JPS6258102A - Twist detector for optical fiber - Google Patents
Twist detector for optical fiberInfo
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- JPS6258102A JPS6258102A JP19896385A JP19896385A JPS6258102A JP S6258102 A JPS6258102 A JP S6258102A JP 19896385 A JP19896385 A JP 19896385A JP 19896385 A JP19896385 A JP 19896385A JP S6258102 A JPS6258102 A JP S6258102A
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- optical fiber
- crosstalk
- twist
- double refraction
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、定偏波光ファイバを利用し、微小なねじれ
量や回転偏位を検出する検出器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a detector that uses a constant polarization optical fiber to detect minute amounts of twist and rotational deviation.
従来の技術
従来では、抵抗ゲージを利用して構成されたねじれ検出
器が主に使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, torsion detectors constructed using resistance gauges have been mainly used.
他方、光ファイバ七ソッとしては、温度や圧力を検出す
るもののみが知られており、ねじれを検出するものは知
られていない。On the other hand, as optical fibers, only those that detect temperature and pressure are known, and those that detect twisting are not known.
発明が解決しようとする問題点
従来の、抵抗ゲージを用いたねじれ検出器は、構造複雑
で製造が容易でなく、また検出感度も劣るものであった
。Problems to be Solved by the Invention Conventional torsion detectors using resistance gauges have complicated structures, are not easy to manufacture, and have poor detection sensitivity.
この発明は、定偏波光ファイバを利用することによって
構造簡単で製造容易な、しかも検出感度の高いねじれ検
出器を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a torsion detector that is simple in structure and easy to manufacture, and has high detection sensitivity by using a constant polarization optical fiber.
問題点を解決するための手段
この発明による光ファイバねじれ検出器は、互いに異な
る複屈折軸が一致するように融着接続される2本の定偏
波光ファイバからなりねじれが加えられる被ねじれ手段
と、上記一方の定偏波光ファイバの一方の複屈折軸に直
線偏光を励振する手段と、上記融着接続部を経て他方の
定偏波光ファイバから出射される光のクロストーク変化
を測定する手段とからなる。Means for Solving the Problems The optical fiber torsion detector according to the present invention includes a twisted means to which two polarization-controlled optical fibers are fusion-spliced so that their different birefringence axes coincide with each other. , means for exciting linearly polarized light in one birefringence axis of one of the polarization constant optical fibers, and means for measuring a crosstalk change of light emitted from the other polarization constant optical fiber via the fusion splice. Consisting of
作 用
被ねじれ手段の2本の定偏波光ファイバの融着接続部近
傍がねじられると、互いに異なる複屈折軸が一致するよ
うにされた状態が変化し、軸ずれを起す。この複屈折軸
の角度ずれが生じると、偏波面が回転したことになり、
クロストークが増大する。そして、クロストークの増大
は、複屈折軸の角度ずれに対応したものとなる。そこで
、クロストークを測定することにより、ねじれ量が検出
される。When the vicinity of the fusion spliced portion of the two polarization constant optical fibers of the torsion means is twisted, the state in which the mutually different birefringence axes are made to coincide changes, causing axis misalignment. When this angular shift of the birefringence axis occurs, the plane of polarization rotates,
Crosstalk increases. The increase in crosstalk corresponds to the angular shift of the birefringence axis. Therefore, the amount of twist is detected by measuring the crosstalk.
実施例
第」図において、定偏波光ファイバ1と定偏波光ファイ
バ2とが点3で融着接続されている。Embodiment In FIG. 1, a polarization constant optical fiber 1 and a polarization constant optical fiber 2 are fusion-spliced at a point 3.
4.5はこの定偏波光ファイバl、2をそれぞれ固定す
る固定具であり、固定具lは回転しないように固定され
、固定具2が回転させられる。固定具1と固定具2との
間がねじれを加えられる部分ということになる。Reference numeral 4.5 denotes fixtures for fixing the polarization-constant optical fibers 1 and 2, respectively. The fixture 1 is fixed so as not to rotate, and the fixture 2 is rotated. The area between fixture 1 and fixture 2 is the part to which twisting is applied.
融着接続部3において、定偏波光ファイバ1と定偏波光
ファイバ2とは、互いに異なる複屈折軸がそれぞれ一致
するように突き合わせられる。定、偏波光ファイバ1の
端面と定偏波光ファイバ2の端面とを第2図および第3
図にそれぞれ示す、第4図のように定偏波光ファイバ1
の複屈折軸Xと定偏波光ファイバ2の複屈折軸y゛とが
一致し、定偏波光ファイバ1の複屈折軸yと定偏波光フ
ァイバ2の複屈折軸X°とが一致するように突き合わさ
れて融着接続されるのである。なお、この第2図および
第3図で、11.21はコア、12.22はクラッド、
13.13,23.23はクラッド中に設けられた応力
付与部である。In the fusion splicing section 3, the constant polarization optical fiber 1 and the constant polarization optical fiber 2 are butted against each other so that their different birefringence axes coincide with each other. The end faces of the fixed and polarized optical fiber 1 and the end faces of the fixed polarized optical fiber 2 are shown in FIGS. 2 and 3.
As shown in FIG. 4, the polarization-controlled optical fiber 1
so that the birefringence axis They are butted together and fusion spliced. In addition, in these Figures 2 and 3, 11.21 is the core, 12.22 is the cladding,
13.13 and 23.23 are stress applying parts provided in the cladding.
ねじれが加えられると、上記のように互いに異なる複屈
折軸がそれぞれ一致している状態がずれて、第4図のよ
うに複屈折軸の角度ずれφ(deg)が生じる。When twisting is applied, the state in which the different birefringence axes coincide with each other as described above is shifted, and an angular deviation φ (deg) of the birefringence axes occurs as shown in FIG. 4.
この定偏波光ファイバ1の一端には、入射系6によって
その一方の複屈折軸に直線偏光が入射される。すなわち
、レーザ発振器61からのレーザ光が位相補償板62お
よび偏光子63を経て、さらにレンズ64で集光されて
定偏波光ファイバ1の一端に入射される。このとき偏光
子63を回転させて一方の複屈折軸に直線偏光が入射さ
れるようにする。また、定偏波光ファイバ2の出射端側
には受光系7が置かれる。この受光系7は、レンズ71
と検光子72と受光器73とによりなる。Linearly polarized light is input into one end of the polarization-constant optical fiber 1 by an input system 6 along one birefringence axis. That is, the laser beam from the laser oscillator 61 passes through the phase compensator 62 and the polarizer 63, is further focused by the lens 64, and is input into one end of the polarization-constant optical fiber 1. At this time, the polarizer 63 is rotated so that linearly polarized light is incident on one birefringence axis. Further, a light receiving system 7 is placed on the output end side of the polarization-constant optical fiber 2. This light receiving system 7 includes a lens 71
It consists of an analyzer 72 and a light receiver 73.
受光系7において、検光子72を回転させ、出射光の最
大値P rnaxと最小値P akinとを得る。する
と、クロストークηは、
η= P wax/ P min
で表わされる。ここで、固定具4.5間の被ねじれ部で
ねじれが加えられ、第4図のような複屈折軸の角度ずれ
φ(deg)が生じた場合、偏波面が回転することにな
るのでクロストークが増大するが、クロストークの増加
量と複屈折軸の角度ずれφとの間には、
η(φ)−刀(φ= 0)、 = 5in2φなる関係
がある。そこで、クロストークの増加量を測定すること
により角度ずれ量φを検出できる。In the light receiving system 7, the analyzer 72 is rotated to obtain the maximum value P rnax and the minimum value P akin of the emitted light. Then, the crosstalk η is expressed as η=P wax/P min. Here, if twist is applied at the twisted part between the fixtures 4 and 5, and an angular shift φ (deg) of the birefringence axis as shown in Fig. 4 occurs, the plane of polarization will rotate, so the cross Although the talk increases, there is a relationship between the amount of increase in crosstalk and the angular shift φ of the birefringence axis: η(φ)−(φ=0), = 5in2φ. Therefore, the angular deviation amount φ can be detected by measuring the amount of increase in crosstalk.
実際に、固定具4.5間を1mとして定偏波光ファイバ
1.2にねじれを加え、クロストークの変化を測定して
みると、第6図のような結果が得られた。これから、9
0 [deg/ mlのねじれ量でクロストークが約1
0dB増加するので、固定A4.5間を1cmにすると
わずかo、9 [deg]のねじれ量でクロストーク
は約10dB増加することになり、きわめて微小なねじ
れ量の検出が可能となることが分る。In fact, when the fixed polarization optical fiber 1.2 was twisted with a distance of 1 m between the fixtures 4.5 and the change in crosstalk was measured, the results shown in FIG. 6 were obtained. From now on, 9
Crosstalk is approximately 1 with a twist amount of 0 [deg/ml]
0dB increase, so if the distance between fixed A4.5 is set to 1cm, the crosstalk will increase by about 10dB with a twist amount of only 0,9 [deg], which means that it is possible to detect extremely small twist amounts. Ru.
さらに、ねじれ量θ[deg/m]がそのまま複屈折軸
の軸ずれφ[deg] となるわけではないが、クロス
トークの増加量から複屈折軸の袖ずれφ[deg] を
推定し、ねじれ量θ[deg/m] との関係を調べて
みると、第7図のようなデータが得られた。この第7図
から、複屈折軸の軸ずれφ[deg]は、0くθ< 1
80 [deg/ml (7)範囲では、ねじれ量θ[
deg/m]に対し良い直線性を有することが分る。Furthermore, although the amount of twist θ [deg/m] does not directly correspond to the misalignment φ [deg] of the birefringent axis, the misalignment φ [deg] of the birefringent axis is estimated from the amount of increase in crosstalk. When the relationship with the amount θ [deg/m] was investigated, data as shown in FIG. 7 was obtained. From this Fig. 7, the axis deviation φ [deg] of the birefringence axis is 0 and θ< 1
80 [deg/ml (7) In the range, the twist amount θ[
deg/m].
なお、第5図のように2本の光ファイバ形偏光子51.
52を直交接続してもよい、この場合、光フアイバ自体
が偏光子となっているため、被ねじれ部(固定具4.5
間)の定偏波光ファイバに対して直線偏光を励振するこ
とを、第1図のような偏光子63を用いることなく、レ
ーザ発振器またはLEDなどの光源53の光を直接光フ
ァイバ形偏光子51に入射することで行なうことができ
る。また、出射光の変化が直接クロストークの変化とな
っているので、出射端側でも第1図のように検光子72
を回転させる必要がなく、出射光を直接受光器54で測
定することにより、ねじれ量を直読できる。In addition, as shown in FIG. 5, two optical fiber type polarizers 51.
52 may be orthogonally connected. In this case, since the optical fiber itself is a polarizer, the twisted part (fixture 4.5
In order to excite linearly polarized light to a constant polarization optical fiber between This can be done by injecting the In addition, since the change in the output light is directly a change in crosstalk, the analyzer 72 is also used at the output end as shown in Figure 1.
The amount of twist can be directly read by directly measuring the emitted light with the light receiver 54 without having to rotate it.
発明の効果
この発明によれば、2本の定偏波光ファイバを互いに異
なる複屈折軸が一致するように融着接続したときの、そ
の融着接続点近傍でのねじれによる偏波面の回転を利用
してねじれ量を検出するようにしているので、融着接続
点以外の箇所におけるねじれの影響を受けず、高感度で
安定なねじれ検出器を得ることができる。Effects of the Invention According to this invention, when two constant polarization optical fibers are fusion spliced so that their different birefringence axes coincide, the rotation of the plane of polarization due to twisting in the vicinity of the fusion splicing point is utilized. Since the amount of twist is detected by using the fusion splice, it is possible to obtain a highly sensitive and stable twist detector that is not affected by twist at locations other than the fusion splice points.
第1図はこの発明の一実施例の模式図、第2図および第
3図は各定偏波光ファイバの端面を示す、端面図、第4
図は2本の定偏波光ファイバの突き合わせ状態を示す模
式図、第5図は他の実施例の模式図、第6図はねじれ量
とクロストークとの関係を示すグラフ、第7図はねじれ
量と軸ずれ角度との関係を示すグラフである・
1.2・・・定偏波光ファイバ
3・・・融着接続部 4.5・・・固定具6・・
・入射系 61川レ一ザ発振器62・・・位
相補償板 63・・・偏光子64.71・・・レン
ズ 7・・・受光系72・・・検光子 73
・・・受光器11.21・・・コア 12.22・
・・クラッド13.23・・・応力付与部
51.52・・・光ファイバ形偏光子
53・・・光源 54・・・受光器代理人
弁理士 佐藤祐介 ”・
ミJ
秀q囚
箋5劇
箋C目
桐f量θEdg側〕FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are end views showing the end faces of each polarization-controlled optical fiber, and FIG.
The figure is a schematic diagram showing the butt state of two constant polarization optical fibers, Figure 5 is a schematic diagram of another embodiment, Figure 6 is a graph showing the relationship between twist amount and crosstalk, and Figure 7 is twist It is a graph showing the relationship between the amount and the axis deviation angle. 1.2... Constant polarization optical fiber 3... Fusion splicing part 4.5... Fixture 6...
・Incidence system 61 Laser oscillator 62... Phase compensation plate 63... Polarizer 64.71... Lens 7... Light receiving system 72... Analyzer 73
...Receiver 11.21...Core 12.22.
...Clad 13.23...Stress applying part 51.52...Optical fiber polarizer 53...Light source 54...Receiver agent
Patent attorney Yusuke Sato ” Mi J Hide Q Prison Note 5 Drama C Me Kiri F Quantity θEdg Side〕
Claims (1)
される2本の定偏波光ファイバからなりねじれが加えら
れる被ねじれ手段と、上記一方の定偏波光ファイバの一
方の複屈折軸に直線偏光を励振する手段と、上記融着接
続部を経て他方の定偏波光ファイバから出射される光の
クロストーク変化を測定する手段とからなる光ファイバ
ねじれ検出器。(1) A twisting means to which a twist is applied, which consists of two polarization-controlled optical fibers that are fusion-spliced so that their different birefringence axes coincide; An optical fiber twist detector comprising means for exciting linearly polarized light and means for measuring crosstalk changes in light emitted from the other polarization-constant optical fiber via the fusion splice.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19896385A JPS6258102A (en) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Twist detector for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19896385A JPS6258102A (en) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Twist detector for optical fiber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6258102A true JPS6258102A (en) | 1987-03-13 |
Family
ID=16399838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19896385A Pending JPS6258102A (en) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Twist detector for optical fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6258102A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020139828A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 学校法人 創価大学 | Optical fiber sensor device |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP19896385A patent/JPS6258102A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020139828A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 学校法人 創価大学 | Optical fiber sensor device |
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