JPS58168025A - 光フアイバチユ−ナブルエタロン - Google Patents

光フアイバチユ−ナブルエタロン

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JPS58168025A
JPS58168025A JP5006782A JP5006782A JPS58168025A JP S58168025 A JPS58168025 A JP S58168025A JP 5006782 A JP5006782 A JP 5006782A JP 5006782 A JP5006782 A JP 5006782A JP S58168025 A JPS58168025 A JP S58168025A
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JP
Japan
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optical fiber
optical
optical fibers
etalon
finely adjusted
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JP5006782A
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JPH0326333B2 (ja
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Shigefumi Masuda
増田 重史
Akira Okamoto
明 岡本
Takeo Iwama
岩間 武夫
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3873Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
    • G02B6/3874Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls using tubes, sleeves to align ferrules

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は光の多重反射効果を利用して光の微小な波長差
を検知する高分解能の干渉分光器として用いられるエタ
ロンに関し、特に単一モードの光ファイバを用いて構成
し、光の多重反射面相互間隔の調整が可能な光ファイバ
チ、−ナブルエタロンに関する。
(2)従来技術と問題 従来、きわめて微小な波長差(位相差、周波数差も同じ
意味に考えられる)を検知するこの種の干渉分光器とし
て、ファプリベローエタロント称されているものがある
。鮪1図にこのファプリエタロンの概略図を示す。図示
のように、平面度のよい2枚のガラス板1.2が互に平
行に向かい合って配置され、その反射面1m、lbは手
透鏡面に仕上られ、光軸3と直交して配置されている。
入射光線4aはレンズ5によって平行光線に修正されて
ガラス板IK入射する。そしてガラス板1を透過した入
射光−4aは反射111mと21の間で多重反射してそ
れぞれの反射点からガラス2を透過して透過光−4aと
なる。この場合、入射光414mの入射角を一1反射面
1m、lb間の屈折率をn1反射面1aと1bの間隔を
Iとすれば、相隣る2本の透過光線4b間の光路差Xは
次式で与えられる。
x = 2*Iama        (1)従って、
光路差Xが入射光J14mの波長(λ)の整数倍であれ
ば透過光線4には互に位相が一散するので亙に強め合う
ことになる。また、光路差Xが入射光線4aOkIP波
長(λ/2)の奇数倍であれば透過光線4bは互に弱め
合う(打ち消し合う)ことになる。このような干渉特性
を利用して、例えば波長が0.8〜ljm台の光波の波
長差を検知することができる。式(1)から明らかなよ
うに、光路差xFi反射面間隔lの変化、すなわちこの
1を調整することによって影響を受ける。すなわち入射
光線4aの透過特性に対してこの反射面間隔lが一つの
/#ラメータになっている。この従来例の場合、この反
射面間隔!が、例えば、マイクロメータねじ(図示なし
)又はガラス板1.2間を書封して内部に封入した気体
の内圧を変化させること勢によって調整可能(チューナ
ブル)に構成されている。また、この種の干渉分光器は
、反射面1a。
2mの反射率が高く、反射面間隔Iが大きくなるほど、
分解能が大きくなるという特性をもっている。このよう
にこの干渉分光器は光波の非常に微小な波長差を検知す
ることができるものであるが下記のような好ましくない
問題点を有している。
正されても実際上は戒為寝度の広が松があり#±Δθの
誤差をもった入射光線が混合して入射する。
このため実際上の透過率は低くなる(例えば80%)。
■ 入射光を平行光線に修正するためのレンズ5が必要
である。また、このため寸法的に大形化の傾向があ′り
重量も大きいろ ■ 分解能を大きくするため反射面間隔lを大きく構成
するKは、さらに巨大なレンズが必要となりますます大
形化される。
■ 非常に高価である。
(3)発明の目的 本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、単一モード
光ファイバを利用して構成することにより、小蓋、II
量、安価、かつレンズ等が不要で入射光値の入射角の依
存性がきわめて小さい高性能な光ファイバチ、−ナブル
エタロンを提供することにある。
(4)発明の構成 そして、この目的を達成するために、本発明に依れば、
光ファイバを軸線に沿って一体的に保持固定する円筒状
のフェルールを前配光ファイバと共に所定長に輪切シし
てその端面を前記光ファイバの光軸線に直交する千1i
K形成し、少くとも2個の前記フェルールを所定間隔を
4って直列配置して円筒状・アダゲタ内に挿着固定する
ことKより、前記各党ファイバの光軸線を一直線上に整
列すると共に光フアイバ同士の突合せ端面間に空隙を設
け、かつ前記直列光ファイバの両最外儒端面1を反射面
に形成し、−記空隙の間隔を微小変化させる調整手段に
より前記反射面間隔の微調整を可能にしたことを特徴と
する光ファイバチ、−ナブルエタロンが提供される。
(5)発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第2図は本発明による光ファイバチ、−ナブルエタロン
の一実施例を示す図である。同図において、符号10は
光ファイバチ、−ナブルエタロン、11.12は単一モ
ード光ファイバ、13.14は光ファイバ11.12を
それぞれ保持するフェルール、15はフェルール13.
14を整列(lI列)保持するアダプタ、16は電熱器
、17a#i入射光線、17bは透過光線、18は光フ
ァイバ11と12の突合せ端面間の空隙をそれぞれ示す
〇光ファイバ11と12はそれぞれ円筒状の7エルール
13と14内部に軸線に沿って同軸状に保持固定されて
いる。そして、光ファイ/fll#12の端面はそれぞ
れその光軸線に直交しかつ精度のよい平面に7エルール
13.14と共に仕上加工されている。フェルール13
.14は共に同一外径寸法に精度良く仕上加工され光フ
ァイバ11゜12と同一長さに形成されている。そして
フェルール13と14は空隙18を介して直列配置され
てアダプタ15内に保持固定されている。このようにし
て、党ファイノfllと12はそれぞれの光軸線が一直
纏上に一散して整列されている・アゲデフ15の外周に
は電熱器16が装着されている。
光ファイバ11.12のそれぞれの外側端面11a。
12eFi牟透遥鏡INK反射面として形成され、反射
面間隔が1として設定されている。従って、入射光線1
7mはこの反射1111m、12e間を多重反射して透
過光線17bとなって透過する。この場合、空−18は
間隔が非常に微小(−えば、1μrlA11度)なので
、前記多重反射に封する空隙18の光学的影響は集際上
無視できる。フェルール13.14とアダプタ15はい
づれもセラミックス材から形成されている。例えば、ア
ダプタ15の材料として、温度に対して精度良く微妙に
伸縮するアルミナセラミックスが選定され、フ。
ルール13.14の材料としては比較的温度変化の小さ
いセラミックス材が選定される。電熱器16によって、
アダゲタ15が予め定め九温度に上昇されると、アダプ
タ15t;i軸方向に膨張する。
このことによりフェルール13と14は互に遠ざかり空
1918の間隔が増大される。この結果、反射面間隔I
が増大される。また、逆にアダプタ15の温度を下降さ
せると、アダゲタ15の収縮により、反射面間隔ノが減
少される。このようにアダゲタ15の温度調整によって
反射面間隔jを微妙(例えば0.02〜0.03μm台
)に調整することが可能である。尚、この場合、フェル
ール13.14にも熱膨張精度のよい材料を選定して本
よく、またフェルール13.14とアダプタ15それぞ
れの熱膨張係数が異なる材料を選定してもよい。また、
反射面間隔jの設定寸法を大きくすることも光ファイ”
11+12の長さをフェルール13.14と共に長く形
成するのみで容易に可能である。
第3図は第2図の単一モード光ファイバ11゜12の特
性を説明するための図である。尚、この光ファイバ11
と12は同一に形成されているので光ファイバ11につ
いて説明する。同図において、(ハ)Fi党ファイバ1
1の縦断面図、(ロ)はコア11bの半径方向距離xK
おける屈折率唸)の変化を示す図である。←)図に示す
ようにコアllbの屈折率n(x)は中心部が最大で外
周に向かって除除に小さくなる2乗分布に形成されてい
る。従って、(イ)図に示すように反射面111に垂直
に入射する入射光−17mと、入射角0で斜めから入射
する入射光1117eのコア内にシける見かけ上の進行
距−をそれぞれlIと!雪とすると、jt<1mである
。しかし屈折率”(z)が(ロ)図のように2乗分布し
ている九め、入射光@17mと17eのコアllb内の
経路におけるそれぞれの平均屈折率′をal *11m
 とすると、111>11雪となる。つt6、入射光、
1117mと17 eoココア l b内におけるそれ
ぞれの光路長(光学距fm ) at ilと171が
nl 4 = nl bとなるように1コアllbは形
成されている0従って、コア11b内を進行する光線全
体は平面波が通っでいるのと同様な状IMKなる。この
ため、単一モード光ファイバの場合は、入射光線の入射
角による依存性がほとんどなく、かつ従来例の如き平面
波を作るためのレンズが不要である。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば、空[18内に窒素等の気体、又は屈折率整合液体
を刺入し、これら気体又は液体の内圧を変化させて反射
面間隔lの調整を行なうこと亀できる。また、フェルー
ル13.14及び/又tt7/7’夕150材料に圧電
体のセラ2.クス材を選定して、これに電界をかけピエ
ゾ効果を利用して反射面間隔Iの像調整を行なうことも
できる。さらに1フェルールト3.14の材料に磁性体
のセラミックス材を選定して磁力によりフェルール13
.14を互に引張り又は押圧して反射面間81の*m整
を行なうこともできる。そのうえ、前記各方法を組含せ
て構成することもできる。
第4図と第5図は本発明の光ファイバチ、−ナブルエタ
ロンの適用例を示す概略図である・第4図は本発明によ
る光フアイバチューナプルエタロン10をファイバジャ
イロに適用した例を示す0レーデダイオード21の出射
光はエタロン10を透過し、その透過光がファイバコイ
ル22に入射する。このとき透過光はモニター23を介
してエタロン10によって調整される。ファイバコイル
22を通過した透過は再びエタロン10にaシ、エタロ
ンlOを透過しこの戻シの透過光が光検知器24(例え
ば、光の・fワーメータ)によって検知される。7アイ
バコイル22がエタロンlO+の他と共に回転すると 
ファイバコイル22を通過した戻シの透過光はエタロン
lOに達した時点で位相のずれが生ずる。すなわち、フ
ァイバコイル22内を遂行する戻りの透過光はその11
1 進行方向がファイバコイル22の回転方向と同一方向の
場合は時間的に少しをくれてエタロン10に戻抄、そし
て逆方向の場合は少し早目に4どることになり、これが
位相のずれとして現われる。
このような位相のずれを検知することによりファイバコ
イル22の微小な回転角速度が測定される。
例えば、エタロン100反射面間隔jが、j=1〇−相
変のもので10  (ra4/I@e)のファイバジャ
イロの回転角速度を測定することができる。
第5図は光ファイバチ、−ナブルエタロンlOを加速度
センサに適用し九例を示す。この場合も、前記と同様な
原理で加速度の変化が光の位相差として現われ、この位
相差を検知して加速度を測定することができる。
(6)発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明の光フアイバチュー
ナプルエタロンは簡易構成で、小型、@量、安価、レン
ズ不要、かつ入射角の依存性がほとんどなく、さらに分
解能の高いものも容易に形成できるといった効果大なる
ものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のエタロンの説明図、第2図は本発明の光
ファイバチ、−ナブルエタロンの縦断面図、第3図は第
2図の単一モードファイバの特性をト明するための断面
図、第4図と第5図は本発明(7)t7アイパチ、−ナ
ブルエタロンの適用例を示す概略図で第4図はファイバ
ジャイロシステムへの適用、第5図は加速度センサへの
適用を示す図である。 11.12・・・単一モード光ファイバ、11a。 12 a ・・・反射面、11b、12b−iア、11
C912C・・・クラ、ド、13.14・・・フェルー
ル、15−・・アダ!り、16−・・電熱器、17m、
17c・・・入射光線、17b・・・透過光−118・
・・空隙。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士  ! 木   網 弁理士 曹舘和之 弁理士  内 1)幸 男 弁理士   山  口  昭  之 手続補正書 昭和58年2月1 日 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願  第050067号′20発明の
名称 元ファイバチェーナブルエタロン 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称 (522)富士通株式会社 4、代理人 (外 3 名) 5、補止り対象 明細誉の[発明のi1+細な説明」の掴6、細土の内容 明細簀の「発明の評細な説明」の欄奮ド表kC記載の通
り補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光ファイバを軸線に沿りて一体的に保持固定する円
    筒状のフェルールを前記光ファイバと共に所定jK輪切
    りしてその端面を前記光ファイバの光軸線に直交する平
    面に形成し、少くと42個の前記フェルールを所定間隔
    をもって直列配置して円筒状アダプタ内に挿着固定する
    ことKより、前記各党ファイバの光軸線を一直線上に整
    列すると共に光フアイバ同士の突合せ端面間に!2!隙
    を設け、かつ前記直列光ファイバの両最外儒端面を反射
    面に形成し、前記空隙の間隔を徽小変化させる調整手段
    により前記反射面間隔の微調整を可能にしたことを特徴
    とする光ファイバチ、−ナブルエタロン。 2、前配空隙内に窒素等の気体を封入し、該気体の内圧
    を変化させることにより、前記反射面間隔の微調整を行
    なうようにした特許請求の範囲第1項に記載の光ファイ
    バチ、−ナブルエタロン。 3、前記空隙内に屈折率整合液体を封入し、該液体の内
    圧を変化させることによシ、前記反射面間隔の微調整を
    行なうようにした特許請求の範囲第1項に記載の光ファ
    イ/f f、−ナブルエタロン。 4、前記フェルール及びアダ/りのうち少くとも1優が
    圧電体材料から形成され、ピエゾ効果を利用して前記反
    射面間隔の微調整を行なうようにし九特許錆求OIm囲
    第1項から第3項までのいずれかに記載の光ファイバチ
    、−ナブルエタロン05、前記フェルール及びアダプタ
    のうち少くとも1個が一度賓化に対し精度よく伸縮可能
    な材料から形成され、温度変化によるアダプタ又はフェ
    ルールの伸縮を利用して前記反射面間隔の微調整を行な
    うようにし九特許請求の範囲第1項から第3璃までのい
    づれかに記載の光ファイバチ、−ナブルエタロン・ 6、前記フェルールが磁性体材料から形成され、磁力を
    利用して前記反射面間隔の微調整を行なうようにした特
    許請求の範囲第1項から第3項までのいずれかに記載の
    光ファイバチ、−ナブルエタロン・
JP5006782A 1982-03-30 1982-03-30 光フアイバチユ−ナブルエタロン Granted JPS58168025A (ja)

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JPH0326333B2 JPH0326333B2 (ja) 1991-04-10

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56624A (en) * 1979-06-14 1981-01-07 Mitsubishi Electric Corp Fabry-perot interference spectrometer
JPS56112617A (en) * 1980-01-29 1981-09-05 Thomson Csf Interference microscope with tuning type optical resonator into which single mode optical fiber is incorporated and its application to light filtration and spectral diffraction

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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