TW201925737A - 多光纖感測系統 - Google Patents

多光纖感測系統 Download PDF

Info

Publication number
TW201925737A
TW201925737A TW107141089A TW107141089A TW201925737A TW 201925737 A TW201925737 A TW 201925737A TW 107141089 A TW107141089 A TW 107141089A TW 107141089 A TW107141089 A TW 107141089A TW 201925737 A TW201925737 A TW 201925737A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical
light
sensing system
fiber sensing
optical fiber
Prior art date
Application number
TW107141089A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI687664B (zh
Inventor
穆罕默德 諾斯拉提
Original Assignee
美商瓦特洛威電子製造公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商瓦特洛威電子製造公司 filed Critical 美商瓦特洛威電子製造公司
Publication of TW201925737A publication Critical patent/TW201925737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI687664B publication Critical patent/TWI687664B/zh

Links

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
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • G01K11/3213—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering using changes in luminescence, e.g. at the distal end of the fibres
    • 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
    • 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
    • G01D5/32—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35383—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using multiple sensor devices using multiplexing techniques
    • G01D5/35387—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using multiple sensor devices using multiplexing techniques using wavelength division multiplexing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • 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
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
    • G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

一光纖感測系統包括多個光學探針、一光源、及將該光源連接到該等多個光學探針的一分光單元。此分光單元將從該光源發射的一光分成多道分光，該等分光被傳送至該等多個光學探針。

Description

多光纖感測系統
本案揭露內容大體上有關於感測器，且更特別是有關於用以量測溫度的光纖感測系統。
本節的敘述僅提供有關本案揭露內容之背景資訊，且可能不構成習知技術。
光纖感測器已用於半導體應用供量測溫度用。此係主因於光纖感測器不受射頻(RF)、微波輻射及高壓影響。因此，光纖感測器可在半導體晶圓處理腔室中提供較為精確的溫度量測，而不會受RF、微波輻射及高壓影響，在非光學溫度感測器中則會發生上述情況。據此，光纖感測器可被整合到一靜電卡盤(ESC)中以較為精確及可靠地量測晶圓的溫度。
通常，多個光學感測器於半導體應用中係針對多個目標位置設置，而各光學感測器需要一光纖纜線及基於傳送經過光纖纜線的光來計算及判定一目標位置之溫度的一控制盒。因此，多條光纖纜線需要被安排路由穿過處理腔室到達個別控制盒，從而佔用半導體腔室中的可貴空間而造成複雜設計。
這些在半導體應用與具有挑戰環境的其他應用中實施光纖感測器的問題係由本揭露內容而解決。
在一型態中，提供一光纖感測系統，其包括多個光學探針、一光源、及將該光源連接到該等多個光學探針的一分光單元。此分光單元將從該光源發射的光分成多道分光。此等分光被傳送到該等多個光學探針。
於此光纖感測系統的一些變型下，在本文所述之一些額外系統之間，該分光單元包括至少兩組分光器，其更可包括連接至該光源的一第一組分光器、及設置在該第一組分光器與該等光學探針的一第二組分光器。此第一組分光器在一型態下包括一個一級分光器，其用以將從該光源發射的光分成一第一分光及一第二分光。在此變型下，該第二組分光器包括兩個二級分光器，其用以分別將第一及第二分光分成兩道第三分光及兩道第四分光。此外，該分光單元可包括“n”組分光器，用以將來自該光源的光分成配合2n個光學探針使用的2n道分光，其中n為一自然數。於一變型中，該第一組分光器直接連接到該光源，且包括僅一個分光器。
在另一變型中，一濾光器係設置在一主要光徑上且位於該分光單元與該光源之間。於此型態中，一光學檢測器可設置鄰近該濾光器。在另一型態中，多個濾光器係設置在分光路徑中且位於該分光單元與該等多個光學探針之間。多個光學檢測器可鄰近該等多個濾光器。更且，該分光單元可從由下列項目組成的群組中選出：多組分光器、一多分叉(multi-furcated)纜線總成、及一分波多工裝置。一光學開關模組可設置在該分光單元與該等多個光學探針之間。此光學開關模組可組配來允許或阻擋該等分光中之一或多者到達該等多個光學探針。
在另一型態中，提供一光纖感測系統，其包括多個光學探針，各包括用以檢測一目標之溫度的螢光材料；一光源；一控制器；及用以將從該光源發射的光分成多道分光之一分光單元。此等分光行進到該等多個光學探針，且由該等多個光學探針的螢光材料吸收及再發射。此控制器基於由該等多個光學探針發出之再發射的光來判定目標的溫度。
於此光纖感測系統的一些變型下，在本文所述之其他系統之間，控制器同時判定多個目標的溫度。再者，多個濾光器係設置在分光的路徑中，且該控制器可依序判定多個目標的溫度。亦可提供一光學開關模組用以控制分光至光學探針的傳送及阻擋。
在又一型態中，提供一光纖感測系統，其包括單一光源、多個光學探針、及設置在該單一光源與該等多個光學探針之間的多個分光器。該等多個分光器包括n組分光器，其將從該光源發射之光分成配合2n 個光學探針使用之2n 道分光。
進一步的應用領域將可從本文所提供的描述明顯看出。應了解的是，敘述及特定範例係企圖僅供例示用，且不意欲限制本案揭露內容之範疇。
以下說明書內文在本質上僅具例示性，且不意欲限制本案揭露內容、應用、或用途。
參照圖1，根據本揭露內容之一第一型態構建的一光纖感測系統10包括一控制盒12、一光學探針14、及將光學探針14連接到控制盒12的一光纖纜線16。光學探針14及光學纜線16可由一保護蓋18所覆蓋。光學探針14係組配成放置靠近一目標以檢測該目標的溫度，且可包括一螢光材料。
控制盒12包括一光源20、一光學檢測器22、一濾光器24、及一控制器25，此控制器包括用以基於光學檢測器22接收之信號來計算及判定光學探針14之溫度及連帶鄰近目標溫度之軟體及/或韌體。此光源20可為LED光源、雷射或任何傳統光源。濾光器24係設置靠近光源20，且位在從光源20到光學探針14的光徑中。
操作時，控制器25控制光源20以朝向光學探針14發射脈衝光。具有一第一波形26的此脈衝光行經濾光器24朝向在光纖纜線16之一端處的光學探針14，且由光學探針14的螢光材料吸收。光學探針14的螢光材料吸收一部分的光能量，且發射具有一第二波形28的光經過相同光纖纜線16朝向濾光器24，此則是將再發射的光反射朝向光學檢測器22。
第二波形28在波形、波長、相位及/或強度上可不同於第一波形16。此由光學探針14之螢光材料發出之再發射的光通常具有一較長波長，且因光學探針14及目標處之增加/降低溫度緣故而具有與原始從光源發射之光的強度不同的一強度。透過光學探針14之螢光材料之再發射光的強度取決於螢光材料對此等光依溫度之函數發生的吸收及再發射作用。控制盒12之控制器25從光學檢測器22接收有關來自光學探針14之再發射光之強度的信號、使再發射光之強度與光學探針14之螢光材料的吸收及發射相互關聯、及基於螢光材料的吸收及發射來判定該螢光材料及目標的溫度。
參照圖2，根據本揭露內容之另一型態構建的一光纖感測器系統30包括一控制盒32、多個光學探針34、及將多個光學探針34連接到控制盒32的多條光纖纜線36。
控制盒32包括一光源40、一主要光纜42、一個一級分光器44、多個二級分光器46、多個濾光器48、多個光學檢測器50、及多條次要光纜52。一級分光器44係透過主要光纜42直接連接到光源40。該等多個二級分光器46係設置在一級分光器44及多個濾光器48之間，且透過多條次級光纜52連接到一級分光器44及多個濾光器48。該等多個濾光器48係透過多條光纜36連接到多個光學探針34。該等多個光學檢測器50係設置鄰近該等多個濾光器48。藉由使用自光學探針34穿過濾光器48至光學檢測器50之再發射光判定目標的溫度之情況與參照圖1描述者相似。因而，在此為簡明起見省略其敘述。
一級分光器44及二級分光器46構成一分光單元54，其係組配來將來自單一光源的光分裂多次成為多道分光，以利用單一光源40發送光到多個光學探針34供多個目標位置的溫度量測。因此，需要單一控制盒32簡化光纖感測系統的設計。
在圖2中所示之範例型態，一級分光器44將來自光源40的光55分成一第一分光56及一第二分光57。二級分光器48係透過次要光纜52連接到一級分光器44，以進一步將第一分光56分成兩道第三分光58，且進一步將第二分光57分成兩道第四分光59。因此，兩道第三分光58及兩道第四分光59 (即總共四道分光)係透過一個一級分光器44及兩個二級分光器46而生成。
分光器46的數量取決於待量測之目標數量及所使用之光學探針的34的數目。一級分光器44構成第一組分光器。該等兩個二級分光器46構成第二組分光器。於圖2之範例型態中，只有一個一級分光器直接連接到主要光纜50，以將來自光源的光分成兩道分光。包括兩個分光器48的第二組分光器係設置在第一組分光器46與濾光器36之間，以進一步將光分成兩道分光。因此，來自單一光源40的光可分成四道分光以配合四個光學探針36使用。
藉由持續此種分光動作，更多光學探針34可被整合到光纖感測系統30中。當使用n組分光器時，自光源發射的光被分裂n次以生成2n 道分光，以配合2n 個光學探針使用來檢測2n 個目標的溫度，其中n為零或任何自然數，諸如0、1、2、3、4等。
舉例來說，當沒有分光器被使用時(即n=0)，來自光源的光不會被分裂，且因而僅有一個光學探針可配合該光源使用。當第一組分光器(例如僅有一級分光器44)被使用時(即n=1)，來自光源的光被分裂一次，以產生兩道分光(即21 )與兩個光學探針配合使用。當兩組分光器(例如一級分光器44及兩個二級分光器46)被使用時(即n=2) ，來自光源的光被分裂兩次，以產生四道分光(即22 =4)與四個光學探針配合使用。當三組分光器(例如一級分光器44、兩個二級分光器46、及四個三級分光器)被使用時(即n=3) ，來自光源的光被分裂三次，以產生八道分光(即23 =8)與八個光學探針配合使用。
因此，藉由使用分光單元54，包括單一光源40及單一主要光纜55的單一控制盒32可用於多個光學探針34以量測多個目標的溫度，藉此簡化用於多點溫度量測之光纖感測系統的結構。可設置特定軟體程式及演算法以便各分光可針對自光源發射之光的強度及自光學探針返回之所接收光的強度來校準。為了最佳結果LED或雷射可用作光源。
參照圖3，根據本揭露內容之另一型態建構的一光纖感測系統60使用一分波多工(WDM)裝置及光學開關作為用以分光的一分光單元。更特定言之，光纖感測系統60包括一控制盒62及多個光學探針64。此控制盒62包括一光源66、一濾光器68、一分波多工器(WDM) 70、一光學開關模組72、多個光學接收器74、及一光學檢測器78。濾光器68係設置在光源66與WDM 70之間。光學檢測器78係設置鄰近濾光器68。
分波多工(WDM)裝置70係組配來將來自一主要光纜76的組合光束分成具有多個波長的數道分光。此等具有不同波長的分光係導向它們個別的光學接收器74及光學探針64。光學開關模組72係放置在WDM裝置70與光學接收器74之間，用以控制通過光學開關模組72且到達光學接收器74的分光，該光學開關模組用作為各分光用的一開啟閘或一關閉閘。如圖3中所示，取決於所使用的光學檢測器78數量，僅有一道或一部分的分光被允許通過光學開關模組72以到達個別的接收器74及對應的光學探針64供溫度量測用。當僅有一個光學檢測器78及僅有一個濾光器68被使用時，該等分光由光學開關模組72控制一次一道分光到達個別接收器74及光學探針64。
一光纖感測系統可同時還是依序執行多個目標位置的溫度量測，係取決於所使用的濾光器及光學檢測器數量。當僅有一組濾光器及光學檢測器被使用時，濾光器係設置鄰近光源及在主要光徑中供多重目標位置的依序溫度量測用。當多個濾光器及光學檢測器被使用時，濾光器及光學檢測器的數量對應於分光的數量及光學探針的數量供同時溫度量測用。此等濾光器係設置在分光路徑中。
參見圖4，光學開關模組72可為一微機電系統(MEMS)裝置，其包括一上基體80、一下基體82及一反射體84。此反射體84係設置在相對於上基體80與下基體82的一角度處。多條輸入光纖86及輸出光纖88係設置在上基體80上。此下基體82包括整合在第二基體82中的鏡體90之矩陣。上基體80及下基體82可為矽晶片。當光在一輸入光纖86中沿一輸入路徑92傳送時，該光被鏡體90中之一者反射朝向反射體84，該反射體又將該光反射朝向另一鏡體90。另一鏡體90接著將由反射體84反射的光沿輸出路徑94中之一者反射到一輸出光纖88。透過機械式移動下基體82及改變鏡體90之位置，入射光可能不會被鏡體90反射或入射光的反射方向可能會改變，藉此阻擋或允許光傳送至輸出光纖88中之一者，而後傳送回一對應的光學檢測器。
參照圖5，各種型態的分光單元可以一多分叉纜線總成100替代。此多分叉纜線總成100包括一第一連接器102、多個第二連接器104、設置在第一連接器102與第二連接器104之間的一分裂構件106、一第一光纜108、及多條第二光纜110。此第一光纜108包括多個光纖芯體112。該等多條第二光纜110係設置在分裂構件106與第二連接器104之間，且各具有一個光纖芯體114。透過將第一連接器102連接到一光源及透過將第二連接器104連接到多個光學探針，多分叉纜線總成100允許使用單一光源用於多個光學探針，供在多個目標位置的溫度感測/量測用。如同先前所提，包括多分叉纜線總成100的光纖感測系統在多個目標位置可執行同時溫度量測還是依序溫度量測係取決於所使用的濾光器數量、及(數個)濾光器是否設置在主要光徑或分光路徑中。
參照圖6，根據本揭露內容之更一型態構建的一光纖感測系統120使用圖5之多分叉纜線總成100及一控制盒122中的一光學開關模組72。更特定言之，光纖感測系統120包括控制盒122及多個光學探針124。此控制盒122包括一光源126、一濾光器128、一多分叉纜線總成100、一光學開關模組72、及一光學檢測器130。光學開關模組72及多分叉纜線總成100在結構及功能上與圖4及圖5中那些者類似，因而為簡明起見在此省略其詳細敘述。濾光器128係設置在主要光徑上且在光源126與多分叉纜線總成100之間。僅有一個光學檢測器130係設置鄰近濾光器128。透過適當控制經過光學開關模組72的分光，僅有一道分光被傳送到一對應光學探針，並由該光學探針再傳回濾光器128及光學檢測器130。藉由使用光學開關模組72及僅一個光學檢測器130，多個光學探針可一次一個檢測多個位置的溫度。
應注意到的是，本揭露內容不限於以範例描述及說明的形態。已敘述眾多修改型態，且更多為熟於此技者知悉之部分。這些及進一步的修改型態與由技術等效物的替代型態可被加到說明書及圖式中，而不脫離本專利文件之揭露內容的保護範疇。
10、30、60、120‧‧‧光纖感測系統
12、32、62、122‧‧‧控制盒
14、34、64、124‧‧‧光學探針
16‧‧‧光纖纜線
18‧‧‧保護蓋
36‧‧‧光纖纜線；光纜
42、76‧‧‧主要光纜
44‧‧‧一級分光器
46‧‧‧(二級)分光器
52‧‧‧次要光纜
54‧‧‧分光單元
55‧‧‧光
56‧‧‧第一分光
57‧‧‧第二分光
58‧‧‧第三分光
59‧‧‧第四分光
70‧‧‧分波多工器(WDM)；分波多工(WDM)裝置
72‧‧‧光學開關模組
74‧‧‧(光學)接收器
20、40、66、126‧‧‧光源
22、50、78、130‧‧‧光學檢測器
24、48、68、128‧‧‧濾光器
25‧‧‧控制器
26‧‧‧第一波形
28‧‧‧第二波形
80‧‧‧上基體
82‧‧‧下基體；第二基體
84‧‧‧反射體
86‧‧‧輸入光纖
88‧‧‧輸出光纖
90‧‧‧鏡體
92‧‧‧輸入路徑
94‧‧‧輸出路徑
100‧‧‧多分叉纜線總成
102‧‧‧第一連接器
104‧‧‧第二連接器
106‧‧‧分裂構件
108‧‧‧第一光纜
110‧‧‧第二光纜
112、114‧‧‧光纖芯體
本揭露內容從詳細敘述及附圖將可更為完整的了解，其中：
圖1係為根據本揭露內容之一型態構建之一光纖感測系統的示意圖；
圖2係為根據本揭露內容之另一型態構建之一光纖感測系統的示意圖；
圖3係為根據本揭露內容之又一型態構建之一光纖感測系統的示意圖；
圖4係為圖3之光纖感測系統之一光開關模組的示意圖；
圖5係為可用於採本揭露內容之各種型態之任一者的光纖感測系統之一分光單元的示意圖；以及
圖6係為根據本揭露內容之更一型態構建之一光纖感測系統的示意圖。
於此等圖式之幾個視圖中，相對應的參考編號表示對應部件。

Claims (15)

  1. 一種光纖感測系統，其包含： 多個光學探針； 一光源；以及 一分光單元，將該光源連接到該等多個光學探針， 其中該分光單元將從該光源發射的一光分成多道分光，該等分光被傳送到該等多個光學探針。
  2. 如請求項1之光纖感測系統，其中該分光單元包括至少兩組分光器。
  3. 如請求項2之光纖感測系統，其中該分光單元包括連接到該光源的一第一組分光器、及設置在該第一組分光器與該等光學探針之間的一第二組分光器。
  4. 如請求項2之光纖感測系統，其中該第一組分光器包括一個一級分光器，用以將從該光源發射的一光分成一第一分光及一第二分光。
  5. 如請求項4之光纖感測系統，其中該第二組分光器包括兩個二級分光器，用以將該第一分光及該第二分光分別分成兩道第三分光與兩道第四分光。
  6. 如請求項1之光纖感測系統，其中該分光單元包括n組分光器，用以將來自該光源的光分成配合2n 個光學探針使用的2n 道分光，其中n為一自然數。
  7. 如請求項6之光纖感測系統，其中該第一組分光器係直接連接到該光源，且包括僅一個分光器。
  8. 如請求項1之光纖感測系統，其更包含設置在一主要光徑中且位於該分光單元與該光源之間的一濾光器。
  9. 如請求項8之光纖感測系統，其更包含設置鄰近於該濾光器的一光學檢測器。
  10. 如請求項1之光纖感測系統，其更包含設置在該等分光之路徑中且位於該分光單元與該等多個光學探針之間的多個濾光器。
  11. 如請求項10之光纖感測系統，其更包含鄰近於該等多個濾光器的多個光學檢測器。
  12. 如請求項1之光纖感測系統，其中該分光單元係從由下列項目構成之一群組中選出：多組分光器、一多分叉纜線總成、及一分波多工裝置。
  13. 如請求項12之光纖感測系統，其更包含一光學開關模組，設置在該分光單元及該等多個光學探針之間，且組配來允許或阻擋該等分光中之一或多者到達該等多個光學探針。
  14. 如請求項1之光纖感測系統，其更包含一控制器，其中該等多個光學探針各包括用以檢測一目標之溫度的一螢光材料，該等分光行進到該等多個光學探針且被該等多個光學探針之螢光材料吸收及再發射，該控制器基於由該等多個光學探針發出之再發射的光來判定該等目標之溫度。
  15. 如請求項14之光纖感測系統，其中該控制器同時判定該等多個目標的溫度。
TW107141089A 2017-11-21 2018-11-19 多光纖感測系統 TWI687664B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/819,000 2017-11-21
US15/819,000 US10444083B2 (en) 2017-11-21 2017-11-21 Multi-fiber optic sensing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201925737A true TW201925737A (zh) 2019-07-01
TWI687664B TWI687664B (zh) 2020-03-11

Family

ID=64665383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107141089A TWI687664B (zh) 2017-11-21 2018-11-19 多光纖感測系統

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10444083B2 (zh)
KR (1) KR102213006B1 (zh)
CN (1) CN212409909U (zh)
CA (1) CA3083120A1 (zh)
TW (1) TWI687664B (zh)
WO (1) WO2019103951A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110514321A (zh) * 2019-09-24 2019-11-29 上海集迦电子科技有限公司 一种表面贴装式荧光光纤温度探头
CN111257230B (zh) * 2020-02-13 2022-12-20 北京石墨烯研究院 光电检测探头
US10793772B1 (en) 2020-03-13 2020-10-06 Accelovant Technologies Corporation Monolithic phosphor composite for sensing systems
US20220113198A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-14 Applied Materials, Inc. Advanced temperature monitoring system with expandable modular layout design
US11359976B2 (en) 2020-10-23 2022-06-14 Accelovant Technologies Corporation Multipoint surface temperature measurement system and method thereof
US11353369B2 (en) 2020-11-05 2022-06-07 Accelovant Technologies Corporation Optoelectronic transducer module for thermographic temperature measurements

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5255286A (en) 1991-05-17 1993-10-19 Texas Instruments Incorporated Multi-point pyrometry with real-time surface emissivity compensation
US5368392B1 (en) 1993-09-17 1998-11-03 Omega Engineering Method and apparatus for measuring temperature using infrared techniques
US5474381A (en) 1993-11-30 1995-12-12 Texas Instruments Incorporated Method for real-time semiconductor wafer temperature measurement based on a surface roughness characteristic of the wafer
JPH07324982A (ja) 1994-05-30 1995-12-12 Nkk Corp 消耗型光ファイバ温度計
US5938335A (en) 1996-04-08 1999-08-17 Applied Materials, Inc. Self-calibrating temperature probe
DE19821616B4 (de) 1998-05-15 2009-05-14 Institut Für Photonische Technologien E.V. Anordnung zur Bestimmung von absoluten physikalischen Zustandsgrößen, insbesondere Temperatur und Dehnung, einer optischen Faser
US6353475B1 (en) * 1999-07-12 2002-03-05 Caliper Technologies Corp. Light source power modulation for use with chemical and biochemical analysis
WO2002010717A2 (en) 2000-07-28 2002-02-07 Otsuka Electronics Co., Ltd. Automatic optical measurement method
CA2411638A1 (en) 2002-11-12 2004-05-12 Photon Control Inc. Fiber optic sensing system
US7291856B2 (en) 2005-04-28 2007-11-06 Honeywell International Inc. Sensor and methods for measuring select components in moving sheet products
US7789556B2 (en) * 2006-11-16 2010-09-07 University Of South Florida Thermally compensated dual-probe fluorescence decay rate temperature sensor and method of use
US7391954B1 (en) * 2007-05-30 2008-06-24 Corning Cable Systems Llc Attenuated optical splitter module
JP5090136B2 (ja) * 2007-11-15 2012-12-05 株式会社Ｉｈｉ検査計測 異常検知システム
US8781266B2 (en) 2011-12-23 2014-07-15 General Electric Company Distributed, multiplexed fiber optic current transducer using optical power division
US9512985B2 (en) * 2013-02-22 2016-12-06 Kla-Tencor Corporation Systems for providing illumination in optical metrology
KR102066285B1 (ko) * 2013-05-21 2020-01-14 한양대학교 산학협력단 방사선 센서 프로브 및 그를 구비한 광섬유 기반 방사선 센서 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
CA3083120A1 (en) 2019-05-31
KR102213006B9 (ko) 2021-07-14
US10444083B2 (en) 2019-10-15
TWI687664B (zh) 2020-03-11
KR102213006B1 (ko) 2021-02-05
WO2019103951A1 (en) 2019-05-31
US20190154521A1 (en) 2019-05-23
CN212409909U (zh) 2021-01-26
KR20200076762A (ko) 2020-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI687664B (zh) 多光纖感測系統
JP6780651B2 (ja) ガス検知システム
KR101851954B1 (ko) 온도 측정 장치 및 온도 측정 방법
KR20110043549A (ko) 스펙트럼 분석용 장치
US9074930B2 (en) Spectrometer and method of operating same
US20180113026A1 (en) Fourier transform spectroscope
KR102066285B1 (ko) 방사선 센서 프로브 및 그를 구비한 광섬유 기반 방사선 센서 시스템
US8201996B1 (en) Passive wavelength-division multiplexing (WDM) fiber-optic temperature sensor
CN111065884A (zh) 借助于共焦传感器进行光学的表面测量的方法和设备
RU2510609C2 (ru) Устройство оптической идентификации измерительных каналов системы встроенного неразрушающего контроля на основе волоконно-оптических брэгговских датчиков
EP2718666A1 (en) Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements
US10072986B1 (en) Detector for low temperature transmission pyrometry
KR20170089403A (ko) 두께 측정 장치 및 두께 측정 방법
US11002573B2 (en) Optical sensor system
WO2016068504A1 (ko) 다기능 분광장치
US20120316830A1 (en) Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements
US20220099896A1 (en) Wavelength Agile Multiplexing
US20120314200A1 (en) Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements
JP2011059118A (ja) 発光素子用検知モジュール及びこれを用いる試験装置
US20220283027A1 (en) Optoelectronic measuring device for measuring the intensity of electromagnetic radiation in a frequency-resolved manner
US10845249B2 (en) Continuous spectra transmission pyrometry
WO2023126399A1 (en) Opto-electronic device for the detection of substances dispersed in a fluid
CN114080541A (zh) 用于执行空间分辨的光声测量的设备和方法
JP2022054215A (ja) 物理量の測定装置及び温度測定装置
JP2020041898A (ja) 反射光測定装置