JPS61151485A - 光フアイバハイドロホン - Google Patents
光フアイバハイドロホンInfo
- Publication number
- JPS61151485A JPS61151485A JP27804884A JP27804884A JPS61151485A JP S61151485 A JPS61151485 A JP S61151485A JP 27804884 A JP27804884 A JP 27804884A JP 27804884 A JP27804884 A JP 27804884A JP S61151485 A JPS61151485 A JP S61151485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- submarine cable
- sound receiving
- hydrophone
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明に光ファイバノーイドロホンに関し、特に光強度
変調法にもとづき水中音波全検出するマイクロベンド型
の光ファイバノ）イドロホンに関する。
変調法にもとづき水中音波全検出するマイクロベンド型
の光ファイバノ）イドロホンに関する。
光ファイバを利用して水中音波を検出する光７アイバハ
イドロホンは一般的に光強度変調法と光干渉法のいずれ
かによって水中音波の検出を行なっている。これら２通
りの検出法のうち光強度変調法は光の伝送経路の１部に
音圧に１って光の伝送損失が起る構造を付与し水中音波
を光ファイバを通過する光の強度変化に変換して検出す
る方法である。この光強度変調法における伝送損失付与
構造にも通常次の２通りの方法が′ある。その１つに光
ファイバそれ自体の伝送損失を起させる方法であり、他
に光フアイバ以外の構造を利用する形式で光に伝送損失
を与える方法である。
イドロホンは一般的に光強度変調法と光干渉法のいずれ
かによって水中音波の検出を行なっている。これら２通
りの検出法のうち光強度変調法は光の伝送経路の１部に
音圧に１って光の伝送損失が起る構造を付与し水中音波
を光ファイバを通過する光の強度変化に変換して検出す
る方法である。この光強度変調法における伝送損失付与
構造にも通常次の２通りの方法が′ある。その１つに光
ファイバそれ自体の伝送損失を起させる方法であり、他
に光フアイバ以外の構造を利用する形式で光に伝送損失
を与える方法である。
マイクロベンド型ハイドロホンに光ファイバそれ自体を
水中音波に対するセンサとして利用する光強度変調法に
もとづく光ファイバハイドロホンであり、その基本的構
成は次のとおりである。
水中音波に対するセンサとして利用する光強度変調法に
もとづく光ファイバハイドロホンであり、その基本的構
成は次のとおりである。
すなわち、光強度変調法を利用する光ファイバハイドロ
ホンの基本的槽Ｆｉｙ、ハ、レーザ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈ
ｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）白熱電球等の発
光素子を利用する光源と、ホトダイオード等の受光素子
を利用する光検出器と、その間に介在して光源から光検
出器に対する光路金形成しがっ伝搬光の強度を水中音波
によって変化させる光フアイバ光路構造と全備えて構成
されるが、マイクロペンド型の光７アイバハイドロホン
は伝搬光の強度を水中音波によって変化させる構造が光
ファイバの微小曲げ、いわゆるマイクロペンドを利用し
ｔものである。
ホンの基本的槽Ｆｉｙ、ハ、レーザ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈ
ｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）白熱電球等の発
光素子を利用する光源と、ホトダイオード等の受光素子
を利用する光検出器と、その間に介在して光源から光検
出器に対する光路金形成しがっ伝搬光の強度を水中音波
によって変化させる光フアイバ光路構造と全備えて構成
されるが、マイクロペンド型の光７アイバハイドロホン
は伝搬光の強度を水中音波によって変化させる構造が光
ファイバの微小曲げ、いわゆるマイクロペンドを利用し
ｔものである。
光ファイバｔ−ｅかだか数ｍｍ （ミリメートル）程
度の曲率半径で曲げるマイクロペンドを与えると、中心
部のコアから外側のクラッドへ光が漏れるようになり伝
送損失が起り、さらにこのマイクロベンドが周期的に加
えられる場合には全体として伝送損失が増大し、光ファ
イバをセンナとする水中音波の検出において感度全増大
することができる。
度の曲率半径で曲げるマイクロペンドを与えると、中心
部のコアから外側のクラッドへ光が漏れるようになり伝
送損失が起り、さらにこのマイクロベンドが周期的に加
えられる場合には全体として伝送損失が増大し、光ファ
イバをセンナとする水中音波の検出において感度全増大
することができる。
光ファイバにマイクロペンドを与える通常の手法は、周
期的凹凸構造上その１面に設けた１対の平板の凹凸構造
の間に光ファイバを挾んでマイクロベンドを与え友もの
全受音部構造としこれで水中音波を受けたときに起るマ
イクロペンドの変化分を介して水中音波全検出するもの
である。
期的凹凸構造上その１面に設けた１対の平板の凹凸構造
の間に光ファイバを挾んでマイクロベンドを与え友もの
全受音部構造としこれで水中音波を受けたときに起るマ
イクロペンドの変化分を介して水中音波全検出するもの
である。
８１！５図ニ従来のマイクロペンド型の光ファイバハイ
ドロホンの基本的構成を説明するための基本構成説明図
である。
ドロホンの基本的構成を説明するための基本構成説明図
である。
信号処理部１は発光器１１と受光器１２とを備え光フア
イバケーブル２の心線を構成する光ファイバ２１をブｒ
してレーザ光を発光器１１から受音部３に送出する。
イバケーブル２の心線を構成する光ファイバ２１をブｒ
してレーザ光を発光器１１から受音部３に送出する。
受音部３は周期的凹凸形状、第５図の場合に断面図とし
て示す加圧板３１Ａ、３１Ｂの三角形状の周期的凹凸形
状に光ファイバ２１を挾む、光ファイバ２１ｔ−挾み込
んだ一万の加圧板、たとえば加圧板３１Ａは受音部３の
振動膜（図示せず）と結谷し、またこの場合他方の加圧
板３１Ｂは受音部３０ケース（図示せず）に取付金具等
を介して取付けられたうえ光ファイバ２１に圧力バイア
スを加え次状態で保持される。この工うにして加圧板３
１Ａと３１Ｂとに工って挾みこまれマイクロベンドを受
は次状態の光７アイパ２１に、観点を変えるとこれら加
圧板と力の平衡がとれた状態で拮抗しているとも言える
。この状態で加圧板３１Ａに振動膜を弁じて入射音波を
受けるとマイクロペンド量に入射音波のレベルに対応し
た変化量を生じこれに対応して光の伝送損失も増加する
。受光器１２は光ファイバ２１を伝搬して受光した光の
レベル変化を介して入射音波全検出している。
て示す加圧板３１Ａ、３１Ｂの三角形状の周期的凹凸形
状に光ファイバ２１を挾む、光ファイバ２１ｔ−挾み込
んだ一万の加圧板、たとえば加圧板３１Ａは受音部３の
振動膜（図示せず）と結谷し、またこの場合他方の加圧
板３１Ｂは受音部３０ケース（図示せず）に取付金具等
を介して取付けられたうえ光ファイバ２１に圧力バイア
スを加え次状態で保持される。この工うにして加圧板３
１Ａと３１Ｂとに工って挾みこまれマイクロベンドを受
は次状態の光７アイパ２１に、観点を変えるとこれら加
圧板と力の平衡がとれた状態で拮抗しているとも言える
。この状態で加圧板３１Ａに振動膜を弁じて入射音波を
受けるとマイクロペンド量に入射音波のレベルに対応し
た変化量を生じこれに対応して光の伝送損失も増加する
。受光器１２は光ファイバ２１を伝搬して受光した光の
レベル変化を介して入射音波全検出している。
〔発明が解決しようとする問題点Ｊ
しかしながら、上述した従来のマイクロペンド型の光フ
アイバマイクロホンは、これを運用する際受音部３會違
用環境の適当な場所に安定状態を保持しつつ設置したう
えそこから光フアイバケーブル等を介して信号処理部１
に伝送することが必要であり、友かだか数ｍｍ程度の曲
率半径による微小曲げと、この微小曲げの変動分とを対
象として水中音波の検出全行なり受音部を含む光ファイ
バハイドロホンの運用性、操作性はかなり低いものであ
るという欠点がある。
アイバマイクロホンは、これを運用する際受音部３會違
用環境の適当な場所に安定状態を保持しつつ設置したう
えそこから光フアイバケーブル等を介して信号処理部１
に伝送することが必要であり、友かだか数ｍｍ程度の曲
率半径による微小曲げと、この微小曲げの変動分とを対
象として水中音波の検出全行なり受音部を含む光ファイ
バハイドロホンの運用性、操作性はかなり低いものであ
るという欠点がある。
本発明の目的も上述した欠点を除去し運用性と操作性の
改善を図った光７アイバハイドロホンを提供することに
ある。
改善を図った光７アイバハイドロホンを提供することに
ある。
本発明の光ファイバハイドロホンは、光強度変調法にも
とづき水中音波を検出するマイクロベンド型の光７アイ
バハイドロホンにおいて、海底ケーブル等に装備し友抗
張力鋼線の外周に光ファイバを連続しても、シくに複数
個に分散して巻付はマイクロペンドを印加した状態で固
着せしめた受音部構造を備えて構成される。
とづき水中音波を検出するマイクロベンド型の光７アイ
バハイドロホンにおいて、海底ケーブル等に装備し友抗
張力鋼線の外周に光ファイバを連続しても、シくに複数
個に分散して巻付はマイクロペンドを印加した状態で固
着せしめた受音部構造を備えて構成される。
次に図面を参照して本発明を詳細に示す。
第１図は本発明による光７アイバハイドロホンの第１の
実施例の構成を１部ブロック図で示す透視図である。
実施例の構成を１部ブロック図で示す透視図である。
＠１図に示す第１の実施例は信号処理部１と受音部４と
を備えて構成され、このうち信号処理部１は第５図に示
した信号処理部１と同一であるのでこれに関する詳細な
説明は省略する。
を備えて構成され、このうち信号処理部１は第５図に示
した信号処理部１と同一であるのでこれに関する詳細な
説明は省略する。
受波部４に海底ケーブル４１とこれに巻いた光ファイバ
２１とに工って構成される。
２１とに工って構成される。
第２図は第１図に示す受音部４の構造を示す断面図であ
る。以下に第２図を参照しながら８１！１図の実施例に
ついて説明する。
る。以下に第２図を参照しながら８１！１図の実施例に
ついて説明する。
第２図からも明らかな如く、海底ケーブル４１に抗張力
鋼線４１１に工って保護された内部に内部シース４１２
を弁じて導線４１３を有し、最外部は外部シース４１４
で被覆されている。この工うな海底ケーブル４１の抗張
力鋼線４１１に光ファイバ２１を巻付けてその端末を抗
張力鋼線４１１０巻線空間からとり出したものが受音部
４の基本的構造である。
鋼線４１１に工って保護された内部に内部シース４１２
を弁じて導線４１３を有し、最外部は外部シース４１４
で被覆されている。この工うな海底ケーブル４１の抗張
力鋼線４１１に光ファイバ２１を巻付けてその端末を抗
張力鋼線４１１０巻線空間からとり出したものが受音部
４の基本的構造である。
Ｎ３図はＮ１図に示す受音部４のＡ部の断面を拡大して
示すＡｉ拡大断面図である。
示すＡｉ拡大断面図である。
光ファイバ２１に抗張力鋼線４１１の外周に巻付けられ
てピッチｈごとに微小曲げを加えられ外部シース４１４
が被覆された状態でその両端末が抗張力鋼線４１１の各
鋼線間のギャップｇを利用して海底ケーブル４１から外
部に取出される。ピッチｈは構成すべき光ファイバノ・
イドロホンの音圧感度ならびに最小検出音圧を改善する
ために光ファイバ２１における高次モード変換が起り易
い状態に設定されるが、この設定は光ファイバ２１を抗
張力鋼線４１１に巻くときの巻き角度を変えることに工
って容易に実施しうる。一般的にモード数ｍとｒｒｌ＋
ｌの波が伝搬するときこれらの波が互いに干渉して強め
合う周期はそれらの波数ｋｍとｋｍ＋ １ の差に比
例し、また高次モードはど光ファイバ２１の外に放射さ
れる割合、すなわち損失が増加する。この特性を利用し
最高次モードとこれエリ１つ低いモードとの差に曲げ周
期を一致させ、さらに光ファイバ２１の曲げ振幅、加圧
面積ならびにコンプライアンス等音圧感度、最小検出音
圧に関連するパラメータも運用目的を配慮したものとし
て構成しており、これらの条件設定に通常の海底ケーブ
ル等の構造から容易に実施しうる。
てピッチｈごとに微小曲げを加えられ外部シース４１４
が被覆された状態でその両端末が抗張力鋼線４１１の各
鋼線間のギャップｇを利用して海底ケーブル４１から外
部に取出される。ピッチｈは構成すべき光ファイバノ・
イドロホンの音圧感度ならびに最小検出音圧を改善する
ために光ファイバ２１における高次モード変換が起り易
い状態に設定されるが、この設定は光ファイバ２１を抗
張力鋼線４１１に巻くときの巻き角度を変えることに工
って容易に実施しうる。一般的にモード数ｍとｒｒｌ＋
ｌの波が伝搬するときこれらの波が互いに干渉して強め
合う周期はそれらの波数ｋｍとｋｍ＋ １ の差に比
例し、また高次モードはど光ファイバ２１の外に放射さ
れる割合、すなわち損失が増加する。この特性を利用し
最高次モードとこれエリ１つ低いモードとの差に曲げ周
期を一致させ、さらに光ファイバ２１の曲げ振幅、加圧
面積ならびにコンプライアンス等音圧感度、最小検出音
圧に関連するパラメータも運用目的を配慮したものとし
て構成しており、これらの条件設定に通常の海底ケーブ
ル等の構造から容易に実施しうる。
かくして受音部と海底ケーブルの一体化を図った運用性
と操作性の高い光ファイバハイドロホンが実現できるこ
ととなる。
と操作性の高い光ファイバハイドロホンが実現できるこ
ととなる。
なお、上述した第１の実施例において、光ファイバと一
体化して光ファイバハイドロホンを構成する海底ケーブ
ルは海中センサシステムの構成品として運用される海底
ケーブルを利用しているが、これを光ファイバハイドロ
ホン専用の海底ケーブルとしても一向に差支えなめ。
体化して光ファイバハイドロホンを構成する海底ケーブ
ルは海中センサシステムの構成品として運用される海底
ケーブルを利用しているが、これを光ファイバハイドロ
ホン専用の海底ケーブルとしても一向に差支えなめ。
第４図は本発明の光ファイバハイドロホンの第２の実施
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
第４図に示す第２の実施例は第１の実施例と同じ信号処
理部１と受音部５とを備えて構成される。
理部１と受音部５とを備えて構成される。
受音部５は海底ケーブル５１の抗張力鋼線に巻き付はマ
イクロペンドを与えたｎ個の光ファイバ５２−１〜５２
−ｎｋ備えて構成される。これらｎ個の光ファイバは運
用目的に対応しそれぞれ同一の巻き数としてもまた異る
巻き数としてもいずれでも利用しうるものであり、また
相互の間隔も運用目的に対応して設定する等間隔もしく
は不等間隔いずれも利用しうる。要するにｎ個の光ファ
イバが抗張力鋼線を利用して分散して巻かれマイクロベ
ンド全付与されてそれぞれが光フアイバセンサとして利
用される状態で構成され、これに工りてビームホーミン
グ（ｂｅａｍ ｆｏｒ−ｍｉｎｇ）方式で水中音波を
捕捉、検出せんとするものである。
イクロペンドを与えたｎ個の光ファイバ５２−１〜５２
−ｎｋ備えて構成される。これらｎ個の光ファイバは運
用目的に対応しそれぞれ同一の巻き数としてもまた異る
巻き数としてもいずれでも利用しうるものであり、また
相互の間隔も運用目的に対応して設定する等間隔もしく
は不等間隔いずれも利用しうる。要するにｎ個の光ファ
イバが抗張力鋼線を利用して分散して巻かれマイクロベ
ンド全付与されてそれぞれが光フアイバセンサとして利
用される状態で構成され、これに工りてビームホーミン
グ（ｂｅａｍ ｆｏｒ−ｍｉｎｇ）方式で水中音波を
捕捉、検出せんとするものである。
ビームホーミング方式はよく知られる如く複数個の配列
センサの相互関係位置にもとづく受信音波の位相差を補
正するとともに運用目的に対応して形成すべき受信指向
性ビームの特性を合成するための重みをそれぞれのセン
ナに付与して出力合成を行なうものであり、第４図に示
す８１！２の実施例も分散して巻付けて形成するｎ個の
光ファイバハイドロホンによって容易にビームホーミン
グ手法が利用できる。
センサの相互関係位置にもとづく受信音波の位相差を補
正するとともに運用目的に対応して形成すべき受信指向
性ビームの特性を合成するための重みをそれぞれのセン
ナに付与して出力合成を行なうものであり、第４図に示
す８１！２の実施例も分散して巻付けて形成するｎ個の
光ファイバハイドロホンによって容易にビームホーミン
グ手法が利用できる。
以上説明した如く本発明によれば、マイクロペンド型の
光ファイバハイドロホンにおいて、海底等、保護用の抗
張力鋼線の外周に光ファイバを連続して、もしくは複数
個に分散して巻付はマイクロベンドを印加した状態で固
層した受音部構造を備えて光ファイバハイドロホンを構
成することに工り運用性と操作性を大幅に改善した光フ
ァイバハイドロホンが実現できるという効果がある。
光ファイバハイドロホンにおいて、海底等、保護用の抗
張力鋼線の外周に光ファイバを連続して、もしくは複数
個に分散して巻付はマイクロベンドを印加した状態で固
層した受音部構造を備えて光ファイバハイドロホンを構
成することに工り運用性と操作性を大幅に改善した光フ
ァイバハイドロホンが実現できるという効果がある。
第１図は本発明による光ファイバハイドロホンの第１Ｌ
Ｄ実施例の構成１に１部ブロック図で示す透視図、再２
図は第１図に示す受音部４の構造を示す断面図、第３図
は第１図に示す受音部４のＡ部の断面全拡大して示すＡ
部拡大断面図、第４図に本発明の光７アイバハイドロホ
ンの第２の実施例の構Ｗ、を示すブロック図、第５図は
従来のマイクロベンド型の光ファイバハイドロホンの基
本的溝５Ｘ、全説明するｔめの基本構成説明図である。 ｌ・・・・・・店号処理部、２・・・・・・光フアイバ
ケーブル、３．４．５・・・・・受音部、１１・・・・
・・発光器、１２・・・・・受光器、２１・・・・・光
７アイバ、３１Ａ、３１Ｂ・・・・・・加圧板、４１．
５１・・・・・・海底ケーブル、５２−１〜５２−ｎ・
・・・元ファイバ、４１１・・・・・・抗張力鋼線、４
１２・・・・・・Ｐ３部シニス、４１３・・・・・・導
線、第 ｆ図 第２図 第５図 第４ 図
Ｄ実施例の構成１に１部ブロック図で示す透視図、再２
図は第１図に示す受音部４の構造を示す断面図、第３図
は第１図に示す受音部４のＡ部の断面全拡大して示すＡ
部拡大断面図、第４図に本発明の光７アイバハイドロホ
ンの第２の実施例の構Ｗ、を示すブロック図、第５図は
従来のマイクロベンド型の光ファイバハイドロホンの基
本的溝５Ｘ、全説明するｔめの基本構成説明図である。 ｌ・・・・・・店号処理部、２・・・・・・光フアイバ
ケーブル、３．４．５・・・・・受音部、１１・・・・
・・発光器、１２・・・・・受光器、２１・・・・・光
７アイバ、３１Ａ、３１Ｂ・・・・・・加圧板、４１．
５１・・・・・・海底ケーブル、５２−１〜５２−ｎ・
・・・元ファイバ、４１１・・・・・・抗張力鋼線、４
１２・・・・・・Ｐ３部シニス、４１３・・・・・・導
線、第 ｆ図 第２図 第５図 第４ 図
Claims (1)
- 光強度変調法にもとづき水中音波を検出するマイクロベ
ンド型の光ファイバハイドロホンにおいて、海底ケーブ
ル等に装備した抗張力鋼線の外周に光ファイバを連続し
てもしくは複数個に分散して巻付けマイクロベンドを印
加した状態で固着せしめた受音部構造を備えてなること
を特徴とする光ファイバハイドロホン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27804884A JPS61151485A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 光フアイバハイドロホン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27804884A JPS61151485A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 光フアイバハイドロホン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151485A true JPS61151485A (ja) | 1986-07-10 |
Family
ID=17591923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27804884A Pending JPS61151485A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 光フアイバハイドロホン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151485A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007015324A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Tama-Tlo, Ltd. | マイクロフォン素子 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27804884A patent/JPS61151485A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007015324A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Tama-Tlo, Ltd. | マイクロフォン素子 |
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