JP2020176884A - 物理量測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】測定精度を確保しつつ、測定点を増やすことのできる物理量測定装置を提供すること。
【解決手段】物理量測定装置１は、広帯域な波長の光を放出する光源１０と、光源１０から放出される光が入射する光路２０と、光路２０に複数設けられ、光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に光路２０から波長分割する光学フィルタ４０と、複数の光学フィルタ４０に応じて複数設けられ、分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を光路２０に出力する光学センサ５０と、を備え、光学フィルタ４０は、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０の近くから遠くに向かって配置される。
【選択図】図１
【解決手段】物理量測定装置１は、広帯域な波長の光を放出する光源１０と、光源１０から放出される光が入射する光路２０と、光路２０に複数設けられ、光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に光路２０から波長分割する光学フィルタ４０と、複数の光学フィルタ４０に応じて複数設けられ、分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を光路２０に出力する光学センサ５０と、を備え、光学フィルタ４０は、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０の近くから遠くに向かって配置される。
【選択図】図１
Description
本発明は、物理量測定装置に関する。
光学センサを用いた物理量測定装置が知られている（例えば、特許文献１など）。
特許文献１の物理量測定装置では、光源から放出された光が入射する光路上に、特定の波長領域の光を波長分割する光学フィルタを有するファブリペロー式の光学センサを複数配置している。これにより、光路上の複数の測定点における物理量を測定可能に構成されている。
また、光ファイバを用いた光の伝送において、伝送損失率が波長領域に依存することが知られている（例えば、特許文献２など）。
特許文献１では、伝送損失率の小さい波長領域、具体的には、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍ程度の波長領域の光を利用して物理量を測定している。ここで、特許文献１のように、ファブリペロー式の干渉型光学センサを用いる場合、物理量を測定するために１５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の波長領域の光がそれぞれ必要になることから、測定点をさらに増やすことが難しいといった問題がある。
また、測定点を増やすために、測定に利用する波長領域を広げることが考えられる。しかし、特許文献２に示されるように、光ファイバの伝送損失率は波長領域に依存するので、測定に利用する波長領域を広げた場合、伝送損失率の大きな波長領域の光を利用することになる。そのため、光源から離れた測定点における測定精度を確保することが困難であるといった問題がある。
また、測定点を増やすために、測定に利用する波長領域を広げることが考えられる。しかし、特許文献２に示されるように、光ファイバの伝送損失率は波長領域に依存するので、測定に利用する波長領域を広げた場合、伝送損失率の大きな波長領域の光を利用することになる。そのため、光源から離れた測定点における測定精度を確保することが困難であるといった問題がある。
本発明の目的は、測定精度を確保しつつ、測定点を増やすことのできる物理量測定装置を提供することにある。
本発明の物理量測定装置は、広帯域な波長の光を放出する光源と、前記光源から放出される光が入射する光路と、前記光路に複数設けられ、前記光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に前記光路から波長分割する光学フィルタと、複数の前記光学フィルタに応じて複数設けられ、前記分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を前記光路に出力する光学センサと、前記光路に設けられ、複数の前記光学センサから出力された複数の前記出力光を入射して前記光路から分光するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタから出力された複数の前記出力光を入射して、前記波長領域に応じて分光する分光素子と、前記分光素子によって分光された複数の前記出力光を検出する光検出部と、を備え、前記光学フィルタは、波長分割する前記波長領域の前記分離光の伝送損失率の大きさの順に、前記光源の近くから遠くに向かって配置されることを特徴とする。
本発明では、光学フィルタは、光源から放射された光が入射する光路に複数設けられ、当該光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に波長分割する。そして、光学フィルタは、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源の近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタは光源の近くに配置され、伝送損失率の小さい波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタは光源の遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタが光源の近くに配置されるので、ビームスプリッタから光学センサまでの伝送損失を抑制することができる。そのため、ビームスプリッタから光学センサまでの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
本発明の物理量測定装置において、前記光学フィルタは、ｎ（ｎは自然数）個設けられ、前記光学センサは、ｎ＋１個設けられていてもよい。
この構成では、ｎ＋１個目の光学センサには、ｎ個目の光学フィルタによって波長分割されず透過した光が入射される。そのため、光源から放出された光をｎ＋１個の波長領域の分離光に波長分割して、それぞれ光学センサに入射させる場合において、例えば、光学フィルタをｎ＋１個設ける場合に比べて、光学フィルタの数を少なくすることができる。
この構成では、ｎ＋１個目の光学センサには、ｎ個目の光学フィルタによって波長分割されず透過した光が入射される。そのため、光源から放出された光をｎ＋１個の波長領域の分離光に波長分割して、それぞれ光学センサに入射させる場合において、例えば、光学フィルタをｎ＋１個設ける場合に比べて、光学フィルタの数を少なくすることができる。
本発明の物理量測定装置は、広帯域な波長の光を放出する光源と、前記光源から放出される光が入射する光路と、前記光路に設けられ、前記光をそれぞれ異なる複数の波長領域の分離光に前記光路から波長分割する光学フィルタと、前記光学フィルタによって波長分割された複数の波長領域の前記分離光に応じて複数設けられ、前記分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を前記光路に出力する光学センサと、前記光路に設けられ、複数の前記光学センサから出力された複数の前記出力光を入射して前記光路から分光するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタから出力された複数の前記出力光を入射して、前記波長領域に応じて分光する分光素子と、前記分光素子によって分光された複数の前記出力光を検出する光検出部と、を備え、前記光学センサは、入射する前記波長領域の前記分離光の伝送損失率の大きさの順に、前記光源の近くから遠くに向かって配置されることを特徴とする。
本発明では、光学センサは、光学フィルタによって波長分割された複数の波長領域の分離光に応じて複数設けられ、分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を光路に出力する。そして、光学センサは、入射する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源の近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長領域の分離光を入射する光学センサは光源の近くに配置され、伝送損失率の小さい波長領域の分離光を入射する光学フィルタは光源の遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を入射する光学センサが光源の近くに配置されるので、ビームスプリッタから光学センサまでの伝送損失を抑制することができる。そのため、ビームスプリッタから光学センサまでの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
本発明の物理量測定装置において、前記光検出部は、異なる素材から形成された複数の光検出素子がアレイ状に配置されていてもよい。
この構成では、光検出部に、異なる素材から形成された複数の光検出素子がアレイ状に配置されているので、それぞれ異なる波長領域の複数の出力光を、光検出部でそれぞれ検出することができる。そのため、光検出部にて検出する出力光の波長範囲を容易に広げることができる。
この構成では、光検出部に、異なる素材から形成された複数の光検出素子がアレイ状に配置されているので、それぞれ異なる波長領域の複数の出力光を、光検出部でそれぞれ検出することができる。そのため、光検出部にて検出する出力光の波長範囲を容易に広げることができる。
本発明の物理量測定装置において、前記分光素子は、回折格子を有していてもよい。
この構成では、複数の出力光を分光する分光素子が回折格子を有しているため、簡単な構成で、出力光をそれぞれ異なる波長領域に分光することができる。
この構成では、複数の出力光を分光する分光素子が回折格子を有しているため、簡単な構成で、出力光をそれぞれ異なる波長領域に分光することができる。
本発明の物理量測定装置において、前記光学センサは、前記分離光を入射して前記被測定物の物理量に応じた第１偏波光および前記第１偏波光と位相の異なる第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバセンサ部を有していてもよい。
この構成では、光学センサは、被測定物の物理量に応じた第１偏波光および第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバセンサ部を有しているので、当該第１偏波光および第２偏波光の干渉光を解析することにより、物理量を測定できる。そのため、圧力や歪みといった物理量を高精度で測定することができる。
この構成では、光学センサは、被測定物の物理量に応じた第１偏波光および第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバセンサ部を有しているので、当該第１偏波光および第２偏波光の干渉光を解析することにより、物理量を測定できる。そのため、圧力や歪みといった物理量を高精度で測定することができる。
本発明の物理量測定装置は、広帯域な波長の光を放出する光源と、前記光源から放出される光が入射する光路と、前記光路に複数設けられ、前記光を入射して、それぞれ異なる波長の出力光を、被測定物の物理量に応じて出力する光学センサと、前記光路に設けられ、複数の前記光学センサから出力された複数の前記出力光を入射して前記光路から分光するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタから出力された複数の前記出力光を入射して、前記波長に応じて分光する分光素子と、前記分光素子によって分光された複数の前記出力光を検出する光検出部と、を備え、前記光学センサは、出力する波長の前記出力光の伝送損失率の大きさの順に、前記光源の近くから遠くに向かって配置されることを特徴とする。
本発明では、光学センサは、光源から放射された光が入射する光路に複数配置され、当該光を入射して、それぞれ異なる波長の出力光を、被測定物の物理量に応じて出力する。そして、光学センサは、出力する波長の出力光の伝送損失率の大きさの順に、光源の近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長の出力光を出力する光学センサは光源の近くに配置され、伝送損失率の小さい波長の出力光を反射する光学センサは光源の遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長の出力光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長の出力光を出力する光学センサが光源の近くに配置されるので、当該出力光の伝送損失を抑制することができる。そのため、出力光の伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態の物理量測定装置１の概略構成を示す図である。
図１に示すように、物理量測定装置１は、光源１０と、光路２０と、ビームスプリッタ３０と、光学フィルタ４０と、光学センサ５０と、受光器６０とを備える。
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態の物理量測定装置１の概略構成を示す図である。
図１に示すように、物理量測定装置１は、光源１０と、光路２０と、ビームスプリッタ３０と、光学フィルタ４０と、光学センサ５０と、受光器６０とを備える。
［光源１０］
光源１０は、広帯域な波長の光を放出する光源である。光源１０は、例えば、ＳＣ（Super Continuum）光源であり、１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長領域の光を放出可能に構成されている。なお、光源１０は、上記構成に限られるものではなく、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源やＳＬＤ（Super luminescent diode）光源等を組み合わせたものであってもよく、また、チューナブルレーザーのように広帯域を掃引する狭帯域光源であってもよい。さらに、光源１０は、例示した波長領域よりも広い波長領域の光を放出可能に構成されていてもよく、あるいは、例示した波長領域よりも狭い波長領域の光を放出可能に構成されていてもよい。
光源１０は、広帯域な波長の光を放出する光源である。光源１０は、例えば、ＳＣ（Super Continuum）光源であり、１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長領域の光を放出可能に構成されている。なお、光源１０は、上記構成に限られるものではなく、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源やＳＬＤ（Super luminescent diode）光源等を組み合わせたものであってもよく、また、チューナブルレーザーのように広帯域を掃引する狭帯域光源であってもよい。さらに、光源１０は、例示した波長領域よりも広い波長領域の光を放出可能に構成されていてもよく、あるいは、例示した波長領域よりも狭い波長領域の光を放出可能に構成されていてもよい。
［光路２０］
光路２０は、所謂光ファイバから構成され、光源１０から放出される光が入射される。本実施形態では、光路２０は、第１光路２１と、第２光路２２と、第３光路２３とを有する。第１光路２１は、光源１０から放出された光を、ビームスプリッタ３０および光学フィルタ４０に伝送する。第２光路２２は、光学フィルタ４０から分離された分離光を光学センサ５０に伝送する。第３光路２３は、ビームスプリッタ３０によって分光された出力光を受光器６０に伝送する。
光路２０は、所謂光ファイバから構成され、光源１０から放出される光が入射される。本実施形態では、光路２０は、第１光路２１と、第２光路２２と、第３光路２３とを有する。第１光路２１は、光源１０から放出された光を、ビームスプリッタ３０および光学フィルタ４０に伝送する。第２光路２２は、光学フィルタ４０から分離された分離光を光学センサ５０に伝送する。第３光路２３は、ビームスプリッタ３０によって分光された出力光を受光器６０に伝送する。
［ビームスプリッタ３０］
ビームスプリッタ３０は、光源１０から放出された光を光学フィルタ４０および光学センサ５０に送るとともに、光学センサ５０から出力された出力光を入射して、第１光路２１から第３光路２３に分光する。
なお、ビームスプリッタ３０は、上記構成に限られず、例えば、サーキュレータから構成されていてもよい。
ビームスプリッタ３０は、光源１０から放出された光を光学フィルタ４０および光学センサ５０に送るとともに、光学センサ５０から出力された出力光を入射して、第１光路２１から第３光路２３に分光する。
なお、ビームスプリッタ３０は、上記構成に限られず、例えば、サーキュレータから構成されていてもよい。
［光学フィルタ４０］
光学フィルタ４０は、光源１０から放出された光を入射して、所定の波長領域の分離光を、第１光路２１から第２光路２２へと波長分割するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing 波長分割多重）フィルタから構成される。
光学フィルタ４０は、第１光路２１にｎ個（ｎは自然数）設けられる。本実施形態では、光学フィルタ４０は１９個、すなわち、複数設けられている。そして、光学フィルタ４０は、光源１０から放出された光を、２０ｎｍ間隔で、それぞれ異なる波長領域Δλ１〜Δλ１９の分離光に波長分割する。なお、光学フィルタ４０は、上記構成に限られず、例えば、特定の波長領域の光のみを反射するダイクロイックミラーから構成されていてもよい。また、光学フィルタ４０は、例えば、１５ｎｍ間隔で、それぞれ異なる波長領域の分離光に波長分割可能に構成されていてもよく、所定の間隔の波長領域に波長分割可能に構成することができる。
光学フィルタ４０は、光源１０から放出された光を入射して、所定の波長領域の分離光を、第１光路２１から第２光路２２へと波長分割するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing 波長分割多重）フィルタから構成される。
光学フィルタ４０は、第１光路２１にｎ個（ｎは自然数）設けられる。本実施形態では、光学フィルタ４０は１９個、すなわち、複数設けられている。そして、光学フィルタ４０は、光源１０から放出された光を、２０ｎｍ間隔で、それぞれ異なる波長領域Δλ１〜Δλ１９の分離光に波長分割する。なお、光学フィルタ４０は、上記構成に限られず、例えば、特定の波長領域の光のみを反射するダイクロイックミラーから構成されていてもよい。また、光学フィルタ４０は、例えば、１５ｎｍ間隔で、それぞれ異なる波長領域の分離光に波長分割可能に構成されていてもよく、所定の間隔の波長領域に波長分割可能に構成することができる。
図２は、光路２０の伝送損失率と光学フィルタ４０により波長分割される分離光の波長領域を示す図である。
本実施形態の光路２０の伝送損失率は、伝送する光の波長に依存する。例えば、１２５０ｎｍの波長の伝送損失率は、約０．４５ｄＢ／ｋｍであるのに対して、１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失率は、約０．０２ｄＢ／ｋｍである。また、１３７５ｎｍの波長付近では、光の伝送損失率が特異的に大きくなる。すなわち、光路２０は、伝送する光の波長によって、伝送損失率が大きくことなる。
そこで、本実施形態では、光学フィルタ４０は、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０の近くから遠くに向かって配置されている。すなわち、図２に示す、最も伝送損失率が大きいΔλ１の波長領域、つまり、１２５０ｎｍ〜１２７０ｎｍの分離光を波長分割する光学フィルタ４０が光源１０の最も近くに配置される。そして、Δλ２、Δλ３と、伝送損失率の大きい波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０が順に配置され、Δλ１９の波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０が光源１０の最も遠くに配置される。また、Δλ２０の波長領域、つまり、１５５０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の光は、全ての光学フィルタ４０を通過して、光源１０から最も遠くに配置される光学センサ５０に入射される。
本実施形態の光路２０の伝送損失率は、伝送する光の波長に依存する。例えば、１２５０ｎｍの波長の伝送損失率は、約０．４５ｄＢ／ｋｍであるのに対して、１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失率は、約０．０２ｄＢ／ｋｍである。また、１３７５ｎｍの波長付近では、光の伝送損失率が特異的に大きくなる。すなわち、光路２０は、伝送する光の波長によって、伝送損失率が大きくことなる。
そこで、本実施形態では、光学フィルタ４０は、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０の近くから遠くに向かって配置されている。すなわち、図２に示す、最も伝送損失率が大きいΔλ１の波長領域、つまり、１２５０ｎｍ〜１２７０ｎｍの分離光を波長分割する光学フィルタ４０が光源１０の最も近くに配置される。そして、Δλ２、Δλ３と、伝送損失率の大きい波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０が順に配置され、Δλ１９の波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０が光源１０の最も遠くに配置される。また、Δλ２０の波長領域、つまり、１５５０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の光は、全ての光学フィルタ４０を通過して、光源１０から最も遠くに配置される光学センサ５０に入射される。
［光学センサ５０］
図１に戻って、光学センサ５０は、図示略の被測定物に配置されている。光学センサ５０は、光学フィルタ４０に応じて、ｎ＋１個設けられる。本実施形態では、光学センサ５０は２０個設けられている。そして、光学センサ５０は、光学フィルタ４０によって波長分割された分離光を入射して、被測定物の物理量、例えば、圧力や歪みに応じた出力光を、第２光路２２および光学フィルタ４０を介して、第１光路２１に出力する。すなわち、光学センサ５０は、被測定物の物理量を検出可能に構成されている。
なお、被測定物としては、数十キロメートルに亘って敷設されるパイプラインなどが例示される。また、光学センサ５０は、被測定物の圧力や歪みに応じた出力光を出力することに限定されるものではなく、例えば、被測定物の加速度や温度に応じた出力光を出力可能に構成されていてもよい。つまり、光学センサ５０は、被測定物の物理量として、加速度や温度を検出可能に構成されていてもよい。
図１に戻って、光学センサ５０は、図示略の被測定物に配置されている。光学センサ５０は、光学フィルタ４０に応じて、ｎ＋１個設けられる。本実施形態では、光学センサ５０は２０個設けられている。そして、光学センサ５０は、光学フィルタ４０によって波長分割された分離光を入射して、被測定物の物理量、例えば、圧力や歪みに応じた出力光を、第２光路２２および光学フィルタ４０を介して、第１光路２１に出力する。すなわち、光学センサ５０は、被測定物の物理量を検出可能に構成されている。
なお、被測定物としては、数十キロメートルに亘って敷設されるパイプラインなどが例示される。また、光学センサ５０は、被測定物の圧力や歪みに応じた出力光を出力することに限定されるものではなく、例えば、被測定物の加速度や温度に応じた出力光を出力可能に構成されていてもよい。つまり、光学センサ５０は、被測定物の物理量として、加速度や温度を検出可能に構成されていてもよい。
図３は、光学センサ５０の概略構成を示す図である。
図３に示すように、本実施形態では、光学センサ５０は、偏波保持光ファイバセンサ部５１と、反射板５２とを有する、所謂偏波保持光ファイバセンサとして構成される。
偏波保持光ファイバセンサ部５１は、光学フィルタ４０によって波長分割された分離光を入射して、被測定物の物理量に応じた第１偏波光および第１偏波光と位相の異なる第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバから構成される。本実施形態では、光学フィルタ４０によって波長分割された分離光は、偏波保持光ファイバセンサ部５１を透過し、当該透過光が反射板５２によって反射される。そして、当該反射光が、再度、偏波保持光ファイバセンサ部５１を透過して、第１偏波光と第２偏波光との干渉光が出力光として、光学センサ５０から出力される。
図３に示すように、本実施形態では、光学センサ５０は、偏波保持光ファイバセンサ部５１と、反射板５２とを有する、所謂偏波保持光ファイバセンサとして構成される。
偏波保持光ファイバセンサ部５１は、光学フィルタ４０によって波長分割された分離光を入射して、被測定物の物理量に応じた第１偏波光および第１偏波光と位相の異なる第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバから構成される。本実施形態では、光学フィルタ４０によって波長分割された分離光は、偏波保持光ファイバセンサ部５１を透過し、当該透過光が反射板５２によって反射される。そして、当該反射光が、再度、偏波保持光ファイバセンサ部５１を透過して、第１偏波光と第２偏波光との干渉光が出力光として、光学センサ５０から出力される。
図４は、光学センサ５０から出力される第１偏波光および第２偏波光の干渉光のスペクトルを示す図である。なお、図４では、１５３０ｎｍ〜１５５０ｎｍの波長領域、つまり、図２に示すΔλ１８の波長領域の分離光を入射した場合に、光学センサ５０から出力される干渉光を例示している。
図４の実線Ｌ１で示すように、本実施形態では、光学センサ５０から出力される干渉光において、山の領域Ｘおよび谷の領域Ｙが観察される。すなわち、干渉縞が観察される。なお、光学センサ５０から出力される干渉光は、図４に例示されるものに限られるものではなく、例えば、干渉縞がより密に観察されてもよく、あるいは、干渉縞の一部が観察されてもよい。
図４の実線Ｌ１で示すように、本実施形態では、光学センサ５０から出力される干渉光において、山の領域Ｘおよび谷の領域Ｙが観察される。すなわち、干渉縞が観察される。なお、光学センサ５０から出力される干渉光は、図４に例示されるものに限られるものではなく、例えば、干渉縞がより密に観察されてもよく、あるいは、干渉縞の一部が観察されてもよい。
［受光器６０］
図１に戻って、受光器６０は、光学センサ５０から出力された出力光としての干渉光を入射して、当該干渉光に応じた物理量を演算する。受光器６０は、分光器６１と、光検出部６２と、ＭＰＵ６３とを有する。
図１に戻って、受光器６０は、光学センサ５０から出力された出力光としての干渉光を入射して、当該干渉光に応じた物理量を演算する。受光器６０は、分光器６１と、光検出部６２と、ＭＰＵ６３とを有する。
［分光器６１］
分光器６１は、ビームスプリッタ３０から出力された複数の出力光、つまり、光学センサ５０から出力された干渉光を入射して、当該干渉光をΔλ１〜Δλ２０までの波長領域に応じて分光する。分光器６１は、本発明の分光素子の一例である。
本実施形態では、分光器６１は、干渉光をΔλ１〜Δλ２０の波長領域に分光する回折格子６１１を備える。
なお、分光器６１は、上記構成に限られるものではなく、例えば、ＷＤＭや複数の回折格子を備えて構成されていてもよい。
分光器６１は、ビームスプリッタ３０から出力された複数の出力光、つまり、光学センサ５０から出力された干渉光を入射して、当該干渉光をΔλ１〜Δλ２０までの波長領域に応じて分光する。分光器６１は、本発明の分光素子の一例である。
本実施形態では、分光器６１は、干渉光をΔλ１〜Δλ２０の波長領域に分光する回折格子６１１を備える。
なお、分光器６１は、上記構成に限られるものではなく、例えば、ＷＤＭや複数の回折格子を備えて構成されていてもよい。
［光検出部６２］
光検出部６２は、光検出素子６２１や図示略の光電変換機、増幅器、ＡＤ変換器などを備えて構成され、分光器６１によって分光された複数の干渉光を検出し、それぞれの干渉光に応じた干渉信号を出力する。
また、本実施形態では、異なる素材から形成された複数の光検出素子６２１がアレイ状に配置されて構成されている。例えば、光検出部６２には、Siから形成され短波長の波長領域の干渉光を検出する光検出素子６２１がアレイ状に複数配置される。また、光検出部６２には、InGaAsから形成され長波長の波長領域の干渉光を検出する光検出素子６２１がアレイ状に複数配置される。
なお、光検出部６２は、上記構成に限られるものではなく、分光器６１によって分光された複数の干渉光を検出し、それぞれの干渉光に応じた干渉信号を出力可能に構成されていればよい。
光検出部６２は、光検出素子６２１や図示略の光電変換機、増幅器、ＡＤ変換器などを備えて構成され、分光器６１によって分光された複数の干渉光を検出し、それぞれの干渉光に応じた干渉信号を出力する。
また、本実施形態では、異なる素材から形成された複数の光検出素子６２１がアレイ状に配置されて構成されている。例えば、光検出部６２には、Siから形成され短波長の波長領域の干渉光を検出する光検出素子６２１がアレイ状に複数配置される。また、光検出部６２には、InGaAsから形成され長波長の波長領域の干渉光を検出する光検出素子６２１がアレイ状に複数配置される。
なお、光検出部６２は、上記構成に限られるものではなく、分光器６１によって分光された複数の干渉光を検出し、それぞれの干渉光に応じた干渉信号を出力可能に構成されていればよい。
ＭＰＵ６３は、所謂Micro Processing Unitであり、光検出部６２から出力される複数の干渉信号を入力して、それぞれの干渉信号に応じた物理量を演算する。本実施形態では、ＭＰＵ６３は、公知の演算方法により、干渉信号から物理量を測定する。すなわち、ＭＰＵ６３は、干渉信号から図４に示す干渉縞を求める。そして、ＭＰＵ６３は、図４で実線Ｌ１および一点鎖線Ｌ２で示す干渉縞の周期的な強度変化から、位相変化を算出する。ＭＰＵ６３は、この位相変化と物理量との相関関係を予め求めておくことで、位相変化に応じた物理量を算出する。
［第１実施形態の効果］
以上のような第１実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、光学フィルタ４０は、光源１０から放射された光が入射する光路２０に複数配置され、当該光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に波長分割する。そして、光学フィルタ４０は、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０の近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長領域、例えば、Δλ１の波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０は光源１０の近くに配置される。そして、伝送損失率の小さい波長領域、例えば、Δλ１９の波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０は光源１０の遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０が光源１０の近くに配置されるので、ビームスプリッタ３０から光学センサ５０までの伝送損失を抑制することができる。そのため、ビームスプリッタ３０から光学センサ５０までの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
以上のような第１実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、光学フィルタ４０は、光源１０から放射された光が入射する光路２０に複数配置され、当該光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に波長分割する。そして、光学フィルタ４０は、波長分割する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０の近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長領域、例えば、Δλ１の波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０は光源１０の近くに配置される。そして、伝送損失率の小さい波長領域、例えば、Δλ１９の波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０は光源１０の遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を波長分割する光学フィルタ４０が光源１０の近くに配置されるので、ビームスプリッタ３０から光学センサ５０までの伝送損失を抑制することができる。そのため、ビームスプリッタ３０から光学センサ５０までの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
（２）本実施形態では、２０個目の光学センサ５０には、１９個目の光学フィルタ４０によって波長分割されず透過した光が入射される。そのため、光源１０から放出された光を２０個の波長領域の分離光に波長分割させて、それぞれ光学センサ５０に入射させる場合において、例えば、光学フィルタ４０を２０個設ける場合に比べて、光学フィルタ４０の数を少なくすることができる。
（３）本実施形態では、光検出部６２に、異なる素材から形成された複数の光検出素子６２１がアレイ状に配置されているので、それぞれ異なる波長領域の複数の出力光としての干渉光を、光検出部６２でそれぞれ検出することができる。そのため、光検出部６２にて検出する出力光の波長範囲を容易に広げることができる。
（４）本実施形態では、複数の出力光を波長分割する分光器６１が回折格子６１１を有しているため、簡単な構成で、出力光としての干渉光をそれぞれ異なる波長領域Δλ１〜Δλ２０に分光することができる。
（５）本実施形態では、光学センサ５０は、被測定物の物理量に応じた第１偏波光および第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバセンサ部５１を有しているので、当該第１偏波光および第２偏波光の干渉光を解析することにより、物理量を測定できる。そのため、圧力や歪みといった物理量を高精度で測定することができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面に基づいて説明する。
第２実施形態では、光学センサ５０Ａは、入射する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ａの近くから遠くに向かって配置される点で第１実施形態と異なる。
次に、本発明の第２実施形態について図面に基づいて説明する。
第２実施形態では、光学センサ５０Ａは、入射する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ａの近くから遠くに向かって配置される点で第１実施形態と異なる。
図５は、第２実施形態の物理量測定装置１Ａの概略構成を示す図である。
図５に示すように、物理量測定装置１Ａは、光源１０Ａと、光路２０Ａと、ビームスプリッタ３０Ａと、光学フィルタ４０Ａと、光学センサ５０Ａと、受光器６０Ａとを備える。また、受光器６０Ａは、分光器６１Ａと、光検出部６２Ａと、ＭＰＵ６３Ａとを有する。分光器６１Ａは回折格子６１１Ａを有し、光検出部６２Ａは光検出素子６２１Ａを有する。
なお、光源１０Ａ、光路２０Ａ、ビームスプリッタ３０Ａ、受光器６０Ａ、分光器６１Ａ、光検出部６２Ａ、ＭＰＵ６３Ａ、回折格子６１１Ａ、光検出素子６２１Ａは、前述した第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
図５に示すように、物理量測定装置１Ａは、光源１０Ａと、光路２０Ａと、ビームスプリッタ３０Ａと、光学フィルタ４０Ａと、光学センサ５０Ａと、受光器６０Ａとを備える。また、受光器６０Ａは、分光器６１Ａと、光検出部６２Ａと、ＭＰＵ６３Ａとを有する。分光器６１Ａは回折格子６１１Ａを有し、光検出部６２Ａは光検出素子６２１Ａを有する。
なお、光源１０Ａ、光路２０Ａ、ビームスプリッタ３０Ａ、受光器６０Ａ、分光器６１Ａ、光検出部６２Ａ、ＭＰＵ６３Ａ、回折格子６１１Ａ、光検出素子６２１Ａは、前述した第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
［光学フィルタ４０Ａ］
光学フィルタ４０Ａは、前述した第１実施形態と同様にＷＤＭフィルタから構成され、光源１０Ａから放出された光を第１光路２１Ａから入射する。そして、当該光をそれぞれ異なる複数の波長領域の分離光に波長分割し、第２光路２２Ａに出力する。
本実施形態では、光学フィルタ４０Ａは、光源１０Ａから放出された光を、２０ｎｍ間隔で、それぞれ異なる波長領域Δλ１〜Δλ２０の分離光に波長分割する。すなわち、光学フィルタ４０Ａは、光源１０Ａから放出された光を、２０個の波長領域の分離光に波長分割する。
光学フィルタ４０Ａは、前述した第１実施形態と同様にＷＤＭフィルタから構成され、光源１０Ａから放出された光を第１光路２１Ａから入射する。そして、当該光をそれぞれ異なる複数の波長領域の分離光に波長分割し、第２光路２２Ａに出力する。
本実施形態では、光学フィルタ４０Ａは、光源１０Ａから放出された光を、２０ｎｍ間隔で、それぞれ異なる波長領域Δλ１〜Δλ２０の分離光に波長分割する。すなわち、光学フィルタ４０Ａは、光源１０Ａから放出された光を、２０個の波長領域の分離光に波長分割する。
［光学センサ５０Ａ］
光学センサ５０Ａは、前述した第１実施形態と同様に、偏波保持光ファイバセンサとして構成され、図示略の被測定物に配置されている。
本実施形態では、光学センサ５０Ａは、光学フィルタ４０Ａによって波長分割された複数の波長領域の分離光に応じて２０個設けられる。そして、それぞれの光学センサ５０Ａは、被測定物の物理量に応じた出力光を、第２光路２２Ａおよび光学フィルタ４０Ａを介して、第１光路２１Ａに出力する。第１光路２１Ａに入射した出力光は、ビームスプリッタ３０Ａおよび第３光路２３Ａを介して、受光器６０Ａに入射される。
光学センサ５０Ａは、前述した第１実施形態と同様に、偏波保持光ファイバセンサとして構成され、図示略の被測定物に配置されている。
本実施形態では、光学センサ５０Ａは、光学フィルタ４０Ａによって波長分割された複数の波長領域の分離光に応じて２０個設けられる。そして、それぞれの光学センサ５０Ａは、被測定物の物理量に応じた出力光を、第２光路２２Ａおよび光学フィルタ４０Ａを介して、第１光路２１Ａに出力する。第１光路２１Ａに入射した出力光は、ビームスプリッタ３０Ａおよび第３光路２３Ａを介して、受光器６０Ａに入射される。
ここで、本実施形態では、光学センサ５０Ａは、入射する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ａの近くから遠くに向かって配置される。すなわち、図２に示す、最も伝送損失率が大きいΔλ１の波長領域、つまり、１２５０ｎｍ〜１２７０ｎｍの分離光を入射する光学センサ５０Ａが光源１０Ａの最も近くに配置される。そして、Δλ２、Δλ３と、伝送損失率の大きい波長領域の分離光を入射する光学センサ５０Ａが順に配置され、Δλ２０の波長領域の分離光を入射する光学センサ５０Ａが光源１０Ａの最も遠くに配置される。
［第２実施形態の効果］
以上のような第２実施形態では、次の効果を奏することができる。
（６）本実施形態では、光学センサ５０Ａは、光学フィルタ４０Ａによって波長分割された複数の波長領域の分離光に応じて複数設けられ、分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を光路２０Ａに出力する。そして、光学センサ５０Ａは、入射する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ａの近くから遠くに向かって配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を入射する光学センサ５０Ａが光源１０Ａの近くに配置されるので、ビームスプリッタ３０Ａから光学センサ５０Ａまでの伝送損失を抑制することができる。そのため、前述した第１実施形態と同様に、ビームスプリッタ３０Ａから光学センサ５０Ａまでの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
以上のような第２実施形態では、次の効果を奏することができる。
（６）本実施形態では、光学センサ５０Ａは、光学フィルタ４０Ａによって波長分割された複数の波長領域の分離光に応じて複数設けられ、分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を光路２０Ａに出力する。そして、光学センサ５０Ａは、入射する波長領域の分離光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ａの近くから遠くに向かって配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長領域の分離光を入射する光学センサ５０Ａが光源１０Ａの近くに配置されるので、ビームスプリッタ３０Ａから光学センサ５０Ａまでの伝送損失を抑制することができる。そのため、前述した第１実施形態と同様に、ビームスプリッタ３０Ａから光学センサ５０Ａまでの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図面に基づいて説明する。
第３実施形態では、光学センサ５０Ｂは、所謂ＦＢＧ（ファイバ・ブラッグ・グレーティング）センサから構成される点で第１，第２実施形態と異なる。
次に、本発明の第３実施形態について図面に基づいて説明する。
第３実施形態では、光学センサ５０Ｂは、所謂ＦＢＧ（ファイバ・ブラッグ・グレーティング）センサから構成される点で第１，第２実施形態と異なる。
図６は、第３実施形態の物理量測定装置１Ｂの概略構成を示す図である。
図６に示すように、物理量測定装置１Ｂは、光源１０Ｂと、光路２０Ｂと、ビームスプリッタ３０Ｂと、光学センサ５０Ｂと、受光器６０Ｂとを備える。また、受光器６０Ｂは、分光器６１Ｂと、光検出部６２Ｂと、ＭＰＵ６３Ｂとを有する。分光器６１Ｂは回折格子６１１Ｂを有し、光検出部６２Ｂは光検出素子６２１Ｂを有する。
なお、光源１０Ｂ、光路２０Ｂ、第３光路２３Ｂ、ビームスプリッタ３０Ｂ、受光器６０Ｂ、分光器６１Ｂ、光検出部６２Ｂ、ＭＰＵ６３Ｂ、回折格子６１１Ｂ、光検出素子６２１Ｂは、前述した第１、第２実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
図６に示すように、物理量測定装置１Ｂは、光源１０Ｂと、光路２０Ｂと、ビームスプリッタ３０Ｂと、光学センサ５０Ｂと、受光器６０Ｂとを備える。また、受光器６０Ｂは、分光器６１Ｂと、光検出部６２Ｂと、ＭＰＵ６３Ｂとを有する。分光器６１Ｂは回折格子６１１Ｂを有し、光検出部６２Ｂは光検出素子６２１Ｂを有する。
なお、光源１０Ｂ、光路２０Ｂ、第３光路２３Ｂ、ビームスプリッタ３０Ｂ、受光器６０Ｂ、分光器６１Ｂ、光検出部６２Ｂ、ＭＰＵ６３Ｂ、回折格子６１１Ｂ、光検出素子６２１Ｂは、前述した第１、第２実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
［光学センサ５０Ｂ］
光学センサ５０Ｂ、ファイバ・ブラッグ・グレーティングを有する所謂ＦＢＧセンサであり、第１光路２１Ｂにおいて、図示しない被測定物に複数配置される。本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、第１光路２１Ｂに２０個配置される。また、光学センサ５０Ｂは、前述した第１，２実施形態と同様に、被測定物の圧力や歪みを測定するものである。なお、被測定物としては、前述した第１，第２実施形態と同様に、数十キロメートルに亘って敷設されるパイプラインなどが例示される。また、光学センサ５０Ｂは、被測定物の圧力や歪みを測定するものに限られるものではなく、例えば、被測定物の加速度や温度を測定するものであってもよい。
さらに、光学センサ５０Ｂは、上記構成に限られるものではなく、例えば、ＣＦＢＧ（チャープ・ファイバ・ブラッグ・グレーティング）、ＴＦＢＧ（傾斜型・ファイバ・ブラッグ・グレーティング）、ＦＰ−ＦＢＧ（ファブリペロー型・ファイバ・ブラッグ・グレーティング）、ＬＰＧ（長周期光型・ファイバ・グレーティング）等を有して構成されていてもよい。
光学センサ５０Ｂ、ファイバ・ブラッグ・グレーティングを有する所謂ＦＢＧセンサであり、第１光路２１Ｂにおいて、図示しない被測定物に複数配置される。本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、第１光路２１Ｂに２０個配置される。また、光学センサ５０Ｂは、前述した第１，２実施形態と同様に、被測定物の圧力や歪みを測定するものである。なお、被測定物としては、前述した第１，第２実施形態と同様に、数十キロメートルに亘って敷設されるパイプラインなどが例示される。また、光学センサ５０Ｂは、被測定物の圧力や歪みを測定するものに限られるものではなく、例えば、被測定物の加速度や温度を測定するものであってもよい。
さらに、光学センサ５０Ｂは、上記構成に限られるものではなく、例えば、ＣＦＢＧ（チャープ・ファイバ・ブラッグ・グレーティング）、ＴＦＢＧ（傾斜型・ファイバ・ブラッグ・グレーティング）、ＦＰ−ＦＢＧ（ファブリペロー型・ファイバ・ブラッグ・グレーティング）、ＬＰＧ（長周期光型・ファイバ・グレーティング）等を有して構成されていてもよい。
各光学センサ５０Ｂは、光源１０Ｂから放出される所定の波長領域の光を入射して、それぞれ異なる波長λの出力光を、被測定物の物理量に応じて出力する。
本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、干渉光を出力光として出力する。なお、光学センサ５０Ｂが出力する出力光は、上記構成に限られるものではなく、例えば、光学センサ５０Ｂにて反射された反射光であってもよく、また、光学センサ５０Ｂを透過した透過光であってもよい。光学センサ５０Ｂは、透過光を出力光として出力する場合、ループミラー、カプラ、サーキュレータ等を備えて構成されていてもよい。
本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、干渉光を出力光として出力する。なお、光学センサ５０Ｂが出力する出力光は、上記構成に限られるものではなく、例えば、光学センサ５０Ｂにて反射された反射光であってもよく、また、光学センサ５０Ｂを透過した透過光であってもよい。光学センサ５０Ｂは、透過光を出力光として出力する場合、ループミラー、カプラ、サーキュレータ等を備えて構成されていてもよい。
ここで、本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、出力する波長の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ｂの近くから遠くに向かって配置されている。例えば、図２に示すように、伝送損失率の大きい１２６０ｎｍの波長λ１の出力光を出力する光学センサ５０Ｂは、光源１０Ｂの近くに配置され、伝送損失率の小さい１５６０ｎｍの波長λ２０の出力光を出力する光学センサ５０Ｂは、光源１０Ｂの遠くに配置される。このように、本実施形態では、出力する出力光の波長が、光源１０Ｂの近くから遠くに向かって、伝送損失率の大きい波長λ１から伝送損失率の小さい波長λ２０の順になるように、光学センサ５０Ｂが配置されている。
［第３実施形態の効果］
以上のような第３実施形態では、次の効果を奏することができる。
（７）本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、光源１０Ｂから放射された光が入射する光路２０Ｂに複数配置され、当該光を入射して、それぞれ異なる波長λの出力光を、被測定物の物理量に応じて出力する。そして、光学センサ５０Ｂは、出力する波長の出力光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ｂの近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長λ１の出力光を出力する光学センサ５０Ｂは光源１０Ｂの近くに配置され、伝送損失率の小さい波長λ２０の出力光を出力する光学センサ５０Ｂは光源１０Ｂの遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長の出力光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長の出力光を出力する光学センサ５０Ｂが光源１０Ｂの近くに配置されるので、ビームスプリッタ３０Ｂから光学センサ５０Ｂまでの伝送損失を抑制することができる。そのため、ビームスプリッタ３０Ｂから光学センサ５０Ｂまでの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
以上のような第３実施形態では、次の効果を奏することができる。
（７）本実施形態では、光学センサ５０Ｂは、光源１０Ｂから放射された光が入射する光路２０Ｂに複数配置され、当該光を入射して、それぞれ異なる波長λの出力光を、被測定物の物理量に応じて出力する。そして、光学センサ５０Ｂは、出力する波長の出力光の伝送損失率の大きさの順に、光源１０Ｂの近くから遠くに向かって配置される。つまり、伝送損失率の大きい波長λ１の出力光を出力する光学センサ５０Ｂは光源１０Ｂの近くに配置され、伝送損失率の小さい波長λ２０の出力光を出力する光学センサ５０Ｂは光源１０Ｂの遠くに配置される。これにより、伝送損失率の大きな波長の出力光を利用して物理量を測定した場合でも、伝送損失率の大きな波長の出力光を出力する光学センサ５０Ｂが光源１０Ｂの近くに配置されるので、ビームスプリッタ３０Ｂから光学センサ５０Ｂまでの伝送損失を抑制することができる。そのため、ビームスプリッタ３０Ｂから光学センサ５０Ｂまでの伝送損失によって測定精度が低下することを抑制することができ、より広い波長領域の光を利用することができるので、測定精度を確保しつつ測定点を増やすことができる。
（８）本実施形態では、光学センサ５０Ｂとして、所謂ＦＢＧセンサを用いるので、光源１０Ｂから放出される所定の波長領域の光に対して、光学センサ５０Ｂをより多く配置することができる。そのため、測定点をより増やすことができる。
［変形例］
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１、第２実施形態では、光学センサ５０，５０Ａは、偏波保持光ファイバセンサ部５１と、反射板５２とを有する、所謂偏波保持光ファイバセンサとして構成されていたが、これに限定されない。例えば、光学センサ５０，５０Ａは、ファブリペロー式、マッハツェンダー式、マイケルソン式、ＦＢＧ式などの干渉型センサとして構成されていてもよい。さらに、光学センサ５０，５０Ａとして、これらが混在する場合も本発明に含まれる。
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１、第２実施形態では、光学センサ５０，５０Ａは、偏波保持光ファイバセンサ部５１と、反射板５２とを有する、所謂偏波保持光ファイバセンサとして構成されていたが、これに限定されない。例えば、光学センサ５０，５０Ａは、ファブリペロー式、マッハツェンダー式、マイケルソン式、ＦＢＧ式などの干渉型センサとして構成されていてもよい。さらに、光学センサ５０，５０Ａとして、これらが混在する場合も本発明に含まれる。
前記第１実施形態では、光学フィルタ４０は、光路２０に１９個設けられていたが、これに限定されるものではなく、光学フィルタ４０は、１９個以上設けられていてもよく、あるいは、１９個未満であってもよい。すなわち、光学フィルタ４０は、複数設けられていればよい。
同様に、前記第１実施形態では、光学センサ５０は、２０個設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、光学センサ５０は、２０個以上設けられていてもよく、あるいは、２０個未満であってもよい。すなわち、光学センサ５０は、複数設けられていればよい。
同様に、前記第１実施形態では、光学センサ５０は、２０個設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、光学センサ５０は、２０個以上設けられていてもよく、あるいは、２０個未満であってもよい。すなわち、光学センサ５０は、複数設けられていればよい。
前記第２実施形態では、光学フィルタ４０Ａは、光源１０Ａから放出された光を、２０個の波長領域の分離光に波長分割していたが、これに限定されるものではない。例えば、光学フィルタ４０Ａは、光源１０Ａから放出された光を、２０個以上の波長領域の分離光に波長分割してもよく、あるいは、２０個未満の波長領域の分離光に波長分割してもよく、複数の波長領域の分離光に波長分割可能に構成されていればよい。
同様に、前記２実施形態では、光学センサ５０Ａは、２０個設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、光学センサ５０Ａは、２０個以上設けられていてもよく、あるいは、２０個未満であってもよい。すなわち、光学センサ５０Ａは、複数設けられていればよい。
同様に、前記２実施形態では、光学センサ５０Ａは、２０個設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、光学センサ５０Ａは、２０個以上設けられていてもよく、あるいは、２０個未満であってもよい。すなわち、光学センサ５０Ａは、複数設けられていればよい。
前記第３実施形態では、光学センサ５０Ｂは、光路２０Ｂに２０個設けられていたが、これに限定されるものではなく、光学センサ５０Ｂは、２０個以上設けられていてもよく、あるいは、２０個未満であってもよい。すなわち、光学センサ５０Ｂは、複数設けられていればよい。
前記第３実施形態では、光学センサ５０Ｂが反射光を出力光として出力する場合において、光学センサ５０Ｂは、出力する波長の反射光の伝送損失率の大きさの順、かつ、波長の短い順に、光源１０Ｂの近くから遠くに向かって配置されていてもよい。
すなわち、図２において、伝送損失率の大きさ順と、波長の短い順とが異なるλ４、λ１１、λ１４、λ１７、λ１９の波長の反射光を出力する光学センサ５０Ｂは配置しないようにすることで、光学センサ５０Ｂを、出力する波長の反射光の伝送損失率の大きさの順、かつ、波長の短い順に配置する。これにより、反射光によるクラッドモードの影響を抑制することができる。
すなわち、図２において、伝送損失率の大きさ順と、波長の短い順とが異なるλ４、λ１１、λ１４、λ１７、λ１９の波長の反射光を出力する光学センサ５０Ｂは配置しないようにすることで、光学センサ５０Ｂを、出力する波長の反射光の伝送損失率の大きさの順、かつ、波長の短い順に配置する。これにより、反射光によるクラッドモードの影響を抑制することができる。
１，１Ａ，１Ｂ…物理量測定装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ…光源、２０，２０Ａ，２０Ｂ…光路、３０，３０Ａ，３０Ｂ…ビームスプリッタ、４０，４０Ａ…光学フィルタ、５０，５０Ａ，５０Ｂ…光学センサ、５１…偏波保持光ファイバセンサ部、６０，６０Ａ，６０Ｂ…受光器、６１，６１Ａ，６１Ｂ…分光器（分光素子）、６２，６２Ａ，６２Ｂ…光検出部、６３，６３Ａ，６３Ｂ…ＭＰＵ、６１１，６１１Ａ，６１１Ｂ…回折格子、６２１，６２１Ａ，６２１Ｂ…光検出素子。
Claims (7)
- 広帯域な波長の光を放出する光源と、
前記光源から放出される光が入射する光路と、
前記光路に複数設けられ、前記光をそれぞれ異なる波長領域の分離光に前記光路から波長分割する光学フィルタと、
複数の前記光学フィルタに応じて複数設けられ、前記分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を前記光路に出力する光学センサと、
前記光路に設けられ、複数の前記光学センサから出力された複数の前記出力光を入射して前記光路から分光するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタから出力された複数の前記出力光を入射して、前記波長領域に応じて分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された複数の前記出力光を検出する光検出部と、を備え、
前記光学フィルタは、波長分割する前記波長領域の前記分離光の伝送損失率の大きさの順に、前記光源の近くから遠くに向かって配置される
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項１に記載の物理量測定装置において、
前記光学フィルタは、ｎ（ｎは自然数）個設けられ、
前記光学センサは、ｎ＋１個設けられる
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 広帯域な波長の光を放出する光源と、
前記光源から放出される光が入射する光路と、
前記光路に設けられ、前記光をそれぞれ異なる複数の波長領域の分離光に前記光路から波長分割する光学フィルタと、
前記光学フィルタによって波長分割された複数の波長領域の前記分離光に応じて複数設けられ、前記分離光を入射して被測定物の物理量に応じた出力光を前記光路に出力する光学センサと、
前記光路に設けられ、複数の前記光学センサから出力された複数の前記出力光を入射して前記光路から分光するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタから出力された複数の前記出力光を入射して、前記波長領域に応じて分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された複数の前記出力光を検出する光検出部と、を備え、
前記光学センサは、入射する前記波長領域の前記分離光の伝送損失率の大きさの順に、前記光源の近くから遠くに向かって配置される
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の物理量測定装置において、
前記光検出部は、異なる素材から形成された複数の光検出素子がアレイ状に配置されている
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の物理量測定装置において、
前記分光素子は、回折格子を有する
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の物理量測定装置において、
前記光学センサは、前記分離光を入射して前記被測定物の物理量に応じた第１偏波光および前記第１偏波光と位相の異なる第２偏波光を出力する偏波保持光ファイバセンサ部を有する
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 広帯域な波長の光を放出する光源と、
前記光源から放出される光が入射する光路と、
前記光路に複数設けられ、前記光を入射して、それぞれ異なる波長の出力光を、被測定物の物理量に応じて出力する光学センサと、
前記光路に設けられ、複数の前記光学センサから出力された複数の前記出力光を入射して前記光路から分光するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタから出力された複数の前記出力光を入射して、前記波長に応じて分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された複数の前記出力光を検出する光検出部と、を備え、
前記光学センサは、出力する波長の前記出力光の伝送損失率の大きさの順に、前記光源の近くから遠くに向かって配置される
ことを特徴とする物理量測定装置。
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2020
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