JP5065182B2

JP5065182B2 - Optical fiber sensor

Info

Publication number: JP5065182B2
Application number: JP2008172708A
Authority: JP
Inventors: 昌輝忠隈; 治郎廣石; 正典高橋
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-07-01
Also published as: JP2010014446A

Description

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。 The present invention relates to an optical fiber sensor that measures temperature and distortion of an object to be measured using an optical fiber.

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）。 Conventionally, there has been disclosed an optical fiber sensor that uses an optical fiber to measure temperature and distortion of an object to be measured without electrical contact. There are various types of optical fiber sensors. For example, when test light is input to the optical fiber, the interaction between the longitudinal acoustic wave generated by the thermal energy in the optical fiber and the light wave of the test light occurs. There is a method of generating Brillouin scattered light and measuring the frequency shift amount of the Brillouin scattered light. Note that such Brillouin scattered light is scattered backward with respect to the light propagation direction, and is hereinafter referred to as back Brillouin scattered light. The frequency shift amount of the backward Brillouin scattered light varies depending on the temperature of the optical fiber and the applied stress. Therefore, by measuring the frequency shift amount, it is possible to measure the ambient temperature of the optical fiber and the distortion of the measurement object to which the optical fiber is attached. This method of measuring the frequency shift amount of backward Brillouin scattered light has the advantage that the distribution state of temperature and strain can be measured over a long distance using an optical fiber normally used in transmission lines (for example, patents) Reference 1).

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。 However, the method of measuring the frequency shift amount of the back Brillouin scattered light has the following advantages, but has the following problems. That is,
In order to detect backscattered light, a configuration using an OTDR device (Optical Time Domain Reflectometer) is required. As a result, the apparatus configuration is complicated.
In the case of an optical fiber made of ordinary silica glass, the frequency shift amount of backward Brillouin scattered light is around 10 GHz. Therefore, in order to measure the frequency shift amount, a light receiving element having a measurable frequency band of 10 GHz or more is required, and a corresponding high frequency circuit is also required for the corresponding electric circuit. Therefore, the measuring apparatus becomes expensive. .

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。 On the other hand, guided acoustic wave Brillouin scattering in which Brillouin scattered light having a very low scattering efficiency of 10 ⁻¹⁰ m ⁻¹ is generated by the interaction between the transverse acoustic wave generated by the thermal energy in the optical fiber and the light wave. A scattering phenomenon called (Guided Acoustic Wave Brillouin Scattering, GAWBS) is known (for example, see Non-Patent Documents 1 to 3). The scattered light by the guided acoustic wave type Brillouin scattering (guided acoustic wave type Brillouin scattered light) travels in the same direction as the propagation direction of the test light, and is also referred to as forward Brillouin scattered light.

この導波音響波型ブリユアン散乱光は、横波音響波の周波数において変調を受けたものであるが、この周波数は、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。
・散乱光は横波音響波の周波数に応じた複数の周波数成分を含む。各周波数成分のピーク周波数は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。 This guided acoustic wave type Brillouin scattered light is modulated at the frequency of the transverse acoustic wave, but this frequency changes according to the temperature of the optical fiber and the applied stress. It can be applied to an optical fiber sensor to be measured (for example, see Non-Patent Documents 4 and 5). In addition, the method using guided acoustic wave type Brillouin scattered light has the following characteristics as compared with the method using backward Brillouin scattered light. That is,
-An OTDR device is not required to detect forward scattered light. As a result, the apparatus configuration is simplified.
The scattered light includes a plurality of frequency components corresponding to the frequency of the transverse acoustic wave. Since the peak frequency of each frequency component occurs in the vicinity of 20 to 800 MHz, about 1 GHz is sufficient as the frequency band characteristics of the light receiving element. Therefore, the measuring device becomes cheaper.

特開２００７−１７８３４６号公報JP 2007-178346 A 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）Nishizawa, Mori, Goto, Miyauchi “Characteristics of GAWBS in Constant Polarization Fiber” IEICE Technical Report LQE95-103 (1995-11) K.Shiraki and M.Ohashi “Sound velocity measurement based on guided acoustic-wave brillouin scattering” IEEE Photn.Technol.Lett.Vol.4,pp.1177-1180,1992K. Shiraki and M. Ohashi “Sound velocity measurement based on guided acoustic-wave brillouin scattering” IEEE Photn. Technol. Lett. Vol. 4, pp. 1177-1180, 1992 A.Melloni, M.Martinelli and A.Fellegara “Frequency characterization of the nonlinear refractive index in optical Fiber” Fiber and Integrated Optics,18,pp1-13,1999A.Melloni, M.Martinelli and A.Fellegara “Frequency characterization of the nonlinear refractive index in optical fiber” Fiber and Integrated Optics, 18, pp1-13, 1999 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−３−１４２Tanaka, Komine “Optical fiber temperature sensor using GAWBS” IEICE General Conference 1997, C-3-142 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−３−４Tanaka, Nunokawa, Kominato “Optical Fiber Tensile Strain Sensor Using GAWBS” The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Electronics Society 1997, C-3-4

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、発生する導波音響波型ブリユアン散乱光が微弱であるため、その変化の検出が困難であるという問題があった。 However, the conventional optical fiber sensor using the guided acoustic wave type Brillouin scattered light has a problem that it is difficult to detect the change because the generated guided acoustic wave type Brillouin scattered light is weak.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導波音響波型ブリユアン散乱光の変化をより容易に検出することができる光ファイバセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical fiber sensor that can more easily detect a change in guided acoustic wave type Brillouin scattered light.

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、所定の変調周波数で変調された試験光を出力する光源と、少なくとも一方の端部において前記試験光を受け付け、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光ファイバと、前記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て電子信号に変換する受光手段と、前記変調周波数のピーク電力強度を測定する電力測定手段を有する検出手段と、を備え、前記変調周波数は、前記導波音響波型ブリユアン散乱光の有する音響波による周波数成分と重畳する周波数に設定され、前記検出手段は、前記電力測定手段が測定した電力に基づいて前記光ファイバの周囲温度または該光ファイバにかかる応力を検出することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical fiber sensor according to the present invention includes a light source that outputs test light modulated at a predetermined modulation frequency, and accepts the test light at at least one end. An optical fiber that outputs guided acoustic wave type Brillouin scattered light generated by the test light from the other end, and receives the guided acoustic wave type Brillouin scattered light output from the optical fiber and converts it into an electronic signal. A light receiving means; and a detecting means having a power measuring means for measuring the peak power intensity of the modulation frequency, wherein the modulation frequency is superimposed on a frequency component due to the acoustic wave of the guided acoustic wave type Brillouin scattered light. Set to a frequency, and the detection means responds to the ambient temperature of the optical fiber or the response to the optical fiber based on the power measured by the power measurement means. And detecting the.

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、前記検出手段は、前記受光手段が変換した電気信号を受け付けて前記変調周波数を含む所定帯域の周波数成分を有する電気信号を透過する帯域透過フィルタを備え、前記電力測定手段は、前記帯域透過フィルタを透過した電気信号の電力を測定することを特徴とする。 Moreover, the optical fiber sensor according to the present invention is the above-described invention, wherein the detecting means receives the electric signal converted by the light receiving means and transmits the electric signal having a predetermined frequency component including the modulation frequency. The power measuring means includes a filter, and measures the power of the electric signal transmitted through the band-pass filter.

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、前記変調周波数は、温度または応力の所望検出範囲の下限における前記音響波による周波数成分のピーク周波数以下の周波数に設定されることを特徴とする。 The optical fiber sensor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the modulation frequency is set to a frequency equal to or lower than a peak frequency of a frequency component due to the acoustic wave at a lower limit of a desired detection range of temperature or stress. To do.

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、前記変調周波数は、温度または応力の所望検出範囲の上限における前記音響波による周波数成分のピーク周波数以上に設定されることを特徴とする。 The optical fiber sensor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the modulation frequency is set to be equal to or higher than a peak frequency of a frequency component due to the acoustic wave at an upper limit of a desired temperature or stress detection range.

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。 The optical fiber sensor according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the optical fiber sensor further comprises a plate-like member held on the surface in a state where the optical fiber is wound.

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。 In the optical fiber sensor according to the present invention as set forth in the invention described above, the plate member has flexibility.

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。 The optical fiber sensor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the optical fiber is a polarization maintaining optical fiber.

本発明によれば、試験光の変調周波数のピーク電力強度に基づいて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ので、導波音響波型ブリユアン散乱光の変化をより容易に検出できる光ファイバセンサを実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, since the ambient temperature of the measurement optical fiber or the stress applied to the measurement optical fiber is detected based on the peak power intensity of the modulation frequency of the test light, the change of the guided acoustic wave type Brillouin scattered light is detected. There exists an effect that the optical fiber sensor which can be detected more easily is realizable.

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。 Hereinafter, embodiments of an optical fiber sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected suitably to the same or corresponding element. Further, guided acoustic wave type Brillouin scattering is abbreviated as GAWBS as appropriate.

（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。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber sensor according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical fiber sensor 100 includes a light source device 1, a measurement optical fiber 2 connected to the light source device 1, and a detection device 3 connected to the measurement optical fiber 2. Note that the measurement optical fiber 2 is placed at a place where the temperature is to be measured, or attached to an object to be measured whose temperature or strain is to be measured.

図２は、図１に示す光源装置１の構成を示したブロック図である。図２に示すように、この光源装置１は、たとえば分布帰還型の半導体レーザダイオードからなり連続光としてのレーザ光を出力する連続光源１１と、連続光源１１から出力する連続光を受け付け、これを変調して出力する変調器１２と、変調器１２に変調のための電気信号を提供する電気信号発生器１３とを備える。なお、図２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。この光源装置１は、このような構成によって、所定の変調周波数で変調された変調光である試験光を出力する。なお、所定の変調周波数は、２０〜８００ＭＨｚ程度であるが、その設定については後述する。また、連続光源１１が出力する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、測定用光ファイバ２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。また、変調器１２としては、強度変調、位相変調、偏波変調等の各種変調方法を採用したものを使用することができる。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the light source device 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the light source device 1 includes, for example, a distributed light source type semiconductor laser diode that receives a continuous light source 11 that outputs laser light as continuous light, and continuous light output from the continuous light source 11. It comprises a modulator 12 that modulates and outputs, and an electrical signal generator 13 that provides the modulator 12 with an electrical signal for modulation. In FIG. 2, as for the lines connecting the components, the solid line means optical connection using a lens, an optical fiber or the like as appropriate, and the broken line means electrical connection. With this configuration, the light source device 1 outputs test light that is modulated light modulated at a predetermined modulation frequency. The predetermined modulation frequency is about 20 to 800 MHz, and the setting will be described later. The wavelength of the laser light output from the continuous light source 11 is, for example, 1500 to 1600 nm used for optical fiber communication, but is not particularly limited as long as the wavelength propagates through the measurement optical fiber 2 without excessive loss. Further, as the modulator 12, those employing various modulation methods such as intensity modulation, phase modulation, and polarization modulation can be used.

図３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３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。 FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross section of the measurement optical fiber 2 shown in FIG. 1 and a corresponding refractive index profile. As shown in FIG. 3, the measurement optical fiber 2 includes a central core portion 211, an outer core portion 212 formed on the outer periphery of the central core portion 211, and a cladding portion 213 formed on the outer periphery of the outer core portion 212. And a resin coating portion 22 formed on the outer periphery of the clad portion 213.

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たとえば９０μｍ以下である。 The glass portion 21 is made of quartz glass, germanium (Ge) is added to the central core portion 211, and fluorine (F) is added to the outer core portion 212. The clad 213 is made of pure quartz glass that does not contain a refractive index adjusting dopant. As a result, the optical fiber for measurement 2 has a refractive index profile shaped like the profile P in the glass portion 21. Further, the maximum value of the relative refractive index difference with respect to the clad portion 213 of the central core portion 211 is Δ1, and the relative refractive index difference with respect to the clad portion 213 of the outer core portion 212 is Δ2. The outer diameter of the cladding part 213, that is, the cladding diameter is, for example, 90 μm or less.

図４は、図３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４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４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８８μｍであり、外径が１４５μｍである。また、Δ１、Δ２は、それぞれ２．８％、−０．６％である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of characteristics of the measurement optical fiber 2 shown in FIG. In FIG. 4, “outer diameter” means the outer diameter of the resin coating portion 22, and “MFD” means the mode field diameter. As shown in FIG. 4, this measurement optical fiber 2 has, for example, a cladding diameter of 88 μm and an outer diameter of 145 μm. Δ1 and Δ2 are 2.8% and −0.6%, respectively.

図５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５に示すように、この検出装置３は、偏光子３１と、受光手段としてのフォトダイオード（ＰＤ）３２と、帯域透過フィルタ３３と、電力測定手段としての高周波（ＲＦ）パワーメータ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においても、各構成要素を接続する線については、実線のものは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。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the detection device 3 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the detection device 3 includes a polarizer 31, a photodiode (PD) 32 as a light receiving means, a band-pass filter 33, a radio frequency (RF) power meter 34 as a power measuring means, The control display 35 is connected in sequence. In FIG. 4, as for the lines connecting the components, the solid line means optical connection and the broken line means electrical connection.

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。 Next, the operation of the optical fiber sensor 100 will be described. When test light is output from the light source device 1, the measurement optical fiber 2 receives the test light at one end, and the test light propagates through the measurement optical fiber 2.

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６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６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Ｒ_０ｍ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ＴＲ_２ｍモード(torsional/radial mode)と呼ばれる２つのモードが存在する。Ｒ_０ｍ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Ｒ_０ｍ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、ＴＲ_２ｍ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ＴＲ_２ｍ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。 Here, a transverse acoustic wave is generated in the glass portion 21 of the measurement optical fiber 2 by the thermal energy. FIG. 6 is a diagram showing the vibration direction of the transverse acoustic wave generated in the glass part 21 of the measurement optical fiber 2 shown in FIG. 2 by arrows. As shown in FIG. 6, the transverse acoustic wave includes an R _0m mode (radial mode) that vibrates centrally at a predetermined resonance frequency and _{m of an} orthogonal xy axis, where m is an integer representing an order. There are two modes called TR _2m mode (torsional / radial mode) that vibrate at a predetermined resonance frequency so that one expands and the other compresses in the direction. Since the R _0m mode modulates the refractive index of the glass portion 21, phase modulation is induced. For this reason, the GAWBS resulting from the R _0m mode is called a polarized GAWBS. Therefore, the polarized GAWBS light generated by the polarized GAWBS is phase-modulated at a predetermined resonance frequency. On the other hand, since the TR _2m mode induces birefringence in the glass portion 21, it mainly induces polarization modulation. For this reason, GAWBS resulting from the TR _2m mode is called depolarized GAWBS. Therefore, the depolarized GAWBS light generated by the depolarized GAWBS is polarization-modulated at a predetermined resonance frequency.

ここで、各ＧＡＷＢＳの共振周波数について精査する。 Here, the resonance frequency of each GAWBS will be scrutinized.

（デポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数の関係式）
はじめに、光波ＨＥ_１１モードとＴＲ_２ｍ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。ＴＲ_２ｍモードによる共振周波数ｆ_Ｔｍは、非特許文献２によれば、音響波の横波速度をＶ_Ｓ、固有値をｙ_ｍ、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。 (Relational expression of resonance frequency of depolarized GAWBS)
First, consider the resonant frequency of the depolarized GAWBS generated from the light wave HE ₁₁ mode and the TR _2m mode. According to Non-Patent Document 2, the resonance frequency f _{Tm in the} TR _2m mode is expressed by the following formula (1), where V _S is the acoustic wave velocity, y _{m is} the eigenvalue, and d is the cladding diameter of the optical fiber. The

なお、固有値ｙ_ｍは、ＴＲ_２ｍ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Ｖ_Ｓと縦波速度Ｖ_Ｌとの比、すなわちＶ_Ｓ／Ｖ_Ｌをαとし、２次、３次のベッセル関数をＪ_２、Ｊ_３として、以下の式（２）を用いて求められる。 Note that the eigenvalues _{y m} is from the boundary conditions at the cladding portion surface of the optical fiber in the _{TR 2m} mode, the ratio between the shear wave velocity _{V S} and the longitudinal wave velocity _{V L} of the acoustic wave, i.e., the _V S / _{V L} alpha, The second-order and third-order Bessel functions are determined as J ₂ and J ₃ using the following equation (2).

（ポラライズドＧＡＷＢＳの共振周波数の関係式）
つぎに、光波ＨＥ_１１モードとＲ_０ｍ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。Ｒ_０ｍモードによる共振周波数ｆ_Ｒｍは、非特許文献３によれば、固有値をμ_ｍとして、以下の式（３）で表される。 (Relational expression of the resonance frequency of Polarized GAWBS)
Next, the resonance frequency of the polarized GAWBS generated from the light wave HE ₁₁ mode and the R _0m mode will be considered. According to Non Patent Literature 3, the resonance frequency f _{Rm in the} R _0m mode is expressed by the following equation (3), where the eigenvalue is μ _m .

なお、固有値μ_ｍ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Ｊ_０として、以下の式（４）を用いて求められる。 Note that the eigenvalues mu _m, when ignoring the boundary conditions of the cladding portion of the optical fiber and the resin-coated portion, the 0-order Bessel function as J _0, determined using the following equation (4).

通常の石英ガラス系光ファイバの場合、温度２０℃においてＶ_Ｓ＝３７４０ｍ／ｓ、Ｖ_Ｌ＝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、Ｖ_Ｌ／（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。 In the case of a normal quartz glass-based optical fiber, V _S = 3740 m / s and V _L = 5910 m / s at a temperature of 20 ° C. Then, for example, the primary resonance frequency of the polarized GAWBS is 29.85 MHz, and other high-order resonance frequencies are generated at intervals of V _L / (πd) ≈48 MHz. Further, the velocity of the acoustic wave varies depending on the temperature of the optical fiber or the applied stress.

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。さらにピーク周波数間隔は（１）式および（３）式から明らかなように、クラッドの直径に反比例するため、測定用光ファイバ２のクラッド径を小さくすることで、デポラライズドＧＡＷＢＳ光の変調周波数のピーク強度を従来のクラッド径がたとえば１２５μｍのものよりも強くすることができる。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。 As described above, in both the depolarized GAWBS and the polarized GAWBS, the resonance frequency peaks occur at periodic frequency intervals. The upper limit of the generated frequency band is about 800 MHz as described above, and it is known that the peak intensity is attenuated in a further high frequency band. Further, as apparent from the equations (1) and (3), the peak frequency interval is inversely proportional to the diameter of the cladding. Therefore, by reducing the cladding diameter of the measurement optical fiber 2, the peak of the modulation frequency of the depolarized GAWBS light is obtained. The strength can be made stronger than that of a conventional cladding diameter of, for example, 125 μm. As a result, this optical fiber sensor 100 has higher measurement sensitivity than before.

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。 In this manner, in the measurement optical fiber 2, polarized GAWBS light and depolarized GAWBS light having the same modulation frequency as a predetermined resonance frequency are generated by the interaction between the transverse acoustic wave of each mode and the light wave of the test light. Each generated GAWBS light propagates in the same direction as the test light and is output from the other end of the measurement optical fiber 2.

図７は、測定用光ファイバ２として図４に示す特性を有するものを用い、変調周波数を２８２．５ＭＨｚとした場合の周囲温度が２０℃の測定用光ファイバ２から出力したデポラライズドＧＡＷＢＳ光の周波数スペクトルを一部周波数領域について示した図である。図７に示すように、測定用光ファイバ２から出力したデポラライズドＧＡＷＢＳ光は、その周波数スペクトルに、或るＴＲ_２ｍモードの音響波による周波数成分Ｓ１と、試験光の変調周波数に対応するピーク周波数成分Ｐ１を含んでいる。図７に示すように、本実施の形態１においては、変調周波数は、或るＴＲ_２ｍモードの音響波による周波数成分Ｓ１と重畳する周波数に設定されている。 FIG. 7 shows the frequency of depolarized GAWBS light output from the measurement optical fiber 2 having an ambient temperature of 20 ° C. when the measurement optical fiber 2 having the characteristics shown in FIG. 4 is used and the modulation frequency is 282.5 MHz. It is the figure which showed a spectrum about a part frequency domain. As shown in FIG. 7, the depolarized GAWBS light output from the measurement optical fiber 2 includes a frequency component S1 due to an acoustic wave of a certain TR _2m mode and a peak frequency component corresponding to the modulation frequency of the test light. P1 is included. As shown in FIG. 7, in the first embodiment, the modulation frequency is set to a frequency that is superimposed on the frequency component S1 by an acoustic wave of a certain TR _2m mode.

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に入力する。このとき、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。なお、偏光子３１の透過偏光方向については、偏光子３１を透過し、強度変調に変換されたデポラライズドＧＡＷＢＳ光の強度変調振幅が最大になるように適宜調整する。つぎに、ＰＤ３２は、偏光子３１を透過した各ＧＡＷＢＳ光を受け付け、これを電気信号に変換して出力する。この電気信号は、図７に示すような或るＴＲ_２ｍモードの音響波による周波数成分Ｓ１と、変調周波数のピーク周波数成分Ｐ１とを含んでいる。つぎに、帯域透過フィルタ３３は、変調周波数を含む所定の透過帯域を有しており、ＰＤ３２が出力する電気信号のうち、変調周波数を含む所定帯域の周波数成分を有する電気信号を透過する。つぎに、ＲＦパワーメータ３４は、帯域透過フィルタ３３を透過した電気信号の電力を測定する。 Next, the detection device 3 receives each GAWBS light output from the measurement optical fiber 2. In the detection device 3, each GAWBS light is input to the polarizer 31. At this time, of the GAWBS light, the depolarized GAWBS light is transmitted through the polarizer 31 so that the polarization modulation is converted into intensity modulation. The transmission polarization direction of the polarizer 31 is appropriately adjusted so that the intensity modulation amplitude of the depolarized GAWBS light transmitted through the polarizer 31 and converted into the intensity modulation is maximized. Next, PD32 receives each GAWBS light which permeate | transmitted the polarizer 31, converts this into an electrical signal, and outputs it. This electric signal includes a frequency component S1 due to a certain TR _2m mode acoustic wave as shown in FIG. 7 and a peak frequency component P1 of the modulation frequency. Next, the band transmission filter 33 has a predetermined transmission band including the modulation frequency, and transmits an electric signal having a frequency component of a predetermined band including the modulation frequency among the electric signals output from the PD 32. Next, the RF power meter 34 measures the power of the electrical signal that has passed through the band-pass filter 33.

つぎに、制御表示器３５は、ＲＦパワーメータ３４が測定した電気信号の電力に基づいて、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。これについて具体的に説明する。 Next, the control indicator 35 detects the ambient temperature of the measurement optical fiber 2 or the distortion of the object to be measured based on the power of the electrical signal measured by the RF power meter 34. This will be specifically described.

図８は、制御表示器３５が、ＲＦパワーメータ３４が測定した電気信号の電力に基づいて測定用光ファイバ２の周囲温度を検出する原理について説明する説明図である。図８において、上段は、測定用光ファイバ２の周囲温度が或る温度の場合において、ＰＤ３２が出力する電気信号の周波数スペクトルの一部領域を示している。なお、周波数成分Ｓ２は、或るＴＲ_２ｍモードの音響波による周波数成分を示し、ピーク周波数成分Ｐ２は、変調周波数の周波数成分を示している。ピーク周波数成分Ｐ２の周波数は周波数成分Ｓ２のピーク周波数とほぼ一致している。また、帯域Δνは、帯域透過フィルタ３３の透過帯域を示している。この状態において、ＲＦパワーメータ３４が測定する電気信号の電力は、帯域Δνに含まれる電力であり、その最大強度Ｉ１に比例する電力値である。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the principle that the control indicator 35 detects the ambient temperature of the measurement optical fiber 2 based on the power of the electrical signal measured by the RF power meter 34. In FIG. 8, the upper part shows a partial region of the frequency spectrum of the electrical signal output from the PD 32 when the ambient temperature of the measurement optical fiber 2 is a certain temperature. The frequency component S2 indicates a frequency component due to an acoustic wave of a certain TR _2m mode, and the peak frequency component P2 indicates a frequency component of the modulation frequency. The frequency of the peak frequency component P2 substantially matches the peak frequency of the frequency component S2. A band Δν represents a transmission band of the band transmission filter 33. In this state, the power of the electrical signal measured by the RF power meter 34 is power included in the band Δν and is a power value proportional to the maximum intensity I1.

つぎに、図８の下段に示すように、測定用光ファイバ２の周囲温度が低下し、或るＴＲ_２ｍモードの音響波による周波数成分が周波数成分Ｓ３のように低周波数側に移動した場合は、周波数成分Ｓ３のうち帯域Δνに含まれる部分の強度が減少するため、帯域Δνに含まれる電力の最大強度も最大強度Ｉ１から最大強度Ｉ２へと減少し、ＲＦパワーメータ３４が測定する電気信号の電力も減少する。 Next, as shown in the lower part of FIG. 8, when the ambient temperature of the measurement optical fiber 2 decreases and the frequency component due to the acoustic wave of a certain TR _2m mode moves to the lower frequency side like the frequency component S3, Since the intensity of the frequency component S3 included in the band Δν decreases, the maximum intensity of the power included in the band Δν also decreases from the maximum intensity I1 to the maximum intensity I2, and the electric signal measured by the RF power meter 34 The power of is also reduced.

このように、ＲＦパワーメータ３４が測定する電気信号の電力は測定用光ファイバ２の周囲温度に応じて変化するので、ＲＦパワーメータ３４が測定した電気信号の電力に基づいて測定用光ファイバ２の周囲温度等を検出することができる。なお、測定用光ファイバ２に応力がかかった場合は、その応力の変化に応じて或るＴＲ_２ｍモードの音響波による周波数成分が移動し、具体的には応力の増大に応じて高周波側に移動する。したがって、上記と同様の原理によって、ＲＦパワーメータ３４が測定した電気信号の電力に基づいて測定用光ファイバ２にかかる応力を検出することができ、したがって被測定物の歪みを検出することができる。ゆえに、この光ファイバセンサ１００は、検出の困難な微弱な導波音響波型ブリユアン散乱光周波数の変化を検出する必要がなく、外部から入力された導波音響波型ブリユアン散乱光の変調信号強度の変化のみを測定すればいいので、より容易に周囲温度等を検出することができるものとなる。 As described above, since the electric power of the electric signal measured by the RF power meter 34 changes according to the ambient temperature of the measuring optical fiber 2, the measuring optical fiber 2 is based on the electric power of the electric signal measured by the RF power meter 34. Can be detected. When stress is applied to the measurement optical fiber 2, the frequency component due to the acoustic wave of a certain TR _2m mode moves according to the change in the stress, and specifically, the frequency component increases toward the high frequency side as the stress increases. Moving. Therefore, based on the same principle as described above, the stress applied to the measurement optical fiber 2 can be detected based on the power of the electrical signal measured by the RF power meter 34, and hence the distortion of the object to be measured can be detected. . Therefore, the optical fiber sensor 100 does not need to detect a weak change of the guided acoustic wave type Brillouin scattered light frequency that is difficult to detect, and the modulation signal intensity of the guided acoustic wave type Brillouin scattered light input from the outside. Since it is only necessary to measure the change in the ambient temperature, the ambient temperature and the like can be detected more easily.

なお、帯域Δνの値はたとえば１ｋＨｚ〜１ＭＨｚであり、帯域が狭いほど温度等の検出精度が高くなる。また、制御表示器３５の検出は、たとえば予め測定されたＲＦパワーメータ３４の測定電力値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測定電力値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。 Note that the value of the band Δν is, for example, 1 kHz to 1 MHz, and the detection accuracy such as temperature becomes higher as the band is narrower. The detection of the control indicator 35 is performed by, for example, a calculation process based on a relational expression between a measured power value of the RF power meter 34 measured in advance and temperature or stress. Further, it may be performed based on a correspondence table between the measured power value stored in the memory inside the control display 35 and the temperature or stress. The control indicator 35 is realized by a personal computer, for example.

また、設定すべき変調周波数と音響波による周波数成分のピーク周波数との関係については、変調周波数を、温度または応力の所望検出範囲の下限における音響波による周波数成分のピーク周波数以下に設定することが好ましい。このようにすれば、温度または応力の所望検出範囲において、ＲＦパワーメータ３４の測定電力は温度または応力の増加に応じて単調に減少するため、測定電力と温度または応力との関係が確実に一意に定まるので、より確実な温度または応力の検出が可能となる。あるいは、変調周波数を、温度または応力の所望検出範囲の上限における横波音響波による周波数成分のピーク周波数以上に設定すれば、温度または応力の所望検出範囲において、ＲＦパワーメータ３４の測定電力は温度または応力の増加に応じて単調に増加するので好ましい。 As for the relationship between the modulation frequency to be set and the peak frequency of the frequency component due to the acoustic wave, the modulation frequency may be set to be equal to or lower than the peak frequency of the frequency component due to the acoustic wave at the lower limit of the desired temperature or stress detection range. preferable. In this way, the measured power of the RF power meter 34 monotonously decreases with increasing temperature or stress in the desired temperature or stress detection range, so that the relationship between the measured power and temperature or stress is definitely unique. Therefore, the temperature or stress can be detected more reliably. Alternatively, if the modulation frequency is set to be equal to or higher than the peak frequency of the frequency component due to the transverse acoustic wave at the upper limit of the temperature or stress desired detection range, the measured power of the RF power meter 34 in the temperature or stress desired detection range is Since it increases monotonously according to the increase in stress, it is preferable.

たとえば、本発明者らの実験によれば、図４に示す特性を有する光ファイバを測定用光ファイバ２として用いた場合には、図７に示す周波数成分Ｓ１のピーク周波数ｆ（ＭＨｚ）は、温度Ｔ（℃）に対して、ｆ＝２８２．０７６＋０．０２１２Ｔなる関係式にほぼ従って変化することが確認された。したがって、所望の検出温度範囲の上限または下限に従って、上記関係式を用いて変調周波数を設定すればよい。 For example, according to the experiments by the present inventors, when an optical fiber having the characteristics shown in FIG. 4 is used as the measurement optical fiber 2, the peak frequency f (MHz) of the frequency component S1 shown in FIG. It was confirmed that the temperature f (282.076 + 0.0212T) changed substantially according to the relational expression of temperature T (° C.). Therefore, the modulation frequency may be set using the above relational expression in accordance with the upper limit or lower limit of the desired detection temperature range.

図９は、図１に示す光ファイバセンサ１００の構成において、測定用光ファイバ２として図４に示す特性を有するものを用い、変調周波数を２８２．５ＭＨｚとした場合の、測定用光ファイバ２の周囲温度の変化に対するＲＦパワーメータ３４の測定電力の変化を示した図である。なお、図９においては、横軸は周囲温度を示し、縦軸はその周囲温度での測定電力と、周囲温度が２０℃の場合の測定電力との差ΔＰを示している。また、帯域透過フィルタの透過中心周波数は２８２．５Ｈｚとした。図９に示すように、測定電力は周囲温度に従って変化する。したがって、制御表示器３５において、この図９に示すような温度と測定電力値との関係を、関係式または対応テーブル等として記憶しておくことによって、所望の温度検出が実現される。 FIG. 9 shows the configuration of the optical fiber sensor 100 shown in FIG. 1, when the optical fiber 2 for measurement having the characteristics shown in FIG. 4 is used and the modulation frequency is 282.5 MHz. It is the figure which showed the change of the measurement electric power of RF power meter 34 with respect to the change of ambient temperature. In FIG. 9, the horizontal axis represents the ambient temperature, and the vertical axis represents the difference ΔP between the measured power at the ambient temperature and the measured power when the ambient temperature is 20 ° C. The transmission center frequency of the band transmission filter was 282.5 Hz. As shown in FIG. 9, the measured power varies according to the ambient temperature. Therefore, in the control display 35, the desired temperature detection is realized by storing the relationship between the temperature and the measured power value as shown in FIG. 9 as a relational expression or a correspondence table.

（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、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。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The optical fiber sensor according to the second embodiment has substantially the same configuration as the optical fiber sensor 100 according to the first embodiment, but further includes a plate-like member that is held on the surface in a state where the measurement optical fiber is wound. I have.

図１０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１０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４ａを介して接続部５ａにおいて接続している。また、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４ｂを介して接続部５ｂにおいて接続している。なお、接続部５ａ、５ｂは、たとえば光コネクタ接続部や融着接続部などである。また、接続用光ファイバ４ａ、４ｂは、たとえば光ファイバ通信において用いられる標準のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）である。 FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the optical fiber sensor according to the second embodiment. As shown in FIG. 10, the optical fiber sensor 200 includes a light source device 1, a measurement optical fiber 2, and a detection device 3 similar to those shown in FIG. 1. The light source device 1 and the measurement optical fiber 2 are connected to each other at the connection portion 5a through the connection optical fiber 4a. The detection device 3 and the measurement optical fiber 2 are connected to each other at the connection portion 5b via the connection optical fiber 4b. The connection parts 5a and 5b are, for example, optical connector connection parts, fusion connection parts, and the like. The connection optical fibers 4a and 4b are standard single mode optical fibers (SMF) used in optical fiber communication, for example.

さらに、この光ファイバセンサ２００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、測定用光ファイバ２はその条長に比してより少ない平面積でコンパクトに収容されるため、光ファイバセンサ２００全体が小型になるとともに、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が、図４に示す特性を有するものであれば、従来のクラッド径が１２５μｍ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、従来のＳＭＦの２５０μｍよりも小さいため、より収容性が高いものとなる。さらに、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を収容できるため、試験光と横波音響波との相互作用長を長くできるので、測定感度を高くできる。 Further, the optical fiber sensor 200 includes a plate-like member 6, and the optical fiber 2 for measurement is bonded to the surface of the plate-like member 6 in a state of being wound with the maximum winding diameter D1 and the minimum winding diameter D2. It is stuck with. Thus, since the plate-like member 6 is held on the surface in a state in which the measurement optical fiber 2 is wound, the measurement optical fiber 2 is accommodated compactly with a smaller plane area than the length of the strip. Therefore, the entire optical fiber sensor 200 is reduced in size and is suitable for measuring a narrow place or a small object to be measured. If the measurement optical fiber 2 has the characteristics shown in FIG. 4, the clad diameter is smaller than that of the conventional SMF having a clad diameter of 125 μm, and the outer diameter including the resin coating portion 22 is also the same as the conventional one. Since it is smaller than 250 μm of SMF, it becomes more accommodating. Furthermore, since the measurement optical fiber 2 having a longer length can be accommodated even in the same plane area, the interaction length between the test light and the transverse acoustic wave can be increased, so that the measurement sensitivity can be increased.

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。 The material of the plate-like member 6 is not particularly limited. For example, if a flexible material such as polyethylene terephthalate is used and formed into a thin sheet shape, the object to be measured has a curved outer shape, for example. In addition, the temperature and strain can be measured more accurately.

なお、測定用光ファイバ２の最大巻き付け径Ｄ１および最小巻き付け径Ｄ２は、測定用光ファイバ２の曲げ損失や破断率を考慮して適宜設定できる。なお、図４に示す特性を有する光ファイバを用いる場合は、たとえば最大巻き付け径Ｄ１の値を９．５ｃｍ、最小巻き付け径Ｄ２の値を３ｃｍとできる。 The maximum winding diameter D1 and the minimum winding diameter D2 of the measurement optical fiber 2 can be set as appropriate in consideration of the bending loss and the breaking rate of the measurement optical fiber 2. When an optical fiber having the characteristics shown in FIG. 4 is used, for example, the maximum winding diameter D1 can be 9.5 cm, and the minimum winding diameter D2 can be 3 cm.

（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。上記実施の形態１、２に係る光ファイバセンサ１００、２００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３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。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Although the optical fiber sensors 100 and 200 according to the first and second embodiments described above use depolarized GAWBS light, the optical fiber sensor according to the third embodiment uses polarized GAWBS light. .

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。 FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the optical fiber sensor according to the third embodiment. As shown in FIG. 11, the optical fiber sensor 300 includes the light source device 1 and the measurement optical fiber 2, the optical coupler 7, and the detection device 3a similar to those shown in FIG.

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３ａ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。 The optical coupler 7 is a directional coupler type and includes four input / output ports 71 to 74. The branching ratio of the optical coupler 7 is 1: 1. That is, for example, the optical coupler 7 branches light received at the input / output port 71 at an intensity ratio of 1: 1 and outputs the branched light to the input / output ports 73 and 74, respectively. The input / output port 71 is connected to the light source device 1, and the input / output port 72 is connected to the detection device 3a. The input / output ports 73 and 74 are connected to both ends of the measurement optical fiber 2. Therefore, the optical coupler 7 and the measurement optical fiber 2 constitute an optical fiber loop interferometer.

一方、検出装置３ａは、ＰＤ３２と、帯域透過フィルタ３３と、ＲＦパワーメータ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５に示す検出装置３から偏光子３１を除いた構成を有する。 On the other hand, the detection device 3a has a configuration in which a PD 32, a band-pass filter 33, an RF power meter 34, and a control display 35 are sequentially connected. That is, the detection device 3a has a configuration in which the polarizer 31 is removed from the detection device 3 shown in FIG.

つぎに、この光ファイバセンサ３００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。 Next, the operation of the optical fiber sensor 300 will be described. When test light is output from the light source device 1, the optical coupler 7 receives the test light at the input / output port 71, branches at a 1: 1 intensity ratio, and outputs it to the input / output ports 73 and 74, respectively. Next, the measurement optical fiber 2 receives the test light output from the input / output ports 73 and 74 at each end, and each test light propagates through the measurement optical fiber 2 in the opposite direction.

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光とデポラライズド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光と各デポラライズドＧＡＷＢＳ光とは、光カプラ７において結合する。このとき、ポラライズドＧＡＷＢＳ光については、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。 Next, in the measurement optical fiber 2, a polarized GAWBS light and a depolarized GAWBS light having a predetermined modulation frequency are generated by the interaction between the transverse acoustic wave of each mode and the light wave of each test light, and the same as each test light. Propagate in the direction. Each polarized GAWBS light and each depolarized GAWBS light reaching the input / output ports 73 and 74 are combined in the optical coupler 7. At this time, since the polarized GAWBS light is phase-modulated, it is converted into intensity modulation by the interference effect of the optical coupler 7, and a part thereof is output from the input / output port 72.

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、帯域透過フィルタ３３、ＲＦパワーメータ３４、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２００も、より容易に周囲温度等を検出することができるものとなる。 Next, the detection device 3 a accepts the polarized GAWBS light output from the input / output port 72 of the optical coupler 7. The polarized GAWBS light is input to the PD 32 and converted into an electric signal by the PD 32. Thereafter, the ambient temperature of the measurement optical fiber 2 or the distortion of the object to be measured is detected by the band-pass filter 33, the RF power meter 34, and the control indicator 35 in the same manner as described in the first embodiment. . This optical fiber sensor 200 can also detect ambient temperature and the like more easily.

なお、このポラライズドＧＡＷＢＳ光を用いた光ファイバセンサ３００についても、その変形例として、実施の形態２に光ファイバセンサ２００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。 As a modification of the optical fiber sensor 300 using the polarized GAWBS light, a plate-like member that holds the measurement optical fiber wound as in the optical fiber sensor 200 in the second embodiment is used. It is good also as composition provided further.

なお、上記実施の形態１、２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。 In the optical fiber sensor using the depolarized GAWBS light according to the first and second embodiments, the measurement optical fiber 2 is an optical fiber having a normal structure, but a polarization maintaining optical fiber may be used.

図１２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１２に示すように、この測定用光ファイバ２ａは、応力付与型の偏波保持光ファイバであり、図３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２１ａと、図３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３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２ａ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。 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an example of a polarization maintaining type measurement optical fiber. As shown in FIG. 12, this measurement optical fiber 2a is a stress-providing polarization maintaining optical fiber, and has the same core core portion 211 and outer core portion 212 as those shown in FIG. 3 has a glass part 21a composed of a clad part 214 formed on the outer periphery of the steel sheet, stress applying members 215 and 215 located inside the clad part 214, and a resin coating part 22 similar to that shown in FIG. The clad part 214 is the same as the clad part 213 shown in FIG. 3 except that the clad part 214 includes stress applying members 215 and 215 therein. The stress applying members 215 and 215 are made of, for example, quartz glass to which boron (B) is added, and the central axes of the central core portion 211 and the outer core portion 212 are positioned substantially on a straight line connecting the central axes thereof. Has been placed. As a result, birefringence occurs in the measurement optical fiber 2a with the polarization axis in the direction connecting the central axes and the direction orthogonal thereto.

測定用光ファイバ２に換えてこの測定用光ファイバ２ａ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２ａ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２ａを伝播するため、ＴＲ_２ｍモードの横波音響波との相互作用が測定用光ファイバ２ａ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強度も強くなるので、測定感度が高く安定したものとなる。 When this measurement optical fiber 2a is used instead of the measurement optical fiber 2, the polarization direction of the linearly polarized light of the test light of the light source device 1, the polarization axis of any one of the measurement optical fibers 2a, and detection The transmission polarization direction of the polarizer 31 of the device 3 is made to coincide. Then, since the test light propagates through the measurement optical fiber 2a while maintaining the polarization direction thereof, the interaction with the transverse acoustic wave of the TR _2m mode is strongly and stably in the longitudinal direction of the measurement optical fiber 2a. Maintained. As a result, since the intensity of the generated depolarized GAWBS light is increased, the intensity on the frequency spectrum is also increased, so that the measurement sensitivity is high and stable.

また、上記実施の形態１、２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。 Moreover, in the optical fiber sensor using the depolarized GAWBS light according to the first and second embodiments, a detection device having the following configuration may be used instead of the detection device 3.

図１３は、実施の形態１、２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１３に示すように、この検出装置３ｂは、偏光子３１ａ、３１ｂと、ＰＤ３２ａ、３２ｂと、帯域透過フィルタ３３と、ＲＦパワーメータ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。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of another example of a detection apparatus that can be used in the optical fiber sensors according to Embodiments 1 and 2. In FIG. As shown in FIG. 13, this detection device 3b includes polarizers 31a and 31b, PDs 32a and 32b, a band-pass filter 33, an RF power meter 34, a control display 35, and half-wave plates 36a and 36b. A polarization beam splitter 37 and a multiplexer 38 are provided.

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。つぎに、変換された各電気信号は合波器３８によって合波され、帯域透過フィルタ３３に入力し、所定の帯域の周波数成分を有する電気信号が透過して、ＲＦパワーメータ３４に入力する。 Next, the operation of the detection device 3b will be described. First, the detection device 3b accepts depolarized GAWBS light output from the measurement optical fiber 2, for example. In the detection device 3b, the polarization state of the depolarized GAWBS light is adjusted by the half-wave plate 36a, and is separated into two linearly polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other by the polarization beam splitter 37. One of the separated linearly polarized light is further adjusted in its polarization state by the half-wave plate 36b, sequentially input to the polarizer 31a, PD32a, or the polarizer 31b, PD32b, and converted into an electric signal by the PD32a or PD32b. Is done. Next, the converted electric signals are combined by a multiplexer 38 and input to the band pass filter 33, and an electric signal having a frequency component of a predetermined band is transmitted and input to the RF power meter 34.

ここで、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。 Here, since the measurement optical fiber 2 is an optical fiber having a normal structure, the polarization state of the test light propagating through the measurement optical fiber 2 may vary with time. Therefore, the polarization state of the generated depolarized GAWBS light may also vary.

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、ＲＦパワーメータ３４は、分離した光を電気信号に変換した後、信号を足し合わせて強度を測定している。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。 On the other hand, in the detection device 3b, the depolarized GAWBS light is separated into two linearly polarized light by the polarization beam splitter 37. The RF power meter 34 converts the separated light into an electrical signal and then adds the signals to measure the intensity. Therefore, by using the detection device 3b, more reliable and stable measurement can be realized regardless of fluctuations in the polarization state of the test light propagating through the measurement optical fiber 2.

なお、上記の各実施形態では、電気信号の変調周波数のピーク電力強度測定に、図５、１１、１３で示したように、各検出装置３、３ａ、３ｂにおいて帯域透過フィルタ３３とＲＦパワーメータ３４とを使用しているが、これらに換えてＲＦスペクトラムアナライザを使用してもよい。図１４は、例として図５に示した検出装置３に換えて用いることができる検出装置３ｃの構成を示したブロック図である。この検出装置３ｃは、検出装置３において帯域透過フィルタ３３とＲＦパワーメータ３４とをＲＦスペクトラムアナライザ３９に置き換えた構成を有する。この検出装置３ｃを用いた場合は、ＲＦスペクトラムアナライザ３９が変調周波数のピーク電力強度を検出するので、制御表示器３５は、このピーク電力強度に基づいて、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。 In each of the above-described embodiments, the peak power intensity measurement of the modulation frequency of the electric signal is performed by using the band-pass filter 33 and the RF power meter in each of the detection devices 3, 3a, and 3b as shown in FIGS. 34, but an RF spectrum analyzer may be used instead. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a detection device 3c that can be used in place of the detection device 3 shown in FIG. 5 as an example. The detection device 3 c has a configuration in which the band transmission filter 33 and the RF power meter 34 are replaced with an RF spectrum analyzer 39 in the detection device 3. When the detection device 3c is used, the RF spectrum analyzer 39 detects the peak power intensity of the modulation frequency, so that the control indicator 35 can determine the ambient temperature of the measurement optical fiber 2 based on the peak power intensity, or Detects distortion of the measurement object.

また、本発明の光ファイバセンサの測定用光ファイバの構造としては、上記実施の形態のようにコア部が２層構造であるものに限らず、コア部が中心コア部のみ、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。また、測定用光ファイバの材料についても、石英系ガラスに限らず、フッ化物系、テルライト系、プラスチック系等の光ファイバに使用される各種材料が利用できる。また、光源装置としては、上記実施の形態のように連続光源と変調器とを用いたものに限らず、たとえば半導体レーザ素子の駆動電力を直接変調する方式のものを用いてもよい。 Further, the structure of the optical fiber for measurement of the optical fiber sensor of the present invention is not limited to the structure in which the core portion has a two-layer structure as in the above embodiment, but the core portion has only the central core portion or a further multilayer structure. It may have. Further, the clad portion may be formed with holes. In addition, the polarization maintaining optical fiber is not limited to the stress-applying optical fiber, but other polarization maintaining optical fiber, for example, an elliptical core type whose core section has an elliptical cross section is used. May be. Further, the material of the measurement optical fiber is not limited to quartz glass, and various materials used for optical fibers such as fluoride, tellurite, and plastic can be used. Further, the light source device is not limited to the one using the continuous light source and the modulator as in the above embodiment, and for example, a device that directly modulates the driving power of the semiconductor laser element may be used.

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。It is the block diagram which showed the structure of the optical fiber sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１に示す光源装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the light source device shown in FIG. 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。It is the figure which showed the typical cross section of the optical fiber for a measurement shown in FIG. 1, and a corresponding refractive index profile. 図３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。It is the figure which showed an example of the characteristic of the measurement optical fiber shown in FIG. 図１に示す検出装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the detection apparatus shown in FIG. 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。It is the figure which showed the vibration direction of the transverse acoustic wave which has generate | occur | produced in the glass part of the optical fiber for a measurement shown in FIG. 2 with the arrow. 測定用光ファイバとして図４に示す特性を有するものを用い、変調周波数を２８２．５ＭＨｚとした場合の測定用光ファイバから出力したデポラライズドＧＡＷＢＳ光の周波数スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the frequency spectrum of the depolarized GAWBS light output from the measurement optical fiber when what has the characteristic shown in FIG. 4 as a measurement optical fiber and the modulation frequency is 282.5 MHz. 図５に示す制御表示器が測定用光ファイバの周囲温度を検出する原理について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principle which the control indicator shown in FIG. 5 detects the ambient temperature of the optical fiber for a measurement. 図１に示す光ファイバセンサの構成において、測定用光ファイバの周囲温度の変化に対するＲＦパワーメータの測定電力の変化を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a change in measured power of an RF power meter with respect to a change in ambient temperature of a measurement optical fiber in the configuration of the optical fiber sensor shown in FIG. 1. 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。It is the block diagram which showed the structure of the optical fiber sensor which concerns on Embodiment 2 of this invention. 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。It is the block diagram which showed the structure of the optical fiber sensor which concerns on Embodiment 3 of this invention. 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。It is a typical sectional view of an example of a polarization maintaining type measurement optical fiber. 実施の形態１、２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。It is the block diagram which showed the structure of another example of the detection apparatus which can be used in the optical fiber sensor which concerns on Embodiment 1,2. 例として図５に示した検出装置に換えて用いることができる検出装置の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a detection device that can be used in place of the detection device shown in FIG. 5 as an example.

符号の説明Explanation of symbols

１光源装置
２、２ａ測定用光ファイバ
３、３ａ〜３ｃ検出装置
４ａ、４ｂ接続用光ファイバ
５ａ、５ｂ接続部
６板状部材
７光カプラ
１１連続光源
１２変調器
１３電気信号発生器
２１、２１ａガラス部
２２樹脂被覆部
３１、３１ａ、３１ｂ偏光子
３２、３２ａ、３２ｂＰＤ
３３帯域透過フィルタ
３４ＲＦパワーメータ
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
３９ＲＦスペクトラムアナライザ
７１〜７４入出力ポート
１００〜３００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
Ｉ１、Ｉ２最大強度
Ｐプロファイル
Ｐ１、Ｐ２ピーク周波数成分
Ｓ１〜Ｓ３周波数成分
Δν 帯域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 2, 2a Measurement optical fiber 3, 3a-3c Detector 4a, 4b Connection optical fiber 5a, 5b Connection part 6 Plate member 7 Optical coupler 11 Continuous light source 12 Modulator 13 Electric signal generator 21, 21a Glass part 22 Resin coating part 31, 31a, 31b Polarizer 32, 32a, 32b PD
33 Band-pass filter 34 RF power meter 35 Control indicator 36a, 36b Half-wave plate 37 Polarization beam splitter 38 Multiplexer 39 RF spectrum analyzer 71-74 Input / output port 100-300 Optical fiber sensor 211 Central core 212 Outer core 213, 214 Cladding part 215 Stress applying member D1 Maximum winding diameter D2 Minimum winding diameter I1, I2 Maximum strength P Profile P1, P2 Peak frequency component S1-S3 Frequency component Δν Band

Claims

所定の変調周波数で変調された試験光を出力する光源と、
少なくとも一方の端部において前記試験光を受け付け、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光ファイバと、
前記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て電子信号に変換する受光手段と、
前記変調周波数のピーク電力強度を測定する電力測定手段を有する検出手段と、
を備え、前記変調周波数は、前記導波音響波型ブリユアン散乱光の有する音響波による周波数成分と重畳する周波数に設定され、前記検出手段は、前記電力測定手段が測定した電力に基づいて前記光ファイバの周囲温度または該光ファイバにかかる応力を検出することを特徴とする光ファイバセンサ。 A light source that outputs test light modulated at a predetermined modulation frequency;
An optical fiber that receives the test light at at least one end and outputs guided acoustic wave type Brillouin scattered light generated by the test light from the other end;
A light receiving means for receiving the guided acoustic wave type Brillouin scattered light output from the optical fiber and converting it into an electronic signal;
Detecting means having power measuring means for measuring the peak power intensity of the modulation frequency;
The modulation frequency is set to a frequency that is superimposed on a frequency component due to the acoustic wave of the guided acoustic wave-type Brillouin scattered light, and the detection means is configured to output the light based on the power measured by the power measurement means. An optical fiber sensor for detecting ambient temperature of a fiber or stress applied to the optical fiber.

前記検出手段は、前記受光手段が変換した電気信号を受け付けて前記変調周波数を含む所定帯域の周波数成分を有する電気信号を透過する帯域透過フィルタを備え、前記電力測定手段は、前記帯域透過フィルタを透過した電気信号の電力を測定す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。 The detecting means includes a band-pass filter that receives the electric signal converted by the light-receiving means and transmits an electric signal having a frequency component of a predetermined band including the modulation frequency, and the power measuring means includes the band-pass filter. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the power of the transmitted electric signal is measured.

前記変調周波数は、温度または応力の所望検出範囲の下限における前記音響波による周波数成分のピーク周波数以下の周波数に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバセンサ。 The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the modulation frequency is set to a frequency equal to or lower than a peak frequency of a frequency component due to the acoustic wave at a lower limit of a desired detection range of temperature or stress.

前記変調周波数は、温度または応力の所望検出範囲の上限における前記音響波による周波数成分のピーク周波数以上に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバセンサ。 The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the modulation frequency is set to be equal to or higher than a peak frequency of a frequency component due to the acoustic wave at an upper limit of a desired detection range of temperature or stress.

前記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１〜４のいずれか一つに記載の光ファイバセンサ。 The optical fiber sensor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a plate-like member that is held on the surface in a state where the optical fiber is wound.

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５に記載の光ファイバセンサ。 The optical fiber sensor according to claim 5, wherein the plate-like member has flexibility.

前記光ファイバは、偏波保持型光ファイバであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光ファイバセンサ。 The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the optical fiber is a polarization maintaining optical fiber.