16)から放射される
ルミネセンス信号(26)が基準信号(Vref )ば
かシでなく測定信号(V’)に関する情報を含むように
電気的に接続されることを特徴とする光フアイバ測定装
置。 旧】 %許請求の範囲第10項記載において、前記構成
要素の少なくと本1つ(33)が基準素子(37)、(
39)に接続され、前記構成要素のさらに他の少なくと
も1つが測定すべき量により変調される1つの素子(3
6)、(3B)。 (40)に接続されていることを特徴とする光フアイバ
測定装置。 O3特許請求の範囲第10項記載において、前記光源(
1)、 (2)が時分割または周波数分割でマルチデレ
クスされること、前記光源(1)。 (2)からの励起光により前記構成要素(3g)。 (37)内に生じるフォトルミネセンス(26)が電子
および光電子装置(E)に適合する検出器回路(6b)
、(65)、(66)によって時分割または周波数分割
でマルチゾレタスされること、また、デマルチプレクス
されたフォトルミネセンスに応答する電気イキ号が光フ
アイバ装置の減衰および前記変換器に含まれる素子((
60)。 (36)、(37)、(38)、(39)等)の温度と
経年変化について補償され次側定信号を得るために計算
装置に送られること、および(またハ)デマルチプレク
スされたフォトルミネセンスに応答する電気信号の1つ
が前記光源(1)。 (2)間の光強度の関係全制御する調整器に送られるこ
とを特徴とする光フアイバ測定装置。 σ& 特許請求の範囲第12項記載において、1記計算
装置が1つまたはそれ以上の商を作成しまた1つまたは
それ以上の減算、加:1算および(または)乗算を行な
うことを特徴とする光フアイバ測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE82016015 | 1982-03-15 | ||
SE8201601A SE430437B (sv) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | Fiberoptiskt metdon for metning av elektriska och magnetiska storheter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58172556A true JPS58172556A (ja) | 1983-10-11 |
Family
ID=20346255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58039370A Pending JPS58172556A (ja) | 1982-03-15 | 1983-03-11 | 電磁気量測定用光フアイバ測定装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0088972A1 (ja) |
JP (1) | JPS58172556A (ja) |
SE (1) | SE430437B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989003046A1 (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fiberoptic sensor |
JPH06180327A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Nec Corp | コンタクトプローブ |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1540907A (en) * | 1976-12-07 | 1979-02-21 | Standard Telephones Cables Ltd | System for obtaining data from a plurality of condition responsive optical devices |
SE414082B (sv) * | 1978-10-12 | 1980-07-07 | Asea Ab | Fiberoptiskt metdon |
SE8006679L (sv) * | 1980-09-24 | 1982-03-25 | Asea Ab | Korrelerande fiberoptiskt metdon |
SE426345B (sv) * | 1981-05-18 | 1982-12-27 | Asea Ab | Fiberoptiskt metdon for metning av fysikaliska och/eller kemiska storheter, baserat pa sensormaterial med en olinjer ljus in/ljus ut karakteristik |
-
1982
- 1982-03-15 SE SE8201601A patent/SE430437B/sv unknown
-
1983
- 1983-03-05 EP EP83102190A patent/EP0088972A1/de not_active Withdrawn
- 1983-03-11 JP JP58039370A patent/JPS58172556A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989003046A1 (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fiberoptic sensor |
US5021647A (en) * | 1987-09-30 | 1991-06-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical fiber sensor having function of compensating for all drifting components |
JPH06180327A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Nec Corp | コンタクトプローブ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE430437B (sv) | 1983-11-14 |
EP0088972A1 (de) | 1983-09-21 |
SE8201601L (sv) | 1983-09-16 |
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