光ファイバセンサ
【課題】従来よりも測定感度が高い、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサを提供すること。
【解決手段】試験光を出力する光源と、石英系ガラスからなり、コア部と該コア部の外周に形成された外径が９０μｍ以下のクラッド部とを有し、前記試験光を少なくとも一方の端部において受け付け、前記試験光によって発生する導波音響波型ブリユアン散乱光を他方の端部から出力する少なくとも１つの測定用光ファイバと、前記測定用光ファイバから出力する前記導波音響波型ブリユアン散乱光を受け付け、該導波音響波型ブリユアン散乱光の周波数スペクトル上のピーク周波数を測定し、該測定したピーク周波数に基づいて前記測定用光ファイバの周囲温度または該測定用光ファイバにかかる応力を検出する検出手段と、を備える。
【解決手段】試験光を出力する光源と、石英系ガラスからなり、コア部と該コア部の外周に形成された外径が９０μｍ以下のクラッド部とを有し、前記試験光を少なくとも一方の端部において受け付け、前記試験光によって発生する導波音響波型ブリユアン散乱光を他方の端部から出力する少なくとも１つの測定用光ファイバと、前記測定用光ファイバから出力する前記導波音響波型ブリユアン散乱光を受け付け、該導波音響波型ブリユアン散乱光の周波数スペクトル上のピーク周波数を測定し、該測定したピーク周波数に基づいて前記測定用光ファイバの周囲温度または該測定用光ファイバにかかる応力を検出する検出手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて温度や被測定物の歪みを測定する光ファイバセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバを用いて電気的な接触なく温度や被測定物の歪みを測定する光ファイバセンサが開示されている。光ファイバセンサの方式には様々なものがあるが、たとえば、光ファイバに試験光を入力し、光ファイバ中の熱エネルギーにより発生している縦波音響波と試験光の光波との相互作用によってブリユアン散乱光を発生させ、このブリユアン散乱光の周波数シフト量を測定する方式がある。なお、このようなブリユアン散乱光は、光の伝播方向に対して後方に散乱されるので、以下では後方ブリユアン散乱光と称する。後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量は、光ファイバの温度や印加される応力に応じて変化する。したがって、周波数シフト量の測定によって、光ファイバの周囲温度や光ファイバが取り付けられた被測定物の歪みが測定できるのである。この後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量を測定する方式は、通常伝送線路に用いられている光ファイバを用いて、長距離に渡って温度や歪の分布状態を測定できる利点がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量を測定する方式は、上記利点を有する反面、以下のような問題点がある。すなわち、
・後方散乱光を検出するため、ＯＴＤＲ装置（Optical Time Domain Reflectometer）を用いる構成が必要となる。その結果、装置構成が複雑である。
・通常の石英系ガラスからなる光ファイバの場合、後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量は、１０ＧＨｚ前後である。したがって、この周波数シフト量を測定するためには、測定可能周波数帯域が１０ＧＨｚ以上の受光素子を必要とし、さらに対応する電気回路も同様の高周波回路が求められるため、測定装置が高価になってしまう。
【０００４】
一方、光ファイバ中の熱エネルギーにより発生している横波音響波と光波との相互作用によって、散乱効率が１０−１０ｍ−１と非常に小さいブリユアン散乱光が発生する導波音響波型ブリユアン散乱（Guided Acoustic Wave Brillouin Scattering、GAWBS）という散乱現象が知られている（たとえば、非特許文献１〜３参照）。この導波音響波型ブリユアン散乱による散乱光（導波音響波型ブリユアン散乱光）は、試験光の伝播方向と同じ方向に進行するため、前方ブリユアン散乱光とも呼ばれている。
【０００５】
この導波音響波型ブリユアン散乱光は、横波音響波によって変調を受けたものであるが、この変調周波数は、光ファイバの温度や印加される応力に応じて変化するので、温度や歪みを測定する光ファイバセンサに応用できる（たとえは、非特許文献４、５参照）。また、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いる方式は、後方ブリユアン散乱光を用いる方式と比較して、以下のような特徴を有する。すなわち、
・前方散乱光を検出するため、ＯＴＤＲ装置が不要である。その結果、装置構成が簡易になる。
・散乱光の変調周波数には、複数のピークが存在する。ピーク周波数は２０〜８００ＭＨｚ付近に発生するため、受光素子の周波数帯域特性としては１ＧＨｚ程度で十分である。したがって、測定装置がより安価になる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７８３４６号公報
【非特許文献１】西澤、森、後藤、宮内 “定偏波ファイバにおけるＧＡＷＢＳの特性” 信学技報ＬＱＥ９５−１０３（１９９５−１１）
【非特許文献２】K.Shiraki and M.Ohashi “Sound velocity measurement based on guided acoustic-wave brillouin scattering” IEEE Photn.Technol.Lett.Vol.4,pp.1177-1180,1992
【非特許文献３】A.Melloni, M.Martinelli and A.Fellegara “Frequency characterization of the nonlinear refractive index in optical Fiber” Fiber and Integrated Optics,18,pp1-13,1999
【非特許文献４】田中、小楠 “ＧＡＷＢＳを利用した光ファイバ温度センサ” 電子情報通信学会総合大会 １９９７、Ｃ−３−１４２
【非特許文献５】田中、布川、小楠 “ＧＡＷＢＳを利用した光ファイバ引っ張り歪センサ” 電子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ大会 １９９７、Ｃ−３−４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサは、導波音響波型ブリユアン散乱光の散乱効率が小さいために、測定感度が低いという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも測定感度が高い、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバセンサは、試験光を出力する光源と、石英系ガラスからなり、コア部と該コア部の外周に形成された外径が９０μｍ以下のクラッド部とを有し、前記試験光を少なくとも一方の端部において受け付け、前記試験光によって発生する導波音響波型ブリユアン散乱光を他方の端部から出力する少なくとも１つの測定用光ファイバと、前記測定用光ファイバから出力する前記導波音響波型ブリユアン散乱光を受け付け、該導波音響波型ブリユアン散乱光の周波数スペクトル上のピーク周波数を測定し、該測定したピーク周波数に基づいて前記測定用光ファイバの周囲温度または該測定用光ファイバにかかる応力を検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が１．０％以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、複数の測定用光ファイバを備え、該複数の測定用光ファイバは、互いに異なるピーク周波数を有する導波音響波型ブリユアン散乱光を発生するとともに、該複数の測定用光ファイバよりもクラッド径の大きい接続用光ファイバを介して接続していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記複数の測定用光ファイバは、前記クラッド部の外径が互いに異なることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記複数の測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が互いに異なることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記板状部材は可撓性を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記測定用光ファイバは、偏波保持型光ファイバであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来よりも測定感度が高い、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサを実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバセンサの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の図面において、同一または対応する要素には適宜同一符号を付している。また、適宜に導波音響波型ブリユアン散乱をＧＡＷＢＳと略記する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１に示すように、この光ファイバセンサ１００は、光源装置１と、光源装置１に接続した測定用光ファイバ２と、測定用光ファイバ２に接続した検出装置３とを備える。なお、測定用光ファイバ２は、温度を測定したい場所に置かれたり、温度または歪みを測定したい被測定物に取り付けられたりする。
【００２０】
光源装置１は、たとえば分布帰還型の半導体レーザダイオードを備えており、試験光として連続光であるレーザ光を出力する。このレーザ光の波長はたとえば光ファイバ通信用に使用される１５００〜１６００ｎｍであるが、石英ガラス系光ファイバを過度の損失なく伝播する波長であれば特に限定されない。
【００２１】
図２は、図１に示す測定用光ファイバ２の模式的な断面および対応する屈折率プロファイルを示した図である。図２に示すように、この測定用光ファイバ２は、中心コア部２１１と、中心コア部２１１の外周に形成された外側コア部２１２と、外側コア部２１２の外周に形成されたクラッド部２１３とからなるガラス部２１と、クラッド部２１３の外周に形成された樹脂被覆部２２とを有する。
【００２２】
ガラス部２１は石英系ガラスからなり、中心コア部２１１にはゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されており、外側コア部２１２にはフッ素（Ｆ）が添加されている。また、クラッド部２１３は屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。その結果、この測定用光ファイバ２は、ガラス部２１において、プロファイルＰのような形状の屈折率プロファイルを有している。また、中心コア部２１１のクラッド部２１３に対する比屈折率差の最大値はΔ１であり、外側コア部２１２のクラッド部２１３に対する比屈折率差はΔ２である。また、クラッド部２１３の外径すなわちクラッド径は９０μｍ以下である。
【００２３】
図３は、図２に示す測定用光ファイバ２の特性の一例を示した図である。なお、図３において、「外径」とは樹脂被覆部２２の外径を意味し、「ＭＦＤ」はモードフィールド径を意味する。図３に示すように、この測定用光ファイバ２は、たとえばクラッド径６０μｍであり、外径が１２５μｍである。また、Δ１、Δ２は、それぞれ２．０％、−０．６％である。
【００２４】
図４は、図１に示す検出装置３の構成を示したブロック図である。図４に示すように、この検出装置３は、偏光子３１と、受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）３２と、電気信号増幅器３３と、スペクトラムアナライザ３４と、制御表示器３５とが順次接続した構成を有する。なお、図４において、各構成要素を接続する線については、実線のものはレンズや光ファイバ等を適宜用いた光学的接続を意味し、破線のものは電気的接続を意味している。
【００２５】
つぎに、この光ファイバセンサ１００の動作について説明する。光源装置１から試験光が出力されると、測定用光ファイバ２はこの試験光を一方の端部において受け付け、試験光は測定用光ファイバ２中を伝播する。
【００２６】
ここで、測定用光ファイバ２のガラス部２１には、その熱エネルギーによって横波音響波が発生している。図５は、図２に示す測定用光ファイバ２のガラス部２１に発生している横波音響波の振動方向を矢印で示した図である。図５に示すように、横波音響波には、ｍを次数を表す整数として、所定の共振周波数で中心対称的に振動するＲ０ｍモード(radial mode)と、或る直交するｘ−ｙ軸の方向において一方は膨張、他方は圧縮するように所定の共振周波数で振動するＴＲ２ｍモード(torsional/radial mode)と呼ばれる２つのモードが存在する。Ｒ０ｍモードはガラス部２１の屈折率を変調するので位相変調を誘起する。このためＲ０ｍモードに起因するＧＡＷＢＳはポラライズドＧＡＷＢＳと呼ばれる。したがって、ポラライズドＧＡＷＢＳによって発生したポラライズドＧＡＷＢＳ光は、所定の共振周波数で位相変調されたものとなる。一方、ＴＲ２ｍモードはガラス部２１内に複屈折を誘起するため、主に偏波変調を誘起する。このためＴＲ２ｍモードに起因するＧＡＷＢＳはデポラライズドＧＡＷＢＳと呼ばれる。したがって、デポラライズドＧＡＷＢＳによって発生したデポラライズドＧＡＷＢＳ光は、所定の共振周波数で偏波変調されたものとなる。
【００２７】
このように、測定用光ファイバ２中では、各モードの横波音響波と試験光の光波との相互作用によって所定の共振周波数と同じ変調周波数を有するポラライズドＧＡＷＢＳ光とデポラライズドＧＡＷＢＳ光が発生する。発生した各ＧＡＷＢＳ光は、試験光と同一の方向に伝播し、測定用光ファイバ２の他方の端部から出力する。
【００２８】
つぎに、検出装置３は、測定用光ファイバ２から出力した各ＧＡＷＢＳ光を受け付ける。検出装置３において、各ＧＡＷＢＳ光は偏光子３１、ＰＤ３２に順次入力し、ＰＤ３２によって電気信号に変換される。変換された電気信号は、電気信号増幅器３３によって増幅され、スペクトラムアナライザ３４に入力する。ここで、ＧＡＷＢＳ光のうち、デポラライズドＧＡＷＢＳ光については、偏光子３１を透過することによって、その偏波変調が強度変調に変換される。その結果、スペクトラムアナライザ３４においては、強度変調されたデポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数が、モードの次数に応じた複数のピークとして検出される。なお、偏光子３１の透過偏光方向については、偏光子３１を透過するデポラライズドＧＡＷＢＳ光の強度が最大になるように適宜調整する。つぎに、制御表示器３５は、スペクトラムアナライザ３４が検出したピーク周波数のうち所定の１つのピーク周波数に基づいて、測定用光ファイバ２の周囲温度、あるいは被測定物の歪み等を検出する。なお、この制御表示器３５の検出は、予め測定されたピーク周波数と温度または応力との関係式に基づいた演算処理によって行なわれる。また、制御表示器３５内部のメモリに記憶されたピーク周波数と温度または応力との対応テーブルに基づいて行なってもよい。制御表示器３５はたとえばパーソナルコンピュータによって実現される。
【００２９】
ここで、本実施の形態１においては、測定用光ファイバ２のクラッド径が９０μｍ以下なので、デポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度が従来のものよりも強くなる。その結果、この光ファイバセンサ１００は、測定感度が従来よりも高いものとなる。以下、具体的に説明する。
【００３０】
上述したように、従来のＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサは、ＧＡＷＢＳ光の散乱効率が小さいために、測定感度が低いという問題があった。そこで、本発明者らは、測定感度を向上させるべく、各ＧＡＷＢＳの共振周波数と光ファイバの特性との関係について精査した。
【００３１】
（デポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数の関係式）
はじめに、光波ＨＥ１１モードとＴＲ２ｍモードとから発生するデポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数を考える。ＴＲ２ｍモードによる共振周波数ｆＴｍは、非特許文献２によれば、音響波の横波速度をＶＳ、固有値をｙｍ、光ファイバのクラッド径をｄとして、以下の式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
なお、固有値ｙｍは、ＴＲ２ｍモードにおける光ファイバのクラッド部表面での境界条件から、音響波の横波速度ＶＳと縦波速度ＶＬとの比、すなわちＶＳ／ＶＬをαとし、２次、３次のベッセル関数をＪ２、Ｊ３として、以下の式（２）を用いて求められる。
【００３４】
【数２】
【００３５】
（ポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数の関係式）
つぎに、光波ＨＥ１１モードとＲ０ｍモードとから発生するポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数を考える。Ｒ０ｍモードによる共振周波数ｆＲｍは、非特許文献３によれば、固有値をμｍとして、以下の式（３）で表される。
【００３６】
【数３】
【００３７】
なお、固有値μｍは、光ファイバのクラッド部と樹脂被覆部との境界条件を無視すると、０次のベッセル関数をＪ０として、以下の式（４）を用いて求められる。
【００３８】
【数４】
【００３９】
式（１）及び式（３）から、二種類の光ファイバにおいて、同じモード次数に対して異なる周波数ｆが発生するには、ａ）クラッド直径ｄが異なる、ｂ）ＶＳまたはＶＬが異なる、の二つの条件が考えられる。
【００４０】
また、音響波速度ＶＳ及びＶＬと添加されるＧｅの濃度との関係について、Ｇｅの濃度をｗｇ（質量％）とすると、次の式（５）、（６）が成立する。
【００４１】
ＶＬ＝５９４４（１−７．２×１０−３ｗｇ） ・・・ （５）
ＶＳ＝３７４９（１−６．４×１０−３ｗｇ） ・・・ （６）
【００４２】
（なお、上記式（５）、（６）は、”Simulating and Designing Brillouin Gain Spectrum In Single-Mode Fibers” Y.Koyamada, S.Sato, S.Nakamura, H.Sotobayashi and W.Chujo, Journal of Lightwave Technology Vol.22 No.2 2004を参照）。式（１）及び式（３）で表されるＧＡＷＢＳは光ファイバの径方向での進行波であるので、音響波は光ファイバのコア部及びクラッド部の両者を伝搬する。そのためここで考える音響波速度ＶＳ及びＶＬは、光ファイバのコア部及びクラッド部の両方における音響波速度である。クラッド部には基本的にはＧｅは添加しないが、コアのＧｅ濃度が変化すればＶＳ及びＶＬが変化するため、結果的にＧＡＷＢＳピーク周波数が変化することになる。すなわち、式（１）、（３）、（５）、および（６）から明らかなように、ピーク周波数は、はクラッド径および光ファイバの組成に応じて変化する。
【００４３】
通常の石英ガラス系光ファイバの場合、温度２０℃においてＶＳ＝３７４０ｍ／ｓ、ＶＬ＝５９１０ｍ／ｓである。すると、たとえばポラライズドＧＡＷＢＳの１次の共振周波数は２９．８５ＭＨｚとなり、他の高次の共振周波数は、ＶＬ／（πｄ）≒４８ＭＨｚ間隔で発生する。また、音響波の速度は光ファイバの温度または印加される応力に応じて変化する。
【００４４】
このようにデポラライズドＧＡＷＢＳ、ポラライズドＧＡＷＢＳのいずれにおいても共振周波数のピークは周期的な周波数間隔で発生する。また、発生する周波数帯域の上限は上述したように８００ＭＨｚ程度であり、更なる高周波帯域ではピーク強度が減衰することが知られている。
【００４５】
ここで、光ファイバセンサ１００においては、測定用光ファイバ２のクラッド径を、従来の測定用光ファイバのクラッド径である１２５μｍよりも小さい９０μｍ以下としている。その結果、測定用光ファイバ２については、式（１）及び（３）からも明らかなように、従来よりも共振周波数の間隔が広がる。その結果、上限である８００ＭＨｚまでに含まれる共振周波数の数が減少するため、１つのモードあたりの振幅強度は強くなり、３００ＭＨｚ程度までの周波数領域に存在するモードについては特に強くなる。その結果、スペクトルアナライザ３４が検出する周波数ピークの１本あたりの強度も強くなるため、ピークの検出精度が向上するため、この光ファイバセンサ１００は、測定感度が従来よりも高いものとなる。
【００４６】
なお、図６は、測定用光ファイバ２として図３に示す特性を有するものを用いた場合の、スペクトラムアナライザ３４において測定される周波数スペクトルを示した図である。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸はベース雑音のレベルを０ｄＢとした相対強度を示している。図６に示すように、スペクトラムアナライザ３４においては、ＴＲ２ｍモードによる共振周波数ｆＴｍに対応する複数の変調周波数のピークが観測されるが、その上限は８００ＭＨｚ程度となっている。
【００４７】
つぎに、図７は、図６において周波数が２２３ＭＨｚであるピークＰ１と周波数が６６０ＭＨｚであるピークＰ２とについて、測定用光ファイバ２の周囲の温度と各ピークの周波数との関係について示した図である。なお、図７において、「○」、「●」はそれぞれピークＰ１、Ｐ２についての実測値を示しており、線Ｌ１、Ｌ２はそれぞれピークＰ１、Ｐ２についての実測値の近似直線を示している。温度をＴ（℃）、ピークの周波数をｆ（ＭＨｚ）とすると、線Ｌ１はｆ＝２２２．８３＋０．０１０４８Ｔで表され、線Ｌ２はｆ＝６５８．０１＋０．０５４６２Ｔで表される。したがって、制御表示器３５は、たとえばスペクトラムアナライザ３４が検出したピーク周波数のうちピークＰ１の周波数から、線Ｌ１を表す上記関係式を用いて温度を算出できる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態１に係る光ファイバセンサ１００は、検出されるデポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度が強くなるため、測定感度が従来よりも高いものとなる。
【００４９】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る光ファイバセンサは、複数の測定用光ファイバを備えるものである。
【００５０】
図８は、本実施の形態２に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図８に示すように、この光ファイバセンサ２００は、図１に示すものと同様の光源装置１及び検出装置３と、２つの測定用光ファイバ２ａ、２ｂとを備えている。また、光源装置１と測定用光ファイバ２ａとは、接続用光ファイバ４ａを介して接続部５ａにおいて接続している。同様に、測定用光ファイバ２ａ、２ｂと接続用光ファイバ４ｂとは、それぞれ接続部５ｂ、接続部５ｃにおいて接続している。すなわち、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、接続用光ファイバ４ｂを介して接続している。また、検出装置３と測定用光ファイバ２ｂとは、接続用光ファイバ４ｃを介して接続部５ｄにおいて接続している。なお、接続部５ａ〜５ｄは、たとえば光コネクタ接続部や融着接続部などである。
【００５１】
この光ファイバセンサ２００においては、光源装置１から出力した試験光は、接続用光ファイバ４ａ、測定用光ファイバ２ａ、接続用光ファイバ４ｂ、測定用光ファイバ２ｂ、接続用光ファイバ４ｃを順次伝播する。そして、各光ファイバにおいて、デポラライズドＧＡＷＢＳ光が発生し、検出装置３に入力する。
【００５２】
ここで、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、図２に示す測定用光ファイバ２と同様の構造および屈折率プロファイルを有し、いずれもクラッド径が９０μｍ以下である。したがって、デポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度が強くなるため、測定感度が従来よりも高いものとなる。さらに、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、クラッド径が互いに異なっている。したがって、式（１）に示すように、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとでは、ＴＲ２ｍモードによる共振周波数ｆＴｍは、同一の次数、すなわちｍが同じであっても互いに異なる。その結果、光源装置１が出力する試験光によって、各測定用光ファイバ２ａ、２ｂにおいて発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光のピーク周波数は、同一の次数のものであっても重ならない。したがって、たとえば各測定用光ファイバ２ａ、２ｂを異なる被測定物に取り付け、各測定用光ファイバ２ａ、２ｂにおいて発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光のピーク周波数のそれぞれを測定することによって、簡易な構成でありながら、２つの被測定物の温度や歪みを同時に高感度で測定することができる。
【００５３】
なお、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃについては、測定用光ファイバ２ａ、２ｂよりもクラッド径の大きい光ファイバを用いている。その結果、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃにおいて発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光は、そのピーク周波数が測定用光ファイバ２ａ、２ｂのものと重ならないとともに、ピーク強度が測定用光ファイバ２ａ、２ｂのものよりも小さくなるので、温度測定に悪影響を及ぼさない。なお、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃとしては、たとえばＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５２で定義するクラッド径が１２５μｍでありコア部のクラッド部に対する比屈折率差が約０．３％である標準のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を用いることができる。
【００５４】
図９は、図８に示す測定用光ファイバ２ａ、２ｂの特性の一例を示した図である。また、図１０は、図９に示す特性を有する測定用光ファイバ２ａ、２ｂを用いた場合の、スペクトラムアナライザ３４において測定される周波数スペクトルを示した図である。図１０において、横軸は周波数を示し、縦軸はベース雑音のレベルを０ｄＢとした相対強度を示している。また、ピークＰ３は測定用光ファイバ２ａによる１次の変調周波数のピークであり、ピークＰ４は測定用光ファイバ２ｂによる１次の変調周波数のピークである。図９、１０に示すように、測定用光ファイバ２ａ、２ｂでは、クラッド径が互いに異なるので、ピークＰ３、Ｐ４は互いに異なっている。また、クラッド径がより小さい測定用光ファイバ２ａのピークＰ３の方が、ピークＰ４よりも周波数が高くなっている。
【００５５】
また、上記最大屈折率差が、従来用いられていた標準のＳＭＦの０．３％よりも十分に大きい１％以上となるようにＧｅを添加すれば、光ファイバの曲げ径を小さくしてコンパクトに収容した場合でもコア部への光の閉じ込めを高くすることができ、効果的である。たとえばΔ１が１％以上であれば、現行で定められている曲げに対する損失増加の小さな光ファイバの規格（ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ｂ 半径Ｒ＝１５ｍｍにおいて、波長１５５０ｎｍで０．０３ｄＢ／１０ターン以下）を十分満たすことができる。
また、全長５０ｍのΔ１が２．８％、カットオフ波長が１４００ｎｍの光ファイバを半径Ｒ＝１５ｍｍのファイバシートに布線した場合（約５００ターン）の波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加は０．０８ｄＢであった。これは前述した規格ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ｂと比較しても更に曲げ損失が小さく、コンパクトな収納が可能であることを示している。なお、上記では、光ファイバを所定の半径で１周巻回した状態を１ターンとしている。また、ファイバシートとは、光ファイバを所定のターンだけ巻回して厚さの薄いシート状にしたものである。
【００５６】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３に係る光ファイバセンサは、実施の形態１に係る光ファイバセンサ１００と略同様の構成を備えるが、測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えている。
【００５７】
図１１は、本実施の形態３に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１１に示すように、この光ファイバセンサ３００は、図１に示すものと同様の光源装置１と、測定用光ファイバ２と、検出装置３とを備えている。また、光源装置１と測定用光ファイバ２とは、接続用光ファイバ４ｄを介して接続部５ｅにおいて接続している。同様に、検出装置３と測定用光ファイバ２とは、接続用光ファイバ４ｅを介して接続部５ｆにおいて接続している。なお、接続用光ファイバ４ｄ、４ｅは、測定用光ファイバ２よりもクラッド径の大きい光ファイバであり、たとえば標準のＳＭＦである。
【００５８】
さらに、この光ファイバセンサ３００は、板状部材６を備えており、測定用光ファイバ２は、最大巻き付け径Ｄ１、最小巻き付け径Ｄ２で巻回した状態で板状部材６の表面に接合材等で固着している。このように、板状部材６が測定用光ファイバ２を巻回した状態で表面に保持しているので、光ファイバの収納に通常使用される巻き付け径が一定のボビンに比べ、より小さな巻き付け径で巻かれるため、光ファイバセンサ３００全体が小型、薄型になり、狭い場所や小さい被測定物の測定にも適するものとなる。なお、この測定用光ファイバ２は、従来のＳＭＦよりもクラッド径が小さく、樹脂被覆部２２を含めた外径も小さいため、測定感度を高くできるだけでなく、より収容性が高いものとなっている。そのため、同じ平面積であっても、より条長の長い測定用光ファイバ２を収容でき、試験光と横波音響波との相互作用長を長くできるので、さらにピーク周波数強度を高めて測定感度を高くできる。
【００５９】
なお、板状部材６の材質については特に限定されないが、たとえばポリエチレンテレフタレートなどの可撓性を有する材質を用い、薄いシート状に形成したものとすれば、たとえば曲面形状の外形を有する被測定物にも容易に密着して取り付けることができるので、その温度や歪みをより正確に測定することができる。
【００６０】
また、この光ファイバセンサ３００の変形例として、測定用光ファイバ２の保護等のために、図１１に示す構成において、巻回した測定用光ファイバ２を覆うようにもう一枚の保護用板状部材を用いてもよい。
【００６１】
図１２は、実施の形態３に係る光ファイバセンサ３００の変形例の構成において、保護用板状部材の上から荷重を加えた場合の、荷重とデポラライズドＧＡＷＢＳ光の一次のピーク周波数との関係を示した図である。なお、測定用光ファイバ２の最大巻き付け径Ｄ１の値を９．５ｃｍ、最小巻き付け径Ｄ２の値を３ｃｍとした。また、図１２において、「○」は測定データを示し、実線は近似直線を示している。図１２に示すように、荷重とピーク周波数とは比例関係を有するので、ピーク周波数から測定用光ファイバ２にかかる応力を算出できる。したがって、この光ファイバセンサ３００を用いて、その被測定物の歪みを測定することができる。
【００６２】
ところで、光ファイバにおいてクラッド径を小さくすると、コア部から光が漏洩する漏洩損失が発生するおそれがある。この漏洩損失は、特に光ファイバを曲げた場合に問題となる。図１３は、光ファイバのクラッド径と漏洩損失との関係を示した図である。なお、図１３は、有限要素法（ＦＥＭ）によるシミュレーション計算の結果に基づくものである（たとえば、K. Saitoh and M. Koshiba, “Full-Vectorial Imaginary-Distance Beam Propagation Method Based on Finite Element Scheme: Application to Photonic Crystal Fibers”, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol.38, No.7, July, 2002.参照）。また、図１３では、標準のＳＭＦにおいてクラッド径を小さくしていった場合と、図２に示す特性を有する測定用光ファイバ２においてクラッド径を小さくしていった場合とを示している。図１３に示すように、いずれの光ファイバについても、クラッド径を小さくするほど漏洩損失が大きくなる。しかしながら、コア部の最大比屈折率差がより大きい測定用光ファイバ２は、コア部への光の閉じ込めが強いため、クラッド径を４０μｍとしてもクラッド径が１２５μｍのＳＭＦよりも漏洩損失が小さく、実用上問題とならない。
【００６３】
また、測定用光ファイバ２の収容部である板状部材６をコンパクトな形状に保つには、測定用光ファイバ２の巻き付け径を小さくすることが有効であるが、巻き付け径を小さくするほど測定用光ファイバ２にかかる曲げ歪みは大きくなってしまう。ここで、光ファイバにかかる曲げ歪みはクラッド径に比例する。したがって、クラッド径を小さくした測定用光ファイバ２は、光ファイバにかかる曲げ歪みを抑制しつつ、小さな巻き付け径で巻くことが可能になるので好ましい。
【００６４】
なお、具体的には、クラッド径ｄと光ファイバにかかる曲げ歪みεとの関係は、Ｒを光ファイバの曲げ半径、Ｄを光ファイバの被覆部の外半径として、以下の式（７）で表される。
ε＝ｄ／（Ｒ＋Ｄ） ・・・ （７）
【００６５】
また、光ファイバにかかる曲げ歪みが小さくなることによって、光ファイバの破断率を低減することができる。図１４は、クラッド径が６０、９０、１２５μｍの光ファイバについて、光ファイバの巻き付け半径すなわち曲げ半径と２０年での破断率との関係を示した図である。図１４に示すように、巻き付け半径が小さくなるにつれて破断率は大きくなるが、同じ巻き付け半径であればクラッド径が小さいほど破断率は小さい。また、クラッド径が小さいほど、より小さい巻き付け半径で同じ破断率を実現できる。すなわち、この光ファイバセンサ３００は、測定用光ファイバ２を用いることによって、従来と同一またはそれ以下の破断率を実現しながら、より収容性が高く小型であり、狭い場所等の測定にも適し、かつ測定感度が高い光ファイバセンサとなる。
【００６６】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４に係る光ファイバセンサは、実施の形態２に係る光ファイバセンサ２００と略同様の構成を備えるが、各測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えている。
【００６７】
図１５は、本実施の形態４に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１５に示すように、この光ファイバセンサ４００は、図８に示す光ファイバセンサ２００と同様に、光源装置１と、測定用光ファイバ２ａ、２ｂと、検出装置３と、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃと、接続部５ａ〜５ｄとを備えており、さらに図１１に示す板状部材６と同様の板状部材６ａ、６ｂを備えている。そして、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、それぞれ接続用光ファイバ４ｂを介して接続している。また、板状部材６ａ、６ｂは、それぞれ測定用光ファイバ２ａ、２ｂを巻回した状態で、接合剤により表面に保持している。その結果、この光ファイバセンサ４００は、簡易な構成でありながら、たとえば２つの場所の温度を同時に測定できるとともに、従来と同一またはそれ以下の破断率を実現しながら、より収容性が高く小型であり、狭い場所等の測定にも適し、かつ測定感度が高い光ファイバセンサとなる。
【００６８】
（実施の形態５）
つぎに、本発明の実施の形態５について説明する。上記実施の形態１〜４に係る光ファイバセンサ１００〜４００は、デポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いたものであったが、本実施の形態５に係る光ファイバセンサは、ポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いたものである。
【００６９】
図１６は、本実施の形態５に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１６に示すように、この光ファイバセンサ５００は、図１に示すものと同様の光源装置１および測定用光ファイバ２と、光カプラ７と、検出装置３ａとを備える。
【００７０】
光カプラ７は、方向性結合器型であり、４つの入出力ポート７１〜７４を備えている。この光カプラ７の分岐比は１：１である。すなわち、この光カプラ７は、たとえば入出力ポート７１において受け付けた光を、１：１の強度比で分岐して入出力ポート７３、７４にそれぞれ出力する。そして、入出力ポート７１は光源装置１と接続し、入出力ポート７２は検出装置３と接続している。また、入出力ポート７３、７４は測定用光ファイバ２の両端と接続している。したがって、光カプラ７と測定用光ファイバ２とは光ファイバループ干渉計を構成している。
【００７１】
一方、検出装置３ａは、ＰＤ３２と、電気信号増幅器３３と、スペクトラムアナライザ３４と、制御表示器３５とが順次接続した構成を有する。すなわち、この検出装置３ａは、図４に示す検出装置３から偏光子３１を除いた構成を有する。
【００７２】
つぎに、この光ファイバセンサ５００の動作について説明する。光源装置１から試験光が出力されると、光カプラ７は入出力ポート７１において試験光を受け付け、１：１の強度比で分岐して入出力ポート７３、７４にそれぞれ出力する。つぎに、測定用光ファイバ２は入出力ポート７３、７４から出力した試験光を各端部において受け付け、各試験光は測定用光ファイバ２中を反対方向に伝播する。
【００７３】
つぎに、測定用光ファイバ２中では、各モードの横波音響波と各試験光の光波との相互作用によって所定の変調周波数を有するポラライズドＧＡＷＢＳ光が発生し、各試験光と同一方向に伝播する。入出力ポート７３、７４にそれぞれ到達した各ポラライズドＧＡＷＢＳ光は、光カプラ７において結合する。このとき、ポラライズドＧＡＷＢＳ光は、位相変調されているために、光カプラ７の干渉効果によって強度変調に変換され、一部が入出力ポート７２から出力される。
【００７４】
つぎに、検出装置３ａは、光カプラ７の入出力ポート７２から出力したポラライズドＧＡＷＢＳ光を受け付ける。そして、ポラライズドＧＡＷＢＳ光はＰＤ３２に入力し、ＰＤ３２によって電気信号に変換される。その後は、スペクトラムアナライザ３４と制御表示器３５によって、実施の形態１で説明したものと同様にして、測定用光ファイバ２の周囲温度、あるいは被測定物の歪みを検出する。この光ファイバセンサ５００においても、測定用光ファイバ２は、そのクラッド径が９０μｍ以下なので、上記各実施の形態に係る光ファイバセンサと同様に、測定感度が従来よりも高いものとなる。
【００７５】
なお、このポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサ５００についても、その変形例として、実施の形態２に係る光ファイバセンサ２００のように複数の測定用光ファイバを備える構成としてもよいし、実施の形態３、４に係る光ファイバセンサ３００、４００のように、測定用光ファイバを巻回した状態で保持する板状部材をさらに備える構成としてもよい。
【００７６】
なお、上記実施の形態１〜４に係るデポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサにおいて、測定用光ファイバ２、２ａ、２ｂは通常構造の光ファイバであったが、偏波保持型光ファイバを用いてもよい。
【００７７】
図１７は、偏波保持型の測定用光ファイバの一例の模式的な断面図である。図１７に示すように、この測定用光ファイバ２ｃは、応力付与型の偏波保持光ファイバであり、図２に示すものと同様の中心コア部２１１および外側コア部２１２と、外側コア部２１２の外周に形成されたクラッド部２１４と、クラッド部２１４の内部に位置する応力付与部材２１５、２１５とからなるガラス部２１ｃと、図２に示すものと同様の樹脂被覆部２２とを有する。なお、クラッド部２１４は、内部に応力付与部材２１５、２１５を含む点以外は図２に示すクラッド部２１３と同様である。応力付与部材２１５、２１５はたとえばボロン（Ｂ）が添加された石英系ガラスからなり、それらの中心軸を結ぶ直線上に、ほぼ中心コア部２１１および外側コア部２１２の中心軸が位置するように配置されている。その結果、測定用光ファイバ２ｃには上記中心軸を結ぶ方向とこれと直交する方向とを偏波軸とする複屈折が生じる。
【００７８】
測定用光ファイバ２、２ａ、２ｂに換えてこの測定用光ファイバ２ｃを用いる際には、光源装置１の試験光の直線偏光の偏波方向と、測定用光ファイバ２ｃのいずれかの偏波軸と、検出装置３の偏光子３１の透過偏光方向とを一致させるようにする。すると、試験光はその偏波方向が維持されたまま測定用光ファイバ２ｃを伝播するため、ＴＲ２ｍモードの横波音響波との相互作用が測定用光ファイバ２ｃの長手方向にわたって強く安定した状態に維持される。その結果、発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光の光強度が強くなるため、周波数スペクトル上のピーク強度も強くなるので、さらに測定感度が高く安定したものとなる。
【００７９】
また、上記実施の形態１〜４に係るデポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサにおいて、検出装置３に換えて以下の構成の検出装置を用いてもよい。
【００８０】
図１８は、実施の形態１〜４に係る光ファイバセンサにおいて用いることができる検出装置の別の一例の構成を示したブロック図である。図１８に示すように、この検出装置３ｂは、偏光子３１ａ、３１ｂと、ＰＤ３２ａ、３２ｂと、電気信号増幅器３３と、スペクトラムアナライザ３４と、制御表示器３５と、半波長板３６ａ、３６ｂと、偏波ビームスプリッタ３７と、合波器３８とを備えている。
【００８１】
つぎに、この検出装置３ｂの動作について説明する。はじめに、この検出装置３ｂは、たとえば測定用光ファイバ２から出力したデポラライズドＧＡＷＢＳ光を受け付ける。検出装置３ｂにおいて、デポラライズドＧＡＷＢＳ光は半波長板３６ａによってその偏波状態が調整され、偏波ビームスプリッタ３７によって偏波方向が互いに直交する２つの直線偏波の光に分離される。分離された直線偏波光は、その一方はさらに半波長板３６ｂによってその偏波状態が調整され、偏光子３１ａ、ＰＤ３２ａ、または偏光子３１ｂ、ＰＤ３２ｂに順次入力し、ＰＤ３２ａまたはＰＤ３２ｂによって電気信号に変換される。ＰＤ３２ａまたはＰＤ３２ｂによって変換された各電気信号は合波器３８で合波され、電気信号増幅器３３に入力して増幅され、スペクトラムアナライザ３４に入力する。このようにすることで、測定用光ファイバ２から出力される光の偏波状態が変動してもスペクトラムアナライザ３４に入力される電気信号のパワーを一定にできる。スペクトラムアナライザ３４においては、偏波方向によって分離されたうち一方のデポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数が複数のピークとして検出される。つぎに、制御表示器３５は、スペクトラムアナライザ３４が検出したピーク周波数のうち所定の１つのピーク周波数に基づいて、測定用光ファイバ２の周囲温度、あるいは被測定物の歪み等を検出する。
【００８２】
すなわち、測定用光ファイバ２は通常構造の光ファイバなので、測定用光ファイバ２を伝播中の試験光の偏波状態は経時的に変動するおそれがある。したがって、発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光の偏波状態も変動するおそれがある。
【００８３】
これに対して、この検出装置３ｂにおいては、デポラライズドＧＡＷＢＳ光を偏波ビームスプリッタ３７によって２つの直線偏波の光に分離している。そして、スペクトラムアナライザ３４は、分離した光を電気信号に変換したものを足し合わせてピークを検出するようにしている。したがって、この検出装置３ｂを用いることによって、測定用光ファイバ２を伝播中の試験光の偏波状態の変動にかかわらず、より確実で安定した測定が実現される。
【００８４】
なお、上記各実施の形態では、光源装置１は試験光として連続光を出力するものであるが、試験光としてパルス光を出力するものでもよい。また、実施の形態２、４では、測定用光ファイバは２本であったが、３本以上の測定用光ファイバを備えていてもよい。
【００８５】
また、測定用光ファイバの構造としては、コア部が２層構造であるものに限らず、中心コア部のみ、またはさらなる多層構造を有するものでもよい。また、クラッド部に空孔が形成されたものでもよい。また、偏波保持型の測定用光ファイバとしては、応力付与型のものに限られず、他の偏波保持型の光ファイバ、たとえばコア部の断面が楕円形状である楕円コア型のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示す測定用光ファイバの模式的な断面および対応する屈折率プロファイルを示した図である。
【図３】図２に示す測定用光ファイバの特性の一例を示した図である。
【図４】図１に示す検出装置の構成を示したブロック図である。
【図５】図２に示す測定用光ファイバのガラス部に発生している横波音響波の振動方向を矢印で示した図である。
【図６】測定用光ファイバとして図３に示す特性を有するものを用いた場合の、スペクトラムアナライザにおいて測定される周波数スペクトルを示した図である。
【図７】図６において周波数が２２３ＭＨｚであるピークと周波数が６６０ＭＨｚであるピークとについて、測定用光ファイバの周囲の温度と各ピークの周波数との関係について示した図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図９】図８に示す測定用光ファイバの特性の一例を示した図である。
【図１０】図９に示す特性を有する測定用光ファイバを用いた場合の、スペクトラムアナライザにおいて測定される周波数スペクトルを示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図１２】実施の形態３に係る光ファイバセンサの変形例の構成において、保護用板状部材の上から荷重を加えた場合の、荷重とデポラライズドＧＡＷＢＳ光の一次のピーク周波数との関係を示した図である。
【図１３】光ファイバのクラッド径と漏洩損失との関係を示した図である。
【図１４】クラッド径が６０、９０、１２５μｍの光ファイバについて、光ファイバの巻き付け半径と２０年での破断率との関係を示した図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図１７】偏波保持型の測定用光ファイバの一例の模式的な断面図である。
【図１８】実施の形態１〜４に係る光ファイバセンサにおいて用いることができる検出装置の別の一例の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 光源装置
２、２ａ〜２ｃ 測定用光ファイバ
３、３ａ、３ｂ 検出装置
４ａ〜４ｅ 接続用光ファイバ
５ａ〜５ｆ 接続部
６、６ａ、６ｂ 板状部材
７ 光カプラ
２１、２１ｃ ガラス部
２２ 樹脂被覆部
３１、３１ａ、３１ｂ 偏光子
３２、３２ａ、３２ｂ ＰＤ
３３ 電気信号増幅器
３４ スペクトラムアナライザ
３５ 制御表示器
３６ａ、３６ｂ 半波長板
３７ 偏波ビームスプリッタ
３８ 合波器
７１〜７４ 入出力ポート
１００〜５００ 光ファイバセンサ
２１１ 中心コア部
２１２ 外側コア部
２１３、２１４ クラッド部
２１５ 応力付与部材
Ｄ１ 最大巻き付け径
Ｄ２ 最小巻き付け径
Ｌ１、Ｌ２ 線
Ｐ プロファイル
Ｐ１〜Ｐ４ ピーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて温度や被測定物の歪みを測定する光ファイバセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバを用いて電気的な接触なく温度や被測定物の歪みを測定する光ファイバセンサが開示されている。光ファイバセンサの方式には様々なものがあるが、たとえば、光ファイバに試験光を入力し、光ファイバ中の熱エネルギーにより発生している縦波音響波と試験光の光波との相互作用によってブリユアン散乱光を発生させ、このブリユアン散乱光の周波数シフト量を測定する方式がある。なお、このようなブリユアン散乱光は、光の伝播方向に対して後方に散乱されるので、以下では後方ブリユアン散乱光と称する。後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量は、光ファイバの温度や印加される応力に応じて変化する。したがって、周波数シフト量の測定によって、光ファイバの周囲温度や光ファイバが取り付けられた被測定物の歪みが測定できるのである。この後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量を測定する方式は、通常伝送線路に用いられている光ファイバを用いて、長距離に渡って温度や歪の分布状態を測定できる利点がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量を測定する方式は、上記利点を有する反面、以下のような問題点がある。すなわち、
・後方散乱光を検出するため、ＯＴＤＲ装置（Optical Time Domain Reflectometer）を用いる構成が必要となる。その結果、装置構成が複雑である。
・通常の石英系ガラスからなる光ファイバの場合、後方ブリユアン散乱光の周波数シフト量は、１０ＧＨｚ前後である。したがって、この周波数シフト量を測定するためには、測定可能周波数帯域が１０ＧＨｚ以上の受光素子を必要とし、さらに対応する電気回路も同様の高周波回路が求められるため、測定装置が高価になってしまう。
【０００４】
一方、光ファイバ中の熱エネルギーにより発生している横波音響波と光波との相互作用によって、散乱効率が１０−１０ｍ−１と非常に小さいブリユアン散乱光が発生する導波音響波型ブリユアン散乱（Guided Acoustic Wave Brillouin Scattering、GAWBS）という散乱現象が知られている（たとえば、非特許文献１〜３参照）。この導波音響波型ブリユアン散乱による散乱光（導波音響波型ブリユアン散乱光）は、試験光の伝播方向と同じ方向に進行するため、前方ブリユアン散乱光とも呼ばれている。
【０００５】
この導波音響波型ブリユアン散乱光は、横波音響波によって変調を受けたものであるが、この変調周波数は、光ファイバの温度や印加される応力に応じて変化するので、温度や歪みを測定する光ファイバセンサに応用できる（たとえは、非特許文献４、５参照）。また、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いる方式は、後方ブリユアン散乱光を用いる方式と比較して、以下のような特徴を有する。すなわち、
・前方散乱光を検出するため、ＯＴＤＲ装置が不要である。その結果、装置構成が簡易になる。
・散乱光の変調周波数には、複数のピークが存在する。ピーク周波数は２０〜８００ＭＨｚ付近に発生するため、受光素子の周波数帯域特性としては１ＧＨｚ程度で十分である。したがって、測定装置がより安価になる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７８３４６号公報
【非特許文献１】西澤、森、後藤、宮内 “定偏波ファイバにおけるＧＡＷＢＳの特性” 信学技報ＬＱＥ９５−１０３（１９９５−１１）
【非特許文献２】K.Shiraki and M.Ohashi “Sound velocity measurement based on guided acoustic-wave brillouin scattering” IEEE Photn.Technol.Lett.Vol.4,pp.1177-1180,1992
【非特許文献３】A.Melloni, M.Martinelli and A.Fellegara “Frequency characterization of the nonlinear refractive index in optical Fiber” Fiber and Integrated Optics,18,pp1-13,1999
【非特許文献４】田中、小楠 “ＧＡＷＢＳを利用した光ファイバ温度センサ” 電子情報通信学会総合大会 １９９７、Ｃ−３−１４２
【非特許文献５】田中、布川、小楠 “ＧＡＷＢＳを利用した光ファイバ引っ張り歪センサ” 電子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ大会 １９９７、Ｃ−３−４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサは、導波音響波型ブリユアン散乱光の散乱効率が小さいために、測定感度が低いという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも測定感度が高い、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバセンサは、試験光を出力する光源と、石英系ガラスからなり、コア部と該コア部の外周に形成された外径が９０μｍ以下のクラッド部とを有し、前記試験光を少なくとも一方の端部において受け付け、前記試験光によって発生する導波音響波型ブリユアン散乱光を他方の端部から出力する少なくとも１つの測定用光ファイバと、前記測定用光ファイバから出力する前記導波音響波型ブリユアン散乱光を受け付け、該導波音響波型ブリユアン散乱光の周波数スペクトル上のピーク周波数を測定し、該測定したピーク周波数に基づいて前記測定用光ファイバの周囲温度または該測定用光ファイバにかかる応力を検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が１．０％以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、複数の測定用光ファイバを備え、該複数の測定用光ファイバは、互いに異なるピーク周波数を有する導波音響波型ブリユアン散乱光を発生するとともに、該複数の測定用光ファイバよりもクラッド径の大きい接続用光ファイバを介して接続していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記複数の測定用光ファイバは、前記クラッド部の外径が互いに異なることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記複数の測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が互いに異なることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記板状部材は可撓性を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバセンサは、上記発明において、前記測定用光ファイバは、偏波保持型光ファイバであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来よりも測定感度が高い、導波音響波型ブリユアン散乱光を用いた光ファイバセンサを実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバセンサの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の図面において、同一または対応する要素には適宜同一符号を付している。また、適宜に導波音響波型ブリユアン散乱をＧＡＷＢＳと略記する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１に示すように、この光ファイバセンサ１００は、光源装置１と、光源装置１に接続した測定用光ファイバ２と、測定用光ファイバ２に接続した検出装置３とを備える。なお、測定用光ファイバ２は、温度を測定したい場所に置かれたり、温度または歪みを測定したい被測定物に取り付けられたりする。
【００２０】
光源装置１は、たとえば分布帰還型の半導体レーザダイオードを備えており、試験光として連続光であるレーザ光を出力する。このレーザ光の波長はたとえば光ファイバ通信用に使用される１５００〜１６００ｎｍであるが、石英ガラス系光ファイバを過度の損失なく伝播する波長であれば特に限定されない。
【００２１】
図２は、図１に示す測定用光ファイバ２の模式的な断面および対応する屈折率プロファイルを示した図である。図２に示すように、この測定用光ファイバ２は、中心コア部２１１と、中心コア部２１１の外周に形成された外側コア部２１２と、外側コア部２１２の外周に形成されたクラッド部２１３とからなるガラス部２１と、クラッド部２１３の外周に形成された樹脂被覆部２２とを有する。
【００２２】
ガラス部２１は石英系ガラスからなり、中心コア部２１１にはゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されており、外側コア部２１２にはフッ素（Ｆ）が添加されている。また、クラッド部２１３は屈折率調整用のドーパントを含まない純石英ガラスからなる。その結果、この測定用光ファイバ２は、ガラス部２１において、プロファイルＰのような形状の屈折率プロファイルを有している。また、中心コア部２１１のクラッド部２１３に対する比屈折率差の最大値はΔ１であり、外側コア部２１２のクラッド部２１３に対する比屈折率差はΔ２である。また、クラッド部２１３の外径すなわちクラッド径は９０μｍ以下である。
【００２３】
図３は、図２に示す測定用光ファイバ２の特性の一例を示した図である。なお、図３において、「外径」とは樹脂被覆部２２の外径を意味し、「ＭＦＤ」はモードフィールド径を意味する。図３に示すように、この測定用光ファイバ２は、たとえばクラッド径６０μｍであり、外径が１２５μｍである。また、Δ１、Δ２は、それぞれ２．０％、−０．６％である。
【００２４】
図４は、図１に示す検出装置３の構成を示したブロック図である。図４に示すように、この検出装置３は、偏光子３１と、受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）３２と、電気信号増幅器３３と、スペクトラムアナライザ３４と、制御表示器３５とが順次接続した構成を有する。なお、図４において、各構成要素を接続する線については、実線のものはレンズや光ファイバ等を適宜用いた光学的接続を意味し、破線のものは電気的接続を意味している。
【００２５】
つぎに、この光ファイバセンサ１００の動作について説明する。光源装置１から試験光が出力されると、測定用光ファイバ２はこの試験光を一方の端部において受け付け、試験光は測定用光ファイバ２中を伝播する。
【００２６】
ここで、測定用光ファイバ２のガラス部２１には、その熱エネルギーによって横波音響波が発生している。図５は、図２に示す測定用光ファイバ２のガラス部２１に発生している横波音響波の振動方向を矢印で示した図である。図５に示すように、横波音響波には、ｍを次数を表す整数として、所定の共振周波数で中心対称的に振動するＲ０ｍモード(radial mode)と、或る直交するｘ−ｙ軸の方向において一方は膨張、他方は圧縮するように所定の共振周波数で振動するＴＲ２ｍモード(torsional/radial mode)と呼ばれる２つのモードが存在する。Ｒ０ｍモードはガラス部２１の屈折率を変調するので位相変調を誘起する。このためＲ０ｍモードに起因するＧＡＷＢＳはポラライズドＧＡＷＢＳと呼ばれる。したがって、ポラライズドＧＡＷＢＳによって発生したポラライズドＧＡＷＢＳ光は、所定の共振周波数で位相変調されたものとなる。一方、ＴＲ２ｍモードはガラス部２１内に複屈折を誘起するため、主に偏波変調を誘起する。このためＴＲ２ｍモードに起因するＧＡＷＢＳはデポラライズドＧＡＷＢＳと呼ばれる。したがって、デポラライズドＧＡＷＢＳによって発生したデポラライズドＧＡＷＢＳ光は、所定の共振周波数で偏波変調されたものとなる。
【００２７】
このように、測定用光ファイバ２中では、各モードの横波音響波と試験光の光波との相互作用によって所定の共振周波数と同じ変調周波数を有するポラライズドＧＡＷＢＳ光とデポラライズドＧＡＷＢＳ光が発生する。発生した各ＧＡＷＢＳ光は、試験光と同一の方向に伝播し、測定用光ファイバ２の他方の端部から出力する。
【００２８】
つぎに、検出装置３は、測定用光ファイバ２から出力した各ＧＡＷＢＳ光を受け付ける。検出装置３において、各ＧＡＷＢＳ光は偏光子３１、ＰＤ３２に順次入力し、ＰＤ３２によって電気信号に変換される。変換された電気信号は、電気信号増幅器３３によって増幅され、スペクトラムアナライザ３４に入力する。ここで、ＧＡＷＢＳ光のうち、デポラライズドＧＡＷＢＳ光については、偏光子３１を透過することによって、その偏波変調が強度変調に変換される。その結果、スペクトラムアナライザ３４においては、強度変調されたデポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数が、モードの次数に応じた複数のピークとして検出される。なお、偏光子３１の透過偏光方向については、偏光子３１を透過するデポラライズドＧＡＷＢＳ光の強度が最大になるように適宜調整する。つぎに、制御表示器３５は、スペクトラムアナライザ３４が検出したピーク周波数のうち所定の１つのピーク周波数に基づいて、測定用光ファイバ２の周囲温度、あるいは被測定物の歪み等を検出する。なお、この制御表示器３５の検出は、予め測定されたピーク周波数と温度または応力との関係式に基づいた演算処理によって行なわれる。また、制御表示器３５内部のメモリに記憶されたピーク周波数と温度または応力との対応テーブルに基づいて行なってもよい。制御表示器３５はたとえばパーソナルコンピュータによって実現される。
【００２９】
ここで、本実施の形態１においては、測定用光ファイバ２のクラッド径が９０μｍ以下なので、デポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度が従来のものよりも強くなる。その結果、この光ファイバセンサ１００は、測定感度が従来よりも高いものとなる。以下、具体的に説明する。
【００３０】
上述したように、従来のＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサは、ＧＡＷＢＳ光の散乱効率が小さいために、測定感度が低いという問題があった。そこで、本発明者らは、測定感度を向上させるべく、各ＧＡＷＢＳの共振周波数と光ファイバの特性との関係について精査した。
【００３１】
（デポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数の関係式）
はじめに、光波ＨＥ１１モードとＴＲ２ｍモードとから発生するデポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数を考える。ＴＲ２ｍモードによる共振周波数ｆＴｍは、非特許文献２によれば、音響波の横波速度をＶＳ、固有値をｙｍ、光ファイバのクラッド径をｄとして、以下の式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
なお、固有値ｙｍは、ＴＲ２ｍモードにおける光ファイバのクラッド部表面での境界条件から、音響波の横波速度ＶＳと縦波速度ＶＬとの比、すなわちＶＳ／ＶＬをαとし、２次、３次のベッセル関数をＪ２、Ｊ３として、以下の式（２）を用いて求められる。
【００３４】
【数２】
【００３５】
（ポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数の関係式）
つぎに、光波ＨＥ１１モードとＲ０ｍモードとから発生するポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数を考える。Ｒ０ｍモードによる共振周波数ｆＲｍは、非特許文献３によれば、固有値をμｍとして、以下の式（３）で表される。
【００３６】
【数３】
【００３７】
なお、固有値μｍは、光ファイバのクラッド部と樹脂被覆部との境界条件を無視すると、０次のベッセル関数をＪ０として、以下の式（４）を用いて求められる。
【００３８】
【数４】
【００３９】
式（１）及び式（３）から、二種類の光ファイバにおいて、同じモード次数に対して異なる周波数ｆが発生するには、ａ）クラッド直径ｄが異なる、ｂ）ＶＳまたはＶＬが異なる、の二つの条件が考えられる。
【００４０】
また、音響波速度ＶＳ及びＶＬと添加されるＧｅの濃度との関係について、Ｇｅの濃度をｗｇ（質量％）とすると、次の式（５）、（６）が成立する。
【００４１】
ＶＬ＝５９４４（１−７．２×１０−３ｗｇ） ・・・ （５）
ＶＳ＝３７４９（１−６．４×１０−３ｗｇ） ・・・ （６）
【００４２】
（なお、上記式（５）、（６）は、”Simulating and Designing Brillouin Gain Spectrum In Single-Mode Fibers” Y.Koyamada, S.Sato, S.Nakamura, H.Sotobayashi and W.Chujo, Journal of Lightwave Technology Vol.22 No.2 2004を参照）。式（１）及び式（３）で表されるＧＡＷＢＳは光ファイバの径方向での進行波であるので、音響波は光ファイバのコア部及びクラッド部の両者を伝搬する。そのためここで考える音響波速度ＶＳ及びＶＬは、光ファイバのコア部及びクラッド部の両方における音響波速度である。クラッド部には基本的にはＧｅは添加しないが、コアのＧｅ濃度が変化すればＶＳ及びＶＬが変化するため、結果的にＧＡＷＢＳピーク周波数が変化することになる。すなわち、式（１）、（３）、（５）、および（６）から明らかなように、ピーク周波数は、はクラッド径および光ファイバの組成に応じて変化する。
【００４３】
通常の石英ガラス系光ファイバの場合、温度２０℃においてＶＳ＝３７４０ｍ／ｓ、ＶＬ＝５９１０ｍ／ｓである。すると、たとえばポラライズドＧＡＷＢＳの１次の共振周波数は２９．８５ＭＨｚとなり、他の高次の共振周波数は、ＶＬ／（πｄ）≒４８ＭＨｚ間隔で発生する。また、音響波の速度は光ファイバの温度または印加される応力に応じて変化する。
【００４４】
このようにデポラライズドＧＡＷＢＳ、ポラライズドＧＡＷＢＳのいずれにおいても共振周波数のピークは周期的な周波数間隔で発生する。また、発生する周波数帯域の上限は上述したように８００ＭＨｚ程度であり、更なる高周波帯域ではピーク強度が減衰することが知られている。
【００４５】
ここで、光ファイバセンサ１００においては、測定用光ファイバ２のクラッド径を、従来の測定用光ファイバのクラッド径である１２５μｍよりも小さい９０μｍ以下としている。その結果、測定用光ファイバ２については、式（１）及び（３）からも明らかなように、従来よりも共振周波数の間隔が広がる。その結果、上限である８００ＭＨｚまでに含まれる共振周波数の数が減少するため、１つのモードあたりの振幅強度は強くなり、３００ＭＨｚ程度までの周波数領域に存在するモードについては特に強くなる。その結果、スペクトルアナライザ３４が検出する周波数ピークの１本あたりの強度も強くなるため、ピークの検出精度が向上するため、この光ファイバセンサ１００は、測定感度が従来よりも高いものとなる。
【００４６】
なお、図６は、測定用光ファイバ２として図３に示す特性を有するものを用いた場合の、スペクトラムアナライザ３４において測定される周波数スペクトルを示した図である。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸はベース雑音のレベルを０ｄＢとした相対強度を示している。図６に示すように、スペクトラムアナライザ３４においては、ＴＲ２ｍモードによる共振周波数ｆＴｍに対応する複数の変調周波数のピークが観測されるが、その上限は８００ＭＨｚ程度となっている。
【００４７】
つぎに、図７は、図６において周波数が２２３ＭＨｚであるピークＰ１と周波数が６６０ＭＨｚであるピークＰ２とについて、測定用光ファイバ２の周囲の温度と各ピークの周波数との関係について示した図である。なお、図７において、「○」、「●」はそれぞれピークＰ１、Ｐ２についての実測値を示しており、線Ｌ１、Ｌ２はそれぞれピークＰ１、Ｐ２についての実測値の近似直線を示している。温度をＴ（℃）、ピークの周波数をｆ（ＭＨｚ）とすると、線Ｌ１はｆ＝２２２．８３＋０．０１０４８Ｔで表され、線Ｌ２はｆ＝６５８．０１＋０．０５４６２Ｔで表される。したがって、制御表示器３５は、たとえばスペクトラムアナライザ３４が検出したピーク周波数のうちピークＰ１の周波数から、線Ｌ１を表す上記関係式を用いて温度を算出できる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態１に係る光ファイバセンサ１００は、検出されるデポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度が強くなるため、測定感度が従来よりも高いものとなる。
【００４９】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る光ファイバセンサは、複数の測定用光ファイバを備えるものである。
【００５０】
図８は、本実施の形態２に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図８に示すように、この光ファイバセンサ２００は、図１に示すものと同様の光源装置１及び検出装置３と、２つの測定用光ファイバ２ａ、２ｂとを備えている。また、光源装置１と測定用光ファイバ２ａとは、接続用光ファイバ４ａを介して接続部５ａにおいて接続している。同様に、測定用光ファイバ２ａ、２ｂと接続用光ファイバ４ｂとは、それぞれ接続部５ｂ、接続部５ｃにおいて接続している。すなわち、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、接続用光ファイバ４ｂを介して接続している。また、検出装置３と測定用光ファイバ２ｂとは、接続用光ファイバ４ｃを介して接続部５ｄにおいて接続している。なお、接続部５ａ〜５ｄは、たとえば光コネクタ接続部や融着接続部などである。
【００５１】
この光ファイバセンサ２００においては、光源装置１から出力した試験光は、接続用光ファイバ４ａ、測定用光ファイバ２ａ、接続用光ファイバ４ｂ、測定用光ファイバ２ｂ、接続用光ファイバ４ｃを順次伝播する。そして、各光ファイバにおいて、デポラライズドＧＡＷＢＳ光が発生し、検出装置３に入力する。
【００５２】
ここで、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、図２に示す測定用光ファイバ２と同様の構造および屈折率プロファイルを有し、いずれもクラッド径が９０μｍ以下である。したがって、デポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度が強くなるため、測定感度が従来よりも高いものとなる。さらに、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、クラッド径が互いに異なっている。したがって、式（１）に示すように、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとでは、ＴＲ２ｍモードによる共振周波数ｆＴｍは、同一の次数、すなわちｍが同じであっても互いに異なる。その結果、光源装置１が出力する試験光によって、各測定用光ファイバ２ａ、２ｂにおいて発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光のピーク周波数は、同一の次数のものであっても重ならない。したがって、たとえば各測定用光ファイバ２ａ、２ｂを異なる被測定物に取り付け、各測定用光ファイバ２ａ、２ｂにおいて発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光のピーク周波数のそれぞれを測定することによって、簡易な構成でありながら、２つの被測定物の温度や歪みを同時に高感度で測定することができる。
【００５３】
なお、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃについては、測定用光ファイバ２ａ、２ｂよりもクラッド径の大きい光ファイバを用いている。その結果、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃにおいて発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光は、そのピーク周波数が測定用光ファイバ２ａ、２ｂのものと重ならないとともに、ピーク強度が測定用光ファイバ２ａ、２ｂのものよりも小さくなるので、温度測定に悪影響を及ぼさない。なお、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃとしては、たとえばＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）Ｇ．６５２で定義するクラッド径が１２５μｍでありコア部のクラッド部に対する比屈折率差が約０．３％である標準のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を用いることができる。
【００５４】
図９は、図８に示す測定用光ファイバ２ａ、２ｂの特性の一例を示した図である。また、図１０は、図９に示す特性を有する測定用光ファイバ２ａ、２ｂを用いた場合の、スペクトラムアナライザ３４において測定される周波数スペクトルを示した図である。図１０において、横軸は周波数を示し、縦軸はベース雑音のレベルを０ｄＢとした相対強度を示している。また、ピークＰ３は測定用光ファイバ２ａによる１次の変調周波数のピークであり、ピークＰ４は測定用光ファイバ２ｂによる１次の変調周波数のピークである。図９、１０に示すように、測定用光ファイバ２ａ、２ｂでは、クラッド径が互いに異なるので、ピークＰ３、Ｐ４は互いに異なっている。また、クラッド径がより小さい測定用光ファイバ２ａのピークＰ３の方が、ピークＰ４よりも周波数が高くなっている。
【００５５】
また、上記最大屈折率差が、従来用いられていた標準のＳＭＦの０．３％よりも十分に大きい１％以上となるようにＧｅを添加すれば、光ファイバの曲げ径を小さくしてコンパクトに収容した場合でもコア部への光の閉じ込めを高くすることができ、効果的である。たとえばΔ１が１％以上であれば、現行で定められている曲げに対する損失増加の小さな光ファイバの規格（ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ｂ 半径Ｒ＝１５ｍｍにおいて、波長１５５０ｎｍで０．０３ｄＢ／１０ターン以下）を十分満たすことができる。
また、全長５０ｍのΔ１が２．８％、カットオフ波長が１４００ｎｍの光ファイバを半径Ｒ＝１５ｍｍのファイバシートに布線した場合（約５００ターン）の波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加は０．０８ｄＢであった。これは前述した規格ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ｂと比較しても更に曲げ損失が小さく、コンパクトな収納が可能であることを示している。なお、上記では、光ファイバを所定の半径で１周巻回した状態を１ターンとしている。また、ファイバシートとは、光ファイバを所定のターンだけ巻回して厚さの薄いシート状にしたものである。
【００５６】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３に係る光ファイバセンサは、実施の形態１に係る光ファイバセンサ１００と略同様の構成を備えるが、測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えている。
【００５７】
図１１は、本実施の形態３に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１１に示すように、この光ファイバセンサ３００は、図１に示すものと同様の光源装置１と、測定用光ファイバ２と、検出装置３とを備えている。また、光源装置１と測定用光ファイバ２とは、接続用光ファイバ４ｄを介して接続部５ｅにおいて接続している。同様に、検出装置３と測定用光ファイバ２とは、接続用光ファイバ４ｅを介して接続部５ｆにおいて接続している。なお、接続用光ファイバ４ｄ、４ｅは、測定用光ファイバ２よりもクラッド径の大きい光ファイバであり、たとえば標準のＳＭＦである。
【００５８】
さらに、この光ファイバセンサ３００は、板状部材６を備えており、測定用光ファイバ２は、最大巻き付け径Ｄ１、最小巻き付け径Ｄ２で巻回した状態で板状部材６の表面に接合材等で固着している。このように、板状部材６が測定用光ファイバ２を巻回した状態で表面に保持しているので、光ファイバの収納に通常使用される巻き付け径が一定のボビンに比べ、より小さな巻き付け径で巻かれるため、光ファイバセンサ３００全体が小型、薄型になり、狭い場所や小さい被測定物の測定にも適するものとなる。なお、この測定用光ファイバ２は、従来のＳＭＦよりもクラッド径が小さく、樹脂被覆部２２を含めた外径も小さいため、測定感度を高くできるだけでなく、より収容性が高いものとなっている。そのため、同じ平面積であっても、より条長の長い測定用光ファイバ２を収容でき、試験光と横波音響波との相互作用長を長くできるので、さらにピーク周波数強度を高めて測定感度を高くできる。
【００５９】
なお、板状部材６の材質については特に限定されないが、たとえばポリエチレンテレフタレートなどの可撓性を有する材質を用い、薄いシート状に形成したものとすれば、たとえば曲面形状の外形を有する被測定物にも容易に密着して取り付けることができるので、その温度や歪みをより正確に測定することができる。
【００６０】
また、この光ファイバセンサ３００の変形例として、測定用光ファイバ２の保護等のために、図１１に示す構成において、巻回した測定用光ファイバ２を覆うようにもう一枚の保護用板状部材を用いてもよい。
【００６１】
図１２は、実施の形態３に係る光ファイバセンサ３００の変形例の構成において、保護用板状部材の上から荷重を加えた場合の、荷重とデポラライズドＧＡＷＢＳ光の一次のピーク周波数との関係を示した図である。なお、測定用光ファイバ２の最大巻き付け径Ｄ１の値を９．５ｃｍ、最小巻き付け径Ｄ２の値を３ｃｍとした。また、図１２において、「○」は測定データを示し、実線は近似直線を示している。図１２に示すように、荷重とピーク周波数とは比例関係を有するので、ピーク周波数から測定用光ファイバ２にかかる応力を算出できる。したがって、この光ファイバセンサ３００を用いて、その被測定物の歪みを測定することができる。
【００６２】
ところで、光ファイバにおいてクラッド径を小さくすると、コア部から光が漏洩する漏洩損失が発生するおそれがある。この漏洩損失は、特に光ファイバを曲げた場合に問題となる。図１３は、光ファイバのクラッド径と漏洩損失との関係を示した図である。なお、図１３は、有限要素法（ＦＥＭ）によるシミュレーション計算の結果に基づくものである（たとえば、K. Saitoh and M. Koshiba, “Full-Vectorial Imaginary-Distance Beam Propagation Method Based on Finite Element Scheme: Application to Photonic Crystal Fibers”, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol.38, No.7, July, 2002.参照）。また、図１３では、標準のＳＭＦにおいてクラッド径を小さくしていった場合と、図２に示す特性を有する測定用光ファイバ２においてクラッド径を小さくしていった場合とを示している。図１３に示すように、いずれの光ファイバについても、クラッド径を小さくするほど漏洩損失が大きくなる。しかしながら、コア部の最大比屈折率差がより大きい測定用光ファイバ２は、コア部への光の閉じ込めが強いため、クラッド径を４０μｍとしてもクラッド径が１２５μｍのＳＭＦよりも漏洩損失が小さく、実用上問題とならない。
【００６３】
また、測定用光ファイバ２の収容部である板状部材６をコンパクトな形状に保つには、測定用光ファイバ２の巻き付け径を小さくすることが有効であるが、巻き付け径を小さくするほど測定用光ファイバ２にかかる曲げ歪みは大きくなってしまう。ここで、光ファイバにかかる曲げ歪みはクラッド径に比例する。したがって、クラッド径を小さくした測定用光ファイバ２は、光ファイバにかかる曲げ歪みを抑制しつつ、小さな巻き付け径で巻くことが可能になるので好ましい。
【００６４】
なお、具体的には、クラッド径ｄと光ファイバにかかる曲げ歪みεとの関係は、Ｒを光ファイバの曲げ半径、Ｄを光ファイバの被覆部の外半径として、以下の式（７）で表される。
ε＝ｄ／（Ｒ＋Ｄ） ・・・ （７）
【００６５】
また、光ファイバにかかる曲げ歪みが小さくなることによって、光ファイバの破断率を低減することができる。図１４は、クラッド径が６０、９０、１２５μｍの光ファイバについて、光ファイバの巻き付け半径すなわち曲げ半径と２０年での破断率との関係を示した図である。図１４に示すように、巻き付け半径が小さくなるにつれて破断率は大きくなるが、同じ巻き付け半径であればクラッド径が小さいほど破断率は小さい。また、クラッド径が小さいほど、より小さい巻き付け半径で同じ破断率を実現できる。すなわち、この光ファイバセンサ３００は、測定用光ファイバ２を用いることによって、従来と同一またはそれ以下の破断率を実現しながら、より収容性が高く小型であり、狭い場所等の測定にも適し、かつ測定感度が高い光ファイバセンサとなる。
【００６６】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４に係る光ファイバセンサは、実施の形態２に係る光ファイバセンサ２００と略同様の構成を備えるが、各測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えている。
【００６７】
図１５は、本実施の形態４に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１５に示すように、この光ファイバセンサ４００は、図８に示す光ファイバセンサ２００と同様に、光源装置１と、測定用光ファイバ２ａ、２ｂと、検出装置３と、接続用光ファイバ４ａ〜４ｃと、接続部５ａ〜５ｄとを備えており、さらに図１１に示す板状部材６と同様の板状部材６ａ、６ｂを備えている。そして、測定用光ファイバ２ａと測定用光ファイバ２ｂとは、それぞれ接続用光ファイバ４ｂを介して接続している。また、板状部材６ａ、６ｂは、それぞれ測定用光ファイバ２ａ、２ｂを巻回した状態で、接合剤により表面に保持している。その結果、この光ファイバセンサ４００は、簡易な構成でありながら、たとえば２つの場所の温度を同時に測定できるとともに、従来と同一またはそれ以下の破断率を実現しながら、より収容性が高く小型であり、狭い場所等の測定にも適し、かつ測定感度が高い光ファイバセンサとなる。
【００６８】
（実施の形態５）
つぎに、本発明の実施の形態５について説明する。上記実施の形態１〜４に係る光ファイバセンサ１００〜４００は、デポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いたものであったが、本実施の形態５に係る光ファイバセンサは、ポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いたものである。
【００６９】
図１６は、本実施の形態５に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。図１６に示すように、この光ファイバセンサ５００は、図１に示すものと同様の光源装置１および測定用光ファイバ２と、光カプラ７と、検出装置３ａとを備える。
【００７０】
光カプラ７は、方向性結合器型であり、４つの入出力ポート７１〜７４を備えている。この光カプラ７の分岐比は１：１である。すなわち、この光カプラ７は、たとえば入出力ポート７１において受け付けた光を、１：１の強度比で分岐して入出力ポート７３、７４にそれぞれ出力する。そして、入出力ポート７１は光源装置１と接続し、入出力ポート７２は検出装置３と接続している。また、入出力ポート７３、７４は測定用光ファイバ２の両端と接続している。したがって、光カプラ７と測定用光ファイバ２とは光ファイバループ干渉計を構成している。
【００７１】
一方、検出装置３ａは、ＰＤ３２と、電気信号増幅器３３と、スペクトラムアナライザ３４と、制御表示器３５とが順次接続した構成を有する。すなわち、この検出装置３ａは、図４に示す検出装置３から偏光子３１を除いた構成を有する。
【００７２】
つぎに、この光ファイバセンサ５００の動作について説明する。光源装置１から試験光が出力されると、光カプラ７は入出力ポート７１において試験光を受け付け、１：１の強度比で分岐して入出力ポート７３、７４にそれぞれ出力する。つぎに、測定用光ファイバ２は入出力ポート７３、７４から出力した試験光を各端部において受け付け、各試験光は測定用光ファイバ２中を反対方向に伝播する。
【００７３】
つぎに、測定用光ファイバ２中では、各モードの横波音響波と各試験光の光波との相互作用によって所定の変調周波数を有するポラライズドＧＡＷＢＳ光が発生し、各試験光と同一方向に伝播する。入出力ポート７３、７４にそれぞれ到達した各ポラライズドＧＡＷＢＳ光は、光カプラ７において結合する。このとき、ポラライズドＧＡＷＢＳ光は、位相変調されているために、光カプラ７の干渉効果によって強度変調に変換され、一部が入出力ポート７２から出力される。
【００７４】
つぎに、検出装置３ａは、光カプラ７の入出力ポート７２から出力したポラライズドＧＡＷＢＳ光を受け付ける。そして、ポラライズドＧＡＷＢＳ光はＰＤ３２に入力し、ＰＤ３２によって電気信号に変換される。その後は、スペクトラムアナライザ３４と制御表示器３５によって、実施の形態１で説明したものと同様にして、測定用光ファイバ２の周囲温度、あるいは被測定物の歪みを検出する。この光ファイバセンサ５００においても、測定用光ファイバ２は、そのクラッド径が９０μｍ以下なので、上記各実施の形態に係る光ファイバセンサと同様に、測定感度が従来よりも高いものとなる。
【００７５】
なお、このポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサ５００についても、その変形例として、実施の形態２に係る光ファイバセンサ２００のように複数の測定用光ファイバを備える構成としてもよいし、実施の形態３、４に係る光ファイバセンサ３００、４００のように、測定用光ファイバを巻回した状態で保持する板状部材をさらに備える構成としてもよい。
【００７６】
なお、上記実施の形態１〜４に係るデポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサにおいて、測定用光ファイバ２、２ａ、２ｂは通常構造の光ファイバであったが、偏波保持型光ファイバを用いてもよい。
【００７７】
図１７は、偏波保持型の測定用光ファイバの一例の模式的な断面図である。図１７に示すように、この測定用光ファイバ２ｃは、応力付与型の偏波保持光ファイバであり、図２に示すものと同様の中心コア部２１１および外側コア部２１２と、外側コア部２１２の外周に形成されたクラッド部２１４と、クラッド部２１４の内部に位置する応力付与部材２１５、２１５とからなるガラス部２１ｃと、図２に示すものと同様の樹脂被覆部２２とを有する。なお、クラッド部２１４は、内部に応力付与部材２１５、２１５を含む点以外は図２に示すクラッド部２１３と同様である。応力付与部材２１５、２１５はたとえばボロン（Ｂ）が添加された石英系ガラスからなり、それらの中心軸を結ぶ直線上に、ほぼ中心コア部２１１および外側コア部２１２の中心軸が位置するように配置されている。その結果、測定用光ファイバ２ｃには上記中心軸を結ぶ方向とこれと直交する方向とを偏波軸とする複屈折が生じる。
【００７８】
測定用光ファイバ２、２ａ、２ｂに換えてこの測定用光ファイバ２ｃを用いる際には、光源装置１の試験光の直線偏光の偏波方向と、測定用光ファイバ２ｃのいずれかの偏波軸と、検出装置３の偏光子３１の透過偏光方向とを一致させるようにする。すると、試験光はその偏波方向が維持されたまま測定用光ファイバ２ｃを伝播するため、ＴＲ２ｍモードの横波音響波との相互作用が測定用光ファイバ２ｃの長手方向にわたって強く安定した状態に維持される。その結果、発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光の光強度が強くなるため、周波数スペクトル上のピーク強度も強くなるので、さらに測定感度が高く安定したものとなる。
【００７９】
また、上記実施の形態１〜４に係るデポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサにおいて、検出装置３に換えて以下の構成の検出装置を用いてもよい。
【００８０】
図１８は、実施の形態１〜４に係る光ファイバセンサにおいて用いることができる検出装置の別の一例の構成を示したブロック図である。図１８に示すように、この検出装置３ｂは、偏光子３１ａ、３１ｂと、ＰＤ３２ａ、３２ｂと、電気信号増幅器３３と、スペクトラムアナライザ３４と、制御表示器３５と、半波長板３６ａ、３６ｂと、偏波ビームスプリッタ３７と、合波器３８とを備えている。
【００８１】
つぎに、この検出装置３ｂの動作について説明する。はじめに、この検出装置３ｂは、たとえば測定用光ファイバ２から出力したデポラライズドＧＡＷＢＳ光を受け付ける。検出装置３ｂにおいて、デポラライズドＧＡＷＢＳ光は半波長板３６ａによってその偏波状態が調整され、偏波ビームスプリッタ３７によって偏波方向が互いに直交する２つの直線偏波の光に分離される。分離された直線偏波光は、その一方はさらに半波長板３６ｂによってその偏波状態が調整され、偏光子３１ａ、ＰＤ３２ａ、または偏光子３１ｂ、ＰＤ３２ｂに順次入力し、ＰＤ３２ａまたはＰＤ３２ｂによって電気信号に変換される。ＰＤ３２ａまたはＰＤ３２ｂによって変換された各電気信号は合波器３８で合波され、電気信号増幅器３３に入力して増幅され、スペクトラムアナライザ３４に入力する。このようにすることで、測定用光ファイバ２から出力される光の偏波状態が変動してもスペクトラムアナライザ３４に入力される電気信号のパワーを一定にできる。スペクトラムアナライザ３４においては、偏波方向によって分離されたうち一方のデポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数が複数のピークとして検出される。つぎに、制御表示器３５は、スペクトラムアナライザ３４が検出したピーク周波数のうち所定の１つのピーク周波数に基づいて、測定用光ファイバ２の周囲温度、あるいは被測定物の歪み等を検出する。
【００８２】
すなわち、測定用光ファイバ２は通常構造の光ファイバなので、測定用光ファイバ２を伝播中の試験光の偏波状態は経時的に変動するおそれがある。したがって、発生するデポラライズドＧＡＷＢＳ光の偏波状態も変動するおそれがある。
【００８３】
これに対して、この検出装置３ｂにおいては、デポラライズドＧＡＷＢＳ光を偏波ビームスプリッタ３７によって２つの直線偏波の光に分離している。そして、スペクトラムアナライザ３４は、分離した光を電気信号に変換したものを足し合わせてピークを検出するようにしている。したがって、この検出装置３ｂを用いることによって、測定用光ファイバ２を伝播中の試験光の偏波状態の変動にかかわらず、より確実で安定した測定が実現される。
【００８４】
なお、上記各実施の形態では、光源装置１は試験光として連続光を出力するものであるが、試験光としてパルス光を出力するものでもよい。また、実施の形態２、４では、測定用光ファイバは２本であったが、３本以上の測定用光ファイバを備えていてもよい。
【００８５】
また、測定用光ファイバの構造としては、コア部が２層構造であるものに限らず、中心コア部のみ、またはさらなる多層構造を有するものでもよい。また、クラッド部に空孔が形成されたものでもよい。また、偏波保持型の測定用光ファイバとしては、応力付与型のものに限られず、他の偏波保持型の光ファイバ、たとえばコア部の断面が楕円形状である楕円コア型のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示す測定用光ファイバの模式的な断面および対応する屈折率プロファイルを示した図である。
【図３】図２に示す測定用光ファイバの特性の一例を示した図である。
【図４】図１に示す検出装置の構成を示したブロック図である。
【図５】図２に示す測定用光ファイバのガラス部に発生している横波音響波の振動方向を矢印で示した図である。
【図６】測定用光ファイバとして図３に示す特性を有するものを用いた場合の、スペクトラムアナライザにおいて測定される周波数スペクトルを示した図である。
【図７】図６において周波数が２２３ＭＨｚであるピークと周波数が６６０ＭＨｚであるピークとについて、測定用光ファイバの周囲の温度と各ピークの周波数との関係について示した図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図９】図８に示す測定用光ファイバの特性の一例を示した図である。
【図１０】図９に示す特性を有する測定用光ファイバを用いた場合の、スペクトラムアナライザにおいて測定される周波数スペクトルを示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図１２】実施の形態３に係る光ファイバセンサの変形例の構成において、保護用板状部材の上から荷重を加えた場合の、荷重とデポラライズドＧＡＷＢＳ光の一次のピーク周波数との関係を示した図である。
【図１３】光ファイバのクラッド径と漏洩損失との関係を示した図である。
【図１４】クラッド径が６０、９０、１２５μｍの光ファイバについて、光ファイバの巻き付け半径と２０年での破断率との関係を示した図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る光ファイバセンサの構成を示したブロック図である。
【図１７】偏波保持型の測定用光ファイバの一例の模式的な断面図である。
【図１８】実施の形態１〜４に係る光ファイバセンサにおいて用いることができる検出装置の別の一例の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 光源装置
２、２ａ〜２ｃ 測定用光ファイバ
３、３ａ、３ｂ 検出装置
４ａ〜４ｅ 接続用光ファイバ
５ａ〜５ｆ 接続部
６、６ａ、６ｂ 板状部材
７ 光カプラ
２１、２１ｃ ガラス部
２２ 樹脂被覆部
３１、３１ａ、３１ｂ 偏光子
３２、３２ａ、３２ｂ ＰＤ
３３ 電気信号増幅器
３４ スペクトラムアナライザ
３５ 制御表示器
３６ａ、３６ｂ 半波長板
３７ 偏波ビームスプリッタ
３８ 合波器
７１〜７４ 入出力ポート
１００〜５００ 光ファイバセンサ
２１１ 中心コア部
２１２ 外側コア部
２１３、２１４ クラッド部
２１５ 応力付与部材
Ｄ１ 最大巻き付け径
Ｄ２ 最小巻き付け径
Ｌ１、Ｌ２ 線
Ｐ プロファイル
Ｐ１〜Ｐ４ ピーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験光を出力する光源と、
石英系ガラスからなり、コア部と該コア部の外周に形成された外径が９０μｍ以下のクラッド部とを有し、前記試験光を少なくとも一方の端部において受け付け、前記試験光によって発生する導波音響波型ブリユアン散乱光を他方の端部から出力する少なくとも１つの測定用光ファイバと、
前記測定用光ファイバから出力する前記導波音響波型ブリユアン散乱光を受け付け、該導波音響波型ブリユアン散乱光の周波数スペクトル上のピーク周波数を測定し、該測定したピーク周波数に基づいて前記測定用光ファイバの周囲温度または該測定用光ファイバにかかる応力を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
前記測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が１．０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
複数の測定用光ファイバを備え、該複数の測定用光ファイバは、互いに異なるピーク周波数を有する導波音響波型ブリユアン散乱光を発生するとともに、該複数の測定用光ファイバよりもクラッド径の大きい接続用光ファイバを介して接続していることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバセンサ。
【請求項４】
前記複数の測定用光ファイバは、前記クラッド部の外径が互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバセンサ。
【請求項５】
前記複数の測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が互いに異なることを特徴とする請求項３または４に記載の光ファイバセンサ。
【請求項６】
前記測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光ファイバセンサ。
【請求項７】
前記板状部材は可撓性を有することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバセンサ。
【請求項８】
前記測定用光ファイバは、偏波保持型光ファイバであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバセンサ。
【請求項１】
試験光を出力する光源と、
石英系ガラスからなり、コア部と該コア部の外周に形成された外径が９０μｍ以下のクラッド部とを有し、前記試験光を少なくとも一方の端部において受け付け、前記試験光によって発生する導波音響波型ブリユアン散乱光を他方の端部から出力する少なくとも１つの測定用光ファイバと、
前記測定用光ファイバから出力する前記導波音響波型ブリユアン散乱光を受け付け、該導波音響波型ブリユアン散乱光の周波数スペクトル上のピーク周波数を測定し、該測定したピーク周波数に基づいて前記測定用光ファイバの周囲温度または該測定用光ファイバにかかる応力を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
前記測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が１．０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
複数の測定用光ファイバを備え、該複数の測定用光ファイバは、互いに異なるピーク周波数を有する導波音響波型ブリユアン散乱光を発生するとともに、該複数の測定用光ファイバよりもクラッド径の大きい接続用光ファイバを介して接続していることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバセンサ。
【請求項４】
前記複数の測定用光ファイバは、前記クラッド部の外径が互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバセンサ。
【請求項５】
前記複数の測定用光ファイバは、前記コア部の前記クラッド部に対する比屈折率差の最大値が互いに異なることを特徴とする請求項３または４に記載の光ファイバセンサ。
【請求項６】
前記測定用光ファイバを巻回した状態で表面に保持する板状部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光ファイバセンサ。
【請求項７】
前記板状部材は可撓性を有することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバセンサ。
【請求項８】
前記測定用光ファイバは、偏波保持型光ファイバであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光ファイバセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−１９６０５（Ｐ２０１０−１９６０５Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８３２２（Ｐ２００８−１７８３２２）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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