JPS61159123A - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
- Publication number
- JPS61159123A JPS61159123A JP28128184A JP28128184A JPS61159123A JP S61159123 A JPS61159123 A JP S61159123A JP 28128184 A JP28128184 A JP 28128184A JP 28128184 A JP28128184 A JP 28128184A JP S61159123 A JPS61159123 A JP S61159123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- end surface
- deposited
- temperature sensor
- semiconductor
- 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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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
- G01K11/14—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance of inorganic materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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〕
本発明は光ファイバと、温度によって光透過特性が変化
する半導体とを組合わせた温度センサに関するものであ
る。
する半導体とを組合わせた温度センサに関するものであ
る。
ＧａＡｓ、ＧａＰ等の半導体は温度が変化すると光透過
率の変曲点が移動する性質を備えており、これを利用し
た温度センサとして従来、例えば第５図に示す如きもの
が知られている（特開昭５６−１３７２３６号）、第５
図は従来の温度センサを示す部分破砕側面図であり、光
ファイバ１０の一端面に接着剤１３ａを用いて、例えば
ＧａＡｓ等の半導体片１１を接着し、更にこの半導体片
１１の前端面に接着剤１３ｂを用いて反射板１２を接着
し、そしてこれらを覆うべく一端を閉じた保護キャップ
１４を反射板１２、半導体片１１から光ファイバ１０の
端部周面にわたるよう外嵌固定して構成してある。
率の変曲点が移動する性質を備えており、これを利用し
た温度センサとして従来、例えば第５図に示す如きもの
が知られている（特開昭５６−１３７２３６号）、第５
図は従来の温度センサを示す部分破砕側面図であり、光
ファイバ１０の一端面に接着剤１３ａを用いて、例えば
ＧａＡｓ等の半導体片１１を接着し、更にこの半導体片
１１の前端面に接着剤１３ｂを用いて反射板１２を接着
し、そしてこれらを覆うべく一端を閉じた保護キャップ
１４を反射板１２、半導体片１１から光ファイバ１０の
端部周面にわたるよう外嵌固定して構成してある。
光ファイバＩＯの他端面には発光素子を臨ませてあり、
この発光素子からの光はハーフミラを経て光ファイバｌ
Ｏに入射され、光ファイバＩＯ内を伝播され、半導体片
１１を透過して反射板１２で反射され、再び半導体片１
１を透過し、光フアイバ１０内を伝播され、ハーフミラ
で反射されて受光素子に入射せしめられ、温度測定が行
われるようになっている。
この発光素子からの光はハーフミラを経て光ファイバｌ
Ｏに入射され、光ファイバＩＯ内を伝播され、半導体片
１１を透過して反射板１２で反射され、再び半導体片１
１を透過し、光フアイバ１０内を伝播され、ハーフミラ
で反射されて受光素子に入射せしめられ、温度測定が行
われるようになっている。
ところで上述た如き従来の温度センサにあってはＧａＡ
ｓ等の半導体片１１を光ファイバｌＯの端面に合゛わせ
て切断し、これを接着剤にて接着せしめる構成となって
いるから、量産が難しいうえ品質が安定せず、また半導
体１１は取扱い易さを配慮して機能上は不必要な厚さで
ある０、４〜１．Ｏｆｉ度のものが利用されており、無
駄が多く熱容量も高いため、感度、応答性が悪いなどの
問題があった。更に２０中では光ファイバｌＯ１半導体
片１１、反射板１２相崖゛の間の接着剤成分が気化する
おそれがあって使用出来ないなど、通用雰囲気が限定さ
れるという問題点もある。
ｓ等の半導体片１１を光ファイバｌＯの端面に合゛わせ
て切断し、これを接着剤にて接着せしめる構成となって
いるから、量産が難しいうえ品質が安定せず、また半導
体１１は取扱い易さを配慮して機能上は不必要な厚さで
ある０、４〜１．Ｏｆｉ度のものが利用されており、無
駄が多く熱容量も高いため、感度、応答性が悪いなどの
問題があった。更に２０中では光ファイバｌＯ１半導体
片１１、反射板１２相崖゛の間の接着剤成分が気化する
おそれがあって使用出来ないなど、通用雰囲気が限定さ
れるという問題点もある。
また反射板と保護するキャンプを使用しているため、こ
のキャップの熱容量が無視できず、センサ部分の感度、
応答性が悪い等の問題点があった。
のキャップの熱容量が無視できず、センサ部分の感度、
応答性が悪い等の問題点があった。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは光フアイバ端面に半導体を蒸着、又
はエピタキシャル形成せしめることにより、製造工程が
簡略化され品質が安定し、しかも応答性に優れ、高い測
定精度が得られる温度センサを提供するにある。
目的とするところは光フアイバ端面に半導体を蒸着、又
はエピタキシャル形成せしめることにより、製造工程が
簡略化され品質が安定し、しかも応答性に優れ、高い測
定精度が得られる温度センサを提供するにある。
本発明に係る温度センサは、温度により光透過特性が変
化する半導体膜を一端面に蒸着、又はエピタキシャル形
成した光ファイバを具備することを基本的な特徴とする
。
化する半導体膜を一端面に蒸着、又はエピタキシャル形
成した光ファイバを具備することを基本的な特徴とする
。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る温度センサ（以下本発明
品という）の模式図、第２図は光ファイバの端部の拡大
断面図であり、図中２１は光ファイバを示している。光
ファイバ２１の先端面には半導体膜２２、反射ｙ４２３
が蒸着、又はエピタキシャル形成され、また基端面倒に
はその延長上にレンズ２４、ハーフミラ２５、光源たる
発光素子２６がこの順序で配設され、更にハーフミラ２
５と対向させてその側方に受光素子２７が配設されてい
る。
明する。第１図は本発明に係る温度センサ（以下本発明
品という）の模式図、第２図は光ファイバの端部の拡大
断面図であり、図中２１は光ファイバを示している。光
ファイバ２１の先端面には半導体膜２２、反射ｙ４２３
が蒸着、又はエピタキシャル形成され、また基端面倒に
はその延長上にレンズ２４、ハーフミラ２５、光源たる
発光素子２６がこの順序で配設され、更にハーフミラ２
５と対向させてその側方に受光素子２７が配設されてい
る。
光ファイバ２１は石英製のコアの周囲にクラッド層を形
成して構成され、その外周にはプリコート層が形成され
るが高真空の槽内温度の測定用とする場合には金属或い
はセラミックをコーティングしたものが望ましい、また
光ファイバ２１としては細いファイバ状に代えて太いロ
ンド状のものを用いてもよい。
成して構成され、その外周にはプリコート層が形成され
るが高真空の槽内温度の測定用とする場合には金属或い
はセラミックをコーティングしたものが望ましい、また
光ファイバ２１としては細いファイバ状に代えて太いロ
ンド状のものを用いてもよい。
半導体ｙ４２２用の素材としてはＧａＡｓ＋ ＧａＰ＋
Ｚｎ５ｅ＋ＣｄＳ、 ＺｎＴｅ、 ＣｄＳｅ、＾Ｉ
Ｓｂ、 ＣｄＴｅ、 ＴｎＰ、 Ｓｉ等が用いられ、こ
れらを厚さ０．００１〜０．３００ｍ５、望ましくは０
．Ｏ１〜０．１０ｎの厚さに蒸着法、又はエピタキシャ
ル法等によって光ファイバ２１の先端面に直接蒸着、又
は成長形成せしめである。
Ｚｎ５ｅ＋ＣｄＳ、 ＺｎＴｅ、 ＣｄＳｅ、＾Ｉ
Ｓｂ、 ＣｄＴｅ、 ＴｎＰ、 Ｓｉ等が用いられ、こ
れらを厚さ０．００１〜０．３００ｍ５、望ましくは０
．Ｏ１〜０．１０ｎの厚さに蒸着法、又はエピタキシャ
ル法等によって光ファイバ２１の先端面に直接蒸着、又
は成長形成せしめである。
半導体ＩＩＩ！２２の厚さを０．００１〜０．３００鶴
としたのは０．００１ｆｉ未満では膜にむらが形成され
、温度特性が不安定になるためであり、また０、３００
ｍを越えると透過光に対する減衰が大きくなり、また
熱容量が大きくなるため、応答性が低く、しかも製造コ
ストも高くなることによる。
としたのは０．００１ｆｉ未満では膜にむらが形成され
、温度特性が不安定になるためであり、また０、３００
ｍを越えると透過光に対する減衰が大きくなり、また
熱容量が大きくなるため、応答性が低く、しかも製造コ
ストも高くなることによる。
また反射１１１１２３用の素材としてはＡｇ＋ Ｃｒ＋
Ａｎ、 Ａ １等が用いられ、これらを０．００１〜Ｑ
、１ｍ、望ましくは０．０１〜０．００１〜０．１ｍｍ
の厚さで前記半導体膜２２の前面及び周面、並びに光フ
ァイバ２１の端部周面にわたって直接蒸着形成せしめる
０反射膜２３の厚さを０゜００１−０．０１ｆｌとした
のは０．００１未満では膜にむらが生し、反射作用が不
安定となるためであり、またＱ、ｌａｗを越えると製造
コストが高くなり、剥離を生じるおそれがあることとか
、この部分の熱容量により温度センサの感度、応答性が
悪くなること等による。
Ａｎ、 Ａ １等が用いられ、これらを０．００１〜Ｑ
、１ｍ、望ましくは０．０１〜０．００１〜０．１ｍｍ
の厚さで前記半導体膜２２の前面及び周面、並びに光フ
ァイバ２１の端部周面にわたって直接蒸着形成せしめる
０反射膜２３の厚さを０゜００１−０．０１ｆｌとした
のは０．００１未満では膜にむらが生し、反射作用が不
安定となるためであり、またＱ、ｌａｗを越えると製造
コストが高くなり、剥離を生じるおそれがあることとか
、この部分の熱容量により温度センサの感度、応答性が
悪くなること等による。
なお半導体膜２２、反射膜２３の形成方法には抵抗加熱
蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンブレーティング法、
スパッタ法、気相成長法、又はエピタキシャル法等光フ
ァイバ２１の端面に接着剤を介在させることなく半導体
材料を一旦蒸発せしめた後、これを結晶又は非晶質の状
態で付着せしめる方法等いずれの方法を採用してもよい
。
蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンブレーティング法、
スパッタ法、気相成長法、又はエピタキシャル法等光フ
ァイバ２１の端面に接着剤を介在させることなく半導体
材料を一旦蒸発せしめた後、これを結晶又は非晶質の状
態で付着せしめる方法等いずれの方法を採用してもよい
。
第３図は本発明の他の実ｂｉ例を示す要部の模式的拡大
断面図であり、２本の光ファイバ３１．３２のうちの一
方の光ファイバ３１の端面にＧａＡｓ等の半導体１ｍ！
！３３を所要厚さに形成し、これら両光ファイバ３１．
３２をスリーブ３３に挿通してその両端面をスリーブ３
３の先端開口部にこれと路面−に覗かせ、この状態で内
奥部に９０°の開き角で反射！１３５ａ、３５ｂを配置
した保護管３ｂを外嵌固定して構成されている０反射１
１３５ａは光ファイバ３１の先端面と、また反射鏡３５
ｂは光ファイバ３２の先端面と夫々４５°の角度で対向
した状態で保護管３ｂの内奥に固定したホルダ３７に配
置されている。
断面図であり、２本の光ファイバ３１．３２のうちの一
方の光ファイバ３１の端面にＧａＡｓ等の半導体１ｍ！
！３３を所要厚さに形成し、これら両光ファイバ３１．
３２をスリーブ３３に挿通してその両端面をスリーブ３
３の先端開口部にこれと路面−に覗かせ、この状態で内
奥部に９０°の開き角で反射！１３５ａ、３５ｂを配置
した保護管３ｂを外嵌固定して構成されている０反射１
１３５ａは光ファイバ３１の先端面と、また反射鏡３５
ｂは光ファイバ３２の先端面と夫々４５°の角度で対向
した状態で保護管３ｂの内奥に固定したホルダ３７に配
置されている。
光ファイバ３１の基端面は発光素子（図示せず）にまた
光ファイバ３２の基端面は受光素子（図示せず）に夫々
臨ませてあり、発光素子からの光は光フアイバ３■内を
伝播され、その先端面から出射され、半導体１１３３を
透過し、反射鏡３５ａ、３５ｂで反射され、光ファイバ
３２の先端面に入射せしめられ、光フアイバ３２内を伝
播され、受光素子に捉えられ温度が測定されるようにな
っている。
光ファイバ３２の基端面は受光素子（図示せず）に夫々
臨ませてあり、発光素子からの光は光フアイバ３■内を
伝播され、その先端面から出射され、半導体１１３３を
透過し、反射鏡３５ａ、３５ｂで反射され、光ファイバ
３２の先端面に入射せしめられ、光フアイバ３２内を伝
播され、受光素子に捉えられ温度が測定されるようにな
っている。
第４図は本発明の更に他の実施例を示す模式的拡大断面
図であり、２本の光ファイバ４１．４２のうちの一方の
光ファイバ４１の先端面にＧａＡｓ等の半導体膜４３を
所要厚さに直接形成すると共に、この半導体膜４３を形
成した光ファイバ４１の先端面と、光ファイバ４２の先
端面とをスリーブ４４の両端から嵌拝し、スリーブ４４
内の略中央部で微小の間隙を隔てて対向させて構成して
ある。
図であり、２本の光ファイバ４１．４２のうちの一方の
光ファイバ４１の先端面にＧａＡｓ等の半導体膜４３を
所要厚さに直接形成すると共に、この半導体膜４３を形
成した光ファイバ４１の先端面と、光ファイバ４２の先
端面とをスリーブ４４の両端から嵌拝し、スリーブ４４
内の略中央部で微小の間隙を隔てて対向させて構成して
ある。
光ファイバ４１の基端面には発光素子（図示せず）が、
また光ファイバ４２の基端面には受光素子（図示せず）
が夫々配設せしめられており、発光素子からの光は光フ
アイバ４１内を伝播し、半導体膜４３を透過して光フア
イバ４２内を伝播され、受光素子に導かれ、温度が測定
されるようになっている。
また光ファイバ４２の基端面には受光素子（図示せず）
が夫々配設せしめられており、発光素子からの光は光フ
アイバ４１内を伝播し、半導体膜４３を透過して光フア
イバ４２内を伝播され、受光素子に導かれ、温度が測定
されるようになっている。
コア直径＝２００μｍ、クラッド層直径：２５０μ−の
ステソブインデソクス型石英系光ファイバの端面にＧａ
Ａｓを約０．０５ｍｍの厚さに蒸着させ、その外面に八
ｇを材料とする反射膜を０．０１ｍｍの厚さに蒸着せし
め、波長０．８５μｌのパルス光を用いて温度測定した
ところ極めて良好な結果を得た。
ステソブインデソクス型石英系光ファイバの端面にＧａ
Ａｓを約０．０５ｍｍの厚さに蒸着させ、その外面に八
ｇを材料とする反射膜を０．０１ｍｍの厚さに蒸着せし
め、波長０．８５μｌのパルス光を用いて温度測定した
ところ極めて良好な結果を得た。
叙上の如く本発明品にあっては光ファイバの端面に半導
体膜を直接形成せしめであるから接着剤が不要で高温域
、高真空域での使用が可能であることは勿論、接着に手
作業を必要とせず、省力化が図れ、また半導体膜は薄く
形成できることから、熱容量が小さく応答性に優れ、光
の透過損失も大幅に低減出来、膜質も安定し、品質のば
らつきも少なく、またこの半導体膜を覆う反射膜も蒸着
にて形成するから手作業を必要とせず無駄のない厚さに
形成出来て、全体の大幅な小型化が図れるなど本発明は
優れた効果を奏するものである。
体膜を直接形成せしめであるから接着剤が不要で高温域
、高真空域での使用が可能であることは勿論、接着に手
作業を必要とせず、省力化が図れ、また半導体膜は薄く
形成できることから、熱容量が小さく応答性に優れ、光
の透過損失も大幅に低減出来、膜質も安定し、品質のば
らつきも少なく、またこの半導体膜を覆う反射膜も蒸着
にて形成するから手作業を必要とせず無駄のない厚さに
形成出来て、全体の大幅な小型化が図れるなど本発明は
優れた効果を奏するものである。
第１図は本発明品の模式図、第２図は光フアイバ先端部
の拡大断面図、第３．４図は夫々本発明品の他の実施例
を示す模式図、第５図は従来の温度センサを示す部分破
砕側面図である。 １０．２１．３１．３２．４１．４２・・・光ファイバ
２３・・・反射膜 ２２．３３．４３・・・半導
体 膜 許 出願人 大日日本電線株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫纂 １ ｌ 第 ２１ｉ］ 纂 ４ 図
の拡大断面図、第３．４図は夫々本発明品の他の実施例
を示す模式図、第５図は従来の温度センサを示す部分破
砕側面図である。 １０．２１．３１．３２．４１．４２・・・光ファイバ
２３・・・反射膜 ２２．３３．４３・・・半導
体 膜 許 出願人 大日日本電線株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫纂 １ ｌ 第 ２１ｉ］ 纂 ４ 図
Claims (5)
- １． 温度により光透過特性が変化する半導体膜を一端
面に蒸着、又はエピタキシャル形成した光ファイバを具
備することを特徴とする温度センサ。 - ２． 温度により光透過特性が変化する半導体膜を一端
面に蒸着、又はエピタキシャル形成すると共に、この外
周面を覆って反射膜を蒸着形成した光ファイバを具備す
ることを特徴とする温度センサ。 - ３． 前記半導体膜は０．００１〜０．３ｍｍの厚さに
、また反射膜は０．００１〜０．１ｍｍの厚さに蒸着、
又はエピタキシャル形成してある特許請求の範囲第２項
記載の温度センサ。 - ４． 温度により光透過特性が変化する半導体を一端面
に蒸着、又はエピタキシャル形成した第１の光ファイバ
の前記一端面を、第２の光ファイバの一端面と同心に対
向させ、第１、第２の光ファイバの他端面の一方に光源
を、他方に受光部を夫々臨ませたことを特徴する温度セ
ンサ。 - ５． 温度により光透過特性が変化する半導体膜を一端
面に蒸着、又はエピタキシャル形成した第１の光ファイ
バと、第２の光ファイバと、第１、第２の光ファイバの
一端面に対向し、一方の光ファイバの一端面から出射さ
れた光を他方の光ファイバの一端面に入射せしめる反射
板と、前記第１、第２の光ファイバの他端面の一方に臨
ませた光源及び他方に臨ませた受光部とを具備すること
を特徴とする温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28128184A JPS61159123A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28128184A JPS61159123A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159123A true JPS61159123A (ja) | 1986-07-18 |
Family
ID=17636883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28128184A Pending JPS61159123A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61159123A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1691154A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-08-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Refrigerator and method for controlling the same |
| JP2009286388A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fiat Group Automobiles Spa | 加熱回路に結合可能な空気冷却２次回路を有する自動車用空調システム |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP28128184A patent/JPS61159123A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1691154A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-08-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Refrigerator and method for controlling the same |
| JP2009286388A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fiat Group Automobiles Spa | 加熱回路に結合可能な空気冷却２次回路を有する自動車用空調システム |
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