JP3440682B2 - Optical fiber laser Doppler velocimeter - Google Patents
Optical fiber laser Doppler velocimeterInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバレーザ
ドップラ流速計に係り、より詳しくは、光周波数の異な
る光波を利用して光軸に垂直な流速成分と光軸に平行な
流速成分とを同時に計測する光ファイバレーザドップラ
流速計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber laser Doppler velocimeter, and more specifically, it utilizes a light wave having different optical frequencies to generate a flow velocity component perpendicular to the optical axis and a flow velocity component parallel to the optical axis. The present invention relates to an optical fiber laser Doppler velocimeter that measures simultaneously.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の2光束差動型の光ファイバレーザ
ドップラ流速計を図5に示す。この光ファイバレーザド
ップラ流速計は、一端にセルフォックレンズ(商品名)
10A,10Bが結合された偏波保持光ファイバ12
A,12Bと、一端にボールレンズ14が結合されたシ
ングルモード光ファイバ16とを備えている。セルフォ
ックレンズ10A,10Bの光射出側には、集光レンズ
18が配置されている。2. Description of the Related Art A conventional two-beam differential optical fiber laser Doppler velocimeter is shown in FIG. This fiber optic laser Doppler velocimeter has a Selfoc lens (trade name) at one end.
Polarization-maintaining optical fiber 12 in which 10A and 10B are combined
A and 12B, and a single mode optical fiber 16 having a ball lens 14 coupled to one end thereof. A condenser lens 18 is arranged on the light emission side of the SELFOC lenses 10A and 10B.
【0003】この光ファイバレーザドップラ流速計によ
れば、周波数f0 ,f0 +fsaw の光を偏波保持光ファ
イバ12A,12Bを介してセルフォックレンズ10
A,10Bから平行光として射出すると、集光レンズ1
8によって集光部に集光、すなわち交差される。According to this optical fiber laser Doppler velocimeter , the SELFOC lens 10 is provided with light of frequencies f 0 and f 0 + f saw via the polarization maintaining optical fibers 12A and 12B.
When emitted as parallel light from A and 10B, the condenser lens 1
The light is collected, that is, intersected by the light collecting unit by 8.
【0004】集光部を散乱粒子が通過すると、通過する
散乱粒子は照射された光を全方向に散乱する。通過する
散乱粒子からの後方散乱光の一部は、再び集光レンズ1
8を介して平行光にされ、ボールレンズ14及びシング
ルモード光ファイバ16を介して光検出器20に入射さ
れ、光ヘテロダイン検出される。そして、この光ヘテロ
ダイン検出に基づいて光軸に対して垂直な流速成分のみ
が得られる。When the scattering particles pass through the light collecting portion, the passing scattering particles scatter the irradiated light in all directions. A part of the backscattered light from the passing scattering particles is again collected by the condenser lens 1.
8 is collimated into parallel light, is incident on the photodetector 20 via the ball lens 14 and the single mode optical fiber 16, and is subjected to optical heterodyne detection. Then, only the flow velocity component perpendicular to the optical axis is obtained based on this optical heterodyne detection.
【0005】この光ファイバレーザドップラ流速計で、
正確に流速を計るためには光軸を流速と直交させる必要
があり、その際光軸ずれが生じて測定誤差が発生する、
という問題がある。With this optical fiber laser Doppler velocimeter,
In order to measure the flow velocity accurately, it is necessary to make the optical axis orthogonal to the flow velocity, and at that time an optical axis shift occurs and a measurement error occurs.
There is a problem.
【0006】また、上記の問題を解消するために特開平
2−136777号公報には、光検出器を2個用い、光
軸に対して垂直な成分は2光束差動型光ファイバレーザ
ドップラ流速計の原理を利用して一方の光検出器で測定
し、光軸に対して平行な成分は参照光型光ファイバレー
ザドップラ流速計の原理を利用して他方の光検出器で測
定することが開示されている。In order to solve the above problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2-136777 uses two photodetectors, and the component perpendicular to the optical axis is a two-beam differential optical fiber laser Doppler flow velocity. It is possible to measure with one photodetector using the principle of the meter, and the component parallel to the optical axis can be measured with the other photodetector using the principle of the reference light fiber optic laser Doppler velocimeter. It is disclosed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光軸に対し
て垂直な成分と光軸に対して平行な成分との2成分を検
出する光ファイバレーザドップラ流速計では、光検出器
を複数用いているので、複雑な光学系が必要になる、と
いう問題がある。A plurality of photodetectors are used in the conventional optical fiber laser Doppler velocimeter for detecting two components, a component perpendicular to the optical axis and a component parallel to the optical axis. Therefore, there is a problem that a complicated optical system is required.
【0008】また、従来の流速の2成分を検出する光フ
ァイバレーザドップラ流速計では、周波数の異なる2つ
の光を用いて、差動型と参照光型との原理を組み合わせ
た方式であり、差動型は信号のレベルが小さいときには
参照光型に比較してSN比が低下するので、上記従来の
流速計ではSN比が十分でない、という問題がある。Further, the conventional optical fiber laser Doppler velocimeter for detecting the two components of the flow velocity is a system in which the principles of the differential type and the reference beam type are combined by using two lights of different frequencies, and Since the SN ratio of the dynamic type is lower than that of the reference light type when the signal level is low, there is a problem in that the SN ratio of the conventional flowmeter is not sufficient.
【0009】本発明は上記問題点を解消すべくなされた
もので、流速の2成分をともに参照光型の原理で計測し
て高いSN比を実現すると共に、光軸と垂直な成分と光
軸に平行な成分とを同時に計測して計測対象との軸ずれ
による計測誤差の発生を防止することができる光ファイ
バレーザドップラ流速計を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and realizes a high SN ratio by measuring both two components of the flow velocity by the principle of the reference light type, and at the same time, the component perpendicular to the optical axis and the optical axis. It is an object of the present invention to provide an optical fiber laser Doppler velocimeter capable of simultaneously measuring a component parallel to and preventing occurrence of a measurement error due to an axis deviation from a measurement target.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ファイバレーザドップラ流速計は、光源か
ら射出された光より周波数が各々異なる3つの光を生成
し射出する光周波数シフタと、前記3つの光の各々を伝
播させる第1、第2、及び第3の3つの光ファイバと、
第1及び第2の2つの光ファイバにより伝播された光を
被測定領域に集光させる集光装置と、被測定領域に集光
された光による散乱光が入射される入射装置と、入射装
置に入射された散乱光と第3の光ファイバにより伝播さ
れた光とを重ね合わせて光ヘテロダイン検出する検出器
と、前記検出器の光ヘテロダイン検出に基づいて流速を
算出する算出装置と、を含んで構成したものである。In order to achieve the above object, an optical fiber laser Doppler velocimeter of the present invention includes an optical frequency shifter for generating and emitting three lights having different frequencies from the light emitted from a light source. , First, second, and third optical fibers for propagating each of the three lights,
Condensing device for condensing the light propagated by the first and second optical fibers to the measurement region, an incident device on which scattered light by the light condensed on the measurement region is incident, and an incident device A detector that superimposes the scattered light incident on the optical path and the light propagated by the third optical fiber to detect the optical heterodyne; and a calculating device that calculates the flow velocity based on the optical heterodyne detection of the detector. It is composed of.
【0011】本発明では、光周波数シフタより射出され
た周波数が各々異なる3つの光の各々は、第1、第2、
及び第3の3つの光ファイバを介して伝播され、第1及
び第2の2つの光ファイバにより伝播された光は被測定
領域に集光される。According to the present invention, each of the three lights emitted from the optical frequency shifter and having different frequencies is divided into the first, second, and
And the light propagated through the three third optical fibers and propagated by the first and second two optical fibers are collected in the measured region.
【0012】被測定領域に集光された光による散乱光
は、入射装置に入射され、入射装置に入射された散乱光
と第3の光ファイバにより伝播された光とが重ね合わさ
れて光ヘテロダイン検出される。The scattered light due to the light collected in the measured region is incident on the incident device, and the scattered light incident on the incident device and the light propagated by the third optical fiber are superposed to detect the optical heterodyne. To be done.
【0013】ここで、3つの光の周波数をfa >fb >
fc とすると、被測定領域に集光させた光による散乱光
はドップラ周波数シフトを受けて周波数が変化する。ま
た、このドップラ周波数シフトには、流速のxy2成分
が含まれている。Here, the frequencies of the three lights are set to f a > f b >
When f c is set, the scattered light due to the light focused on the measurement region undergoes a Doppler frequency shift and its frequency changes. In addition, this Doppler frequency shift includes the xy2 component of the flow velocity.
【0014】ドップラ周波数シフトを受けた散乱光とド
ップラ周波数シフトを受けていない光とを重ね合わせて
光ヘテロダイン検出すると、干渉により差周波数(例え
ば、fa −fb やfb −fc )と流速の2成分(例え
ば、x成分やy成分)とを含んだ周波数が得られる。従
って、検出器の光ヘテロダイン検出に基づいて流速の2
成分を算出することができる。[0014] by superimposing the Doppler frequency shift does not receive the scattered light and the Doppler frequency shift that has received the light detecting optical heterodyne, and interference by the difference frequency (e.g., f a -f b or f b -f c) A frequency including two components of the flow velocity (for example, x component and y component) is obtained. Therefore, based on the optical heterodyne detection of the detector,
The components can be calculated.
【0015】本発明では、流速の2成分をともに参照光
型の原理で計測することができるので、高いSN比を実
現することができる。In the present invention, both components of the flow velocity can be measured by the reference light type principle, so that a high SN ratio can be realized.
【0016】また、従来の一成分を計測するレーザドッ
プラ流速計と異なり、光軸と垂直な成分と光軸に平行な
成分とを同時に計測することが可能になるので、計測対
象との軸ずれによる計測誤差の発生を防止することがで
きる。Further, unlike the conventional laser Doppler velocimeter for measuring one component, it is possible to simultaneously measure a component perpendicular to the optical axis and a component parallel to the optical axis, so that an axis deviation from the measurement target is obtained. It is possible to prevent the occurrence of measurement error due to.
【0017】さらに、請求項2に記載の発明では、光周
波数シフタを、単一のチャンネル光導波路と、表面弾性
波を発生させる電極と、前記チャンネル光導波路の一端
に結合されると共に、伝播される光波が前記表面弾性波
の波面に対して略平行に入射するように形成され、前記
表面弾性波との相互作用によって回折された強度が略等
しい±1次回折光及び非回折光を各々伝播させる3つに
分岐された光導波路を備えた3分岐光導波路と、前記3
分岐光導波路の各々の他端に結合された射出光用チャン
ネル光導波路と、で構成することができる。このとき、
光周波数シフタは、音響光学媒質を用い、0.1< 2π
LλO /n1 Λ2 cosθi <10かつ0<πΔn1 L
/λ0 <2の条件を満たすように電極と3分岐光導波路
とを構成することができる。Further, in the invention described in claim 2, the optical frequency shifter is coupled to a single channel optical waveguide, an electrode for generating a surface acoustic wave, and one end of the channel optical waveguide, and is propagated. Light wave is formed so as to be incident substantially parallel to the wavefront of the surface acoustic wave, and the ± 1st-order diffracted light and the non-diffracted light having substantially equal intensities diffracted by the interaction with the surface acoustic wave are propagated respectively. A three-branch optical waveguide including an optical waveguide branched into three;
And a channel optical waveguide for emission light coupled to the other end of each of the branched optical waveguides. At this time,
The optical frequency shifter uses an acousto-optic medium, and 0.1 <2π
Lλ O / n 1 Λ 2 cos θ i <10 and 0 <πΔn 1 L
The electrode and the three-branch optical waveguide can be configured so that the condition of / λ 0 <2 is satisfied.
【0018】次に、上記のように構成した光周波数シフ
タの原理を説明する。図2に示すようにxyz3次元座
標を定め、波長Λ、波数Ksaw 、角周波数Ωs で伝播す
る表面弾性波(SAW)に対して、真空中の波長λO 、
波数kO 、電界強度EO (O)の光波をSAWの波面に
対して角度θi で入射させ、相互作用長Lで光波とSA
Wとを相互作用させてSAWにより光波を回折させる場
合、射出光である回折光の電界強度E(r,t)は
(1)式に示すように、m次の回折光の重ね合わせで表
わされる。Next, the principle of the optical frequency shifter configured as described above will be described. As shown in FIG. 2, three-dimensional xyz coordinates are determined, and for a surface acoustic wave (SAW) propagating at a wavelength Λ, a wave number K saw , and an angular frequency Ω s , a wavelength λ O in vacuum,
A light wave having a wave number k O and an electric field strength E O (O) is made incident on the wavefront of the SAW at an angle θ i , and the light wave and the SA with the interaction length L
When a light wave is diffracted by SAW by interacting with W, the electric field intensity E (r, t) of the diffracted light which is the emitted light is expressed by the superposition of the m-th order diffracted light as shown in the equation (1). Be done.
【0019】[0019]
【数1】 [Equation 1]
【0020】ただし、rはSAWの進行方向の座標、t
は時間、mは回折光の次数、Em (z)はm次の回折光
のz軸方向の電界強度、ωO は入射光の真空中での角周
波数である。Where r is the coordinate in the traveling direction of the SAW, t
Is time, m is the order of diffracted light, E m (z) is the electric field strength in the z-axis direction of m-th order diffracted light, and ω O is the angular frequency of incident light in a vacuum.
【0021】また、(1)式のm次の回折光の電界強度
Em (z)は、多数の光波の結合を表現する次の(2)
式の微分方程式を解くことにより得られる。The electric field intensity E m (z) of the m-th order diffracted light in the equation (1) is expressed by the following (2) which expresses the coupling of a large number of light waves.
It is obtained by solving the differential equation of the equation.
【0022】[0022]
【数2】 [Equation 2]
【0023】ただし、αは(n1 Λsinθi )/
λO 、Qは 2πLλO /n1 Λ2 cosθi で表される
上記のKlein ・Cookパラメータであり、Δn1 はSAW
により誘起される音響光学媒質の屈折率n1 の変化、E
m+1 (z),Em-1 (z)は各々m+1次、m−1次の
回折光のz軸方向の電界強度である。Where α is (n 1 Λ sin θ i ) /
λ O and Q are the above Klein · Cook parameters represented by 2πLλ O / n 1 Λ 2 cos θ i , and Δn 1 is the SAW.
Of the refractive index n 1 of the acousto-optic medium induced by E,
m + 1 (z) and E m-1 (z) are the electric field strengths in the z-axis direction of the diffracted light of the m + 1st order and the m−1th order, respectively.
【0024】また、点(r,t)の音響光学媒質の屈折
率n(r,t)は、次のように表される。
n(r,t)=n1 +Δn1 sin(Ωs t−Ksaw ・r) ・・・(3)
ここで、伝播される光波がSAWの波面に対して略平行
に入射するようにし、0.1<Q<10(好ましくは、
1≦Q≦2)、かつ0<πΔn1 L /λ0 <2(好ま
しくは、πΔn1 L/λ0 ≒1)とすると、±2次以上
の高次の回折光は十分に小さく、(1)式で表される非
回折光の電界強度と±1次の回折光の電界強度とが略等
しくなる、すなわち電界強度が1:1:1になる解が存
在する。なお、光波の波長、SAWの波長、光波とSA
Wとの相互作用長L、及びSAWの強度により解の組み
合せは無数にあるが、上記(1)式、(2)式の関係を
満たす組み合わせであればいずれでもよい。The refractive index n (r, t) of the acousto-optic medium at the point (r, t) is expressed as follows. n (r, t) = n 1 + Δn 1 sin (Ω s t-K saw · r) ··· (3) where, as the light wave is propagated is substantially parallel to incident on SAW wavefront, 0.1 <Q <10 (preferably,
1 ≦ Q ≦ 2) and 0 <πΔn 1 L / λ 0 <2 (preferably πΔn 1 L / λ 0 ≈1), the high-order diffracted light of ± 2nd order or more is sufficiently small, There is a solution in which the electric field intensity of the non-diffracted light and the electric field intensity of the ± 1st-order diffracted light expressed by the equation (1) become substantially equal, that is, the electric field intensity becomes 1: 1: 1. The wavelength of the light wave, the wavelength of the SAW, the light wave and the SA
There are countless combinations of solutions depending on the interaction length L with W and the strength of SAW, but any combination may be used as long as it satisfies the relationships of the above formulas (1) and (2).
【0025】パラメータQの範囲を上記のように0.1
<Q<10の範囲にすれば、ブラッグ回折(Q≫1)と
ラマン−ナス回折(Q≪1)との中間的な回折現象を得
ることができ、ラマン−ナス回折とブラッグ回折との中
間的な領域で回折させれば、ブラッグ条件で回折させる
ときに使用するSAWの周波数よりも低い周波数のSA
Wを用いて回折させることが可能であり、このようにS
AWの周波数を低くすることにより、光周波数シフタを
光計測等に用いる場合、信号処理系の構成を簡単にする
ことができる。また、光周波数シフタでは、回折によっ
て入射光の周波数がSAWの周波数分シフトするので、
上記のようにブラッグ回折とラマン−ナス回折との中間
的な回折で周波数をシフトさせることにより、周波数差
が小さい複数の光を得ることができる。The range of the parameter Q is set to 0.1 as described above.
In the range of <Q <10, an intermediate diffraction phenomenon between the Bragg diffraction (Q >> 1) and the Raman-Nass diffraction (Q << 1) can be obtained, which is an intermediate between the Raman-Nass diffraction and the Bragg diffraction. If the light is diffracted in a typical region, the SA with a frequency lower than the SAW frequency used when diffracting under the Bragg condition
It is possible to diffract using W, and thus S
By lowering the AW frequency, the configuration of the signal processing system can be simplified when the optical frequency shifter is used for optical measurement or the like. Further, in the optical frequency shifter, the frequency of the incident light is shifted by the SAW frequency due to diffraction,
By shifting the frequency by the intermediate diffraction between the Bragg diffraction and the Raman-Nass diffraction as described above, it is possible to obtain a plurality of lights having a small frequency difference.
【0026】また、上記のパラメータQを表す式より、
相互作用長LはパラメータQに比例するので、相互作用
長Lをブラッグ回折の場合より小さくすることができ
る。この相互作用長Lは、SAWを発生させる電極のS
AW進行方向と直交する方向の幅に相当するので、相互
作用長Lを小さくすることにより電極を小さくすること
ができ、この結果光周波数シフタを小型にすることがで
きる。Further, from the above equation expressing the parameter Q,
Since the interaction length L is proportional to the parameter Q, the interaction length L can be made smaller than in the case of Bragg diffraction. This interaction length L is S of the electrode that generates the SAW.
Since it corresponds to the width in the direction orthogonal to the AW traveling direction, the electrode can be made smaller by reducing the interaction length L, and as a result, the optical frequency shifter can be made smaller.
【0027】上記の3分岐光導波路は、伝播される光波
がSAWの波面に対して略平行に入射するように、すな
わち、伝播される光波とSAWの波面との成す角度θi
が10になるように形成されているので、上記(2)式
でα≒0である。従って、例えば、Q=1、πΔn1 L
/λ0 =1のとき、上記(2)式は次のようになる。In the above-mentioned three-branch optical waveguide, the propagating light wave is incident substantially parallel to the SAW wavefront, that is, the angle θ i formed between the propagating light wave and the SAW wavefront.
Since it is formed so as to be 10, α≈0 in the above equation (2). Therefore, for example, Q = 1, πΔn 1 L
When / λ 0 = 1 the above equation (2) is as follows.
【0028】[0028]
【数3】 [Equation 3]
【0029】上記の光周波数シフタは、光ヘテロダイン
計測法等で実際に使用するときには、非回折光と回折光
の両方とも利用するので、光周波数シフタを回折効率が
100%になるように設計する必要はなく、3分岐光導
波路の3つに分岐された光導波路の出力は高々33%が
得られれば良い。Since the above-mentioned optical frequency shifter uses both the non-diffracted light and the diffracted light when it is actually used in the optical heterodyne measurement method or the like, the optical frequency shifter is designed so that the diffraction efficiency is 100%. It is not necessary, and the output of the optical waveguide branched into three of the three branched optical waveguides should be 33% at most.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
光ファイバ・レーザ・ドップラ流速計の実施の形態につ
いて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the optical fiber laser Doppler velocimeter of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0031】本実施の形態は、図3に示すように、音響
光学効果を有するLiNbO3 の基板32上に形成され
た光周波数シフタ30を備えている。As shown in FIG. 3, this embodiment has an optical frequency shifter 30 formed on a substrate 32 of LiNbO 3 having an acousto-optic effect.
【0032】光周波数シフタ30は、図1及び図3に示
すように、LiNbO3 の基板32の表層に、各々Ti
を熱拡散するとにより形成された、単一のチャンネル光
導波路34、マルチモード光導波路41A及び分岐マル
チモード光導波路41B,41Cを備えた3分岐チャン
ネル光導波路38、及び射出光用チャンネル光導波路4
0A,40B,40Cを備えている。なお、これらの光
導波路は、Tiの熱拡散によらず、プロトン交換等の方
法によっても形成することができる。As shown in FIGS. 1 and 3, the optical frequency shifter 30 includes TiN on the surface layer of a substrate 32 of LiNbO 3.
A single-channel optical waveguide 34, a multi-mode optical waveguide 41A, and a three-branch channel optical waveguide 38 including branch multi-mode optical waveguides 41B and 41C, and an outgoing light channel optical waveguide 4
It is equipped with 0A, 40B and 40C. Note that these optical waveguides can be formed by a method such as proton exchange instead of thermal diffusion of Ti.
【0033】チャンネル光導波路34はシングルモード
の光波(導波光)を伝播させることが可能な幅Woのシ
ングルモード光導波路で構成され、その一端P0は可干
渉性の光を照射する半導体レーザ等で構成されたコヒー
レント光源42からの周波数fopt の光が入射されるよ
うに、基板32の一辺に位置している。The channel optical waveguide 34 is composed of a single mode optical waveguide having a width Wo capable of propagating a single mode light wave (guided light), and one end P0 thereof is a semiconductor laser or the like for irradiating coherent light. It is located on one side of the substrate 32 so that the light of the frequency f opt from the constructed coherent light source 42 is incident.
【0034】チャンネル光導波路34の他端には、幅狭
側から幅広側に向かって一定の傾斜角で幅が徐々にテー
パ状にWoからWに拡大されたテーパ状光導波路36D
が結合されている。At the other end of the channel optical waveguide 34, a tapered optical waveguide 36D having a width gradually expanded from Wo to W at a constant inclination angle from the narrow side to the wide side is formed.
Are combined.
【0035】テーパ状光導波路36Dの幅広側には、マ
ルチモードの光波を伝播させることが可能な幅Wでかつ
所定長さのマルチモード光導波路41Aが結合されてい
る。マルチモード光導波路41Aの他端には、幅広側か
ら幅狭側に向かって一定の傾角で幅が徐々にテーパ状に
WからWoに縮小されたテーパ状光導波路36Aが結合
されている。このテーパ状光導波路36Aの幅狭側には
射出光用チャンネル光導波路40Aの一端が結合されて
いる。A multimode optical waveguide 41A having a width W and a predetermined length capable of propagating multimode light waves is coupled to the wide side of the tapered optical waveguide 36D. To the other end of the multimode optical waveguide 41A, a tapered optical waveguide 36A whose width is gradually reduced from W to Wo at a constant inclination angle from the wide side to the narrow side is coupled. One end of an outgoing light channel optical waveguide 40A is coupled to the narrow side of the tapered optical waveguide 36A.
【0036】非回折光と±1次の回折光とが有効に得ら
れるように、マルチモード光導波路41Aの略中央部か
らは、マルチモード光導波路41Aに対してθm (≒λ
O /n1 Λ)で、幅Wの2つの分岐マルチモード光導波
路41B,41Cがマルチモード光導波路41Aに対し
て対称に分岐している。In order to effectively obtain the non-diffracted light and the ± 1st-order diffracted light, from the substantially central portion of the multimode optical waveguide 41A, θ m (≈λ) with respect to the multimode optical waveguide 41A.
O / n 1 Λ), two branch multimode optical waveguides 41B and 41C having a width W branch symmetrically with respect to the multimode optical waveguide 41A.
【0037】分岐マルチモード光導波路41Bには、テ
ーパ状光導波路36Aと同様の形状のテーパ状光導波路
36Bを介してシングルモードの光波を伝播させること
が可能な幅Woでかつ射出光用チャンネル光導波路40
Aと平行になるように屈曲した射出光用チャンネル光導
波路40Bが結合され、分岐マルチモード光導波路41
Cには、テーパ状光導波路36Aと同様の形状のテーパ
状光導波路36Cを介してシングルモードの光波を伝播
させることが可能な幅Woでかつ射出光用チャンネル光
導波路40Aと平行になるように屈曲した射出光用チャ
ンネル光導波路40Cが結合されている。The branched multimode optical waveguide 41B has a width Wo capable of propagating a single mode light wave through the tapered optical waveguide 36B having the same shape as the tapered optical waveguide 36A, and a channel light for emitting light. Waveguide 40
A channel optical waveguide 40B for outgoing light, which is bent so as to be parallel to A, is coupled to form a branched multimode optical waveguide 41.
C has a width Wo capable of propagating a single-mode light wave through the tapered optical waveguide 36C having the same shape as the tapered optical waveguide 36A, and is parallel to the channel optical waveguide 40A for emission light. The bent outgoing light channel optical waveguide 40C is coupled.
【0038】3分岐チャンネル光導波路38の分岐部の
近傍には、周波数がfsaw で光導波路を伝播する光波と
の相互作用長がLとなるSAWを発生するIDT44が
形成されている。このIDT44には、高周波を発生す
る発振器46が接続されている。In the vicinity of the branch portion of the three-branch channel optical waveguide 38, an IDT 44 for generating a SAW having a frequency f saw and an interaction length L with a light wave propagating in the optical waveguide is formed. An oscillator 46 that generates a high frequency is connected to the IDT 44.
【0039】ここで、3分岐チャンネル光導波路38の
幅をWと広げているのは、回折広がりが発生してマルチ
モードの光波が励振されないようにするためである。ま
た、チャンネル光導波路と3分岐チャンネル光導波路と
をテーパ状光導波路で結合しているので、テーパ状光導
波路部分もSAWと光波との相互作用領域として作用す
るため、3分岐チャンネル光導波路を長くしなくても相
互作用長Lを長くすることができる。Here, the reason why the width of the three-branch channel optical waveguide 38 is widened to W is to prevent the occurrence of diffraction broadening and the excitation of multimode light waves. Further, since the channel optical waveguide and the three-branch channel optical waveguide are coupled by the tapered optical waveguide, the tapered optical waveguide portion also acts as an interaction region between the SAW and the light wave, so that the three-branched channel optical waveguide is lengthened. The interaction length L can be increased without doing so.
【0040】光周波数シフタ30の射出光用チャンネル
光導波路40A,40B,40Cの一端には、偏波保持
光ファイバ48A,48B,48Cの一端が各々結合さ
れている。偏波保持光ファイバ48B,48Cの他端に
は、セルフォックレンズ等の屈折率分布形レンズで構成
されると共に、入射された光を平行光として射出する照
射用測定プローブ50B,50Cが各々結合されてい
る。One ends of the polarization-maintaining optical fibers 48A, 48B and 48C are coupled to one ends of the outgoing light channel optical waveguides 40A, 40B and 40C of the optical frequency shifter 30, respectively. The other ends of the polarization maintaining optical fibers 48B and 48C are composed of gradient index lenses such as SELFOC lenses, and irradiation measurement probes 50B and 50C that emit the incident light as parallel light are coupled to the other ends. Has been done.
【0041】照射用測定プローブ50B,50Cの光波
射出側には、集光レンズ52が配置されており、照射用
測定プローブ50B,50Cからの射出光は集光部(第
2焦点)に集光される。この結果、照射用測定プローブ
50B,50Cからの射出光が集光部で角度2φで交差
されることになる。なお、照射用測定プローブ50B,
50Cと集光レンズ52は、被測定領域に光を集光させ
る集光装置として作用する。A condenser lens 52 is disposed on the light wave emission side of the irradiation measurement probes 50B and 50C, and the light emitted from the irradiation measurement probes 50B and 50C is condensed on a light condensing portion (second focal point). To be done. As a result, the light emitted from the irradiation measurement probes 50B and 50C intersect at the angle 2φ at the converging portion. The irradiation measurement probe 50B,
50C and the condensing lens 52 act as a condensing device that condenses light on the measured region.
【0042】集光レンズ52の第1焦点位置には、ボー
ルレンズで構成されかつ入射装置として作用する受光用
測定プローブ54が配置されている。この受光用測定プ
ローブ54には、シングルモード光ファイバ56の一端
が結合されている。At the first focal position of the condenser lens 52, a light receiving measurement probe 54 which is a ball lens and acts as an entrance device is arranged. One end of a single mode optical fiber 56 is coupled to the light receiving measurement probe 54.
【0043】偏波保持光ファイバ48Aの他端及びシン
グルモード光ファイバ56の他端は、光電変換面でヘテ
ロダイン検出する光検出器58の光電変換面に光を照射
するように光検出器58に結合されている。光検出器5
8は、光検出器58で光電変換された信号から流速を算
出するコンピュータを備えた算出装置であるドップラ周
波数解析器60に接続されている。The other end of the polarization maintaining optical fiber 48A and the other end of the single mode optical fiber 56 are connected to the photodetector 58 so as to irradiate the photoelectric conversion surface of the photodetector 58 for heterodyne detection on the photoelectric conversion surface. Are combined. Photo detector 5
Reference numeral 8 is connected to a Doppler frequency analyzer 60 which is a calculation device equipped with a computer for calculating the flow velocity from the signal photoelectrically converted by the photodetector 58.
【0044】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。図3において、チャンネル光導波路34の一端P0
から周波数fopt の光波を入射し、IDT44に高周波
を印加して光波と周波数fsaw のSAWとを相互作用さ
せると、ブラッグ回折とラマン−ナス回折との中間的な
回折現象により、SAWの周波数fsaw 分シフトした±
1次回折光が得られる。±1次回折光は分岐マルチモー
ド光導波路41B,41Cの各々を伝播し、非回折光は
マルチモード光導波路41Aを伝播する。この結果、射
出光用チャンネル光導波路40Aの他端P1から0次光
である周波数f opt の非回折光が射出され、射出光用チ
ャンネル光導波路40B,40Cの他端P1,P2から
各々周波数fopt +fsaw 、fopt −fsaw の回折光が
射出される。Next, the operation of this embodiment will be described.
It In FIG. 3, one end P0 of the channel optical waveguide 34
To frequency foptIncident light wave, and high frequency to the IDT44
And the frequency fsawInteract with the SAW
If this is done, an intermediate value between Bragg diffraction and Raman-Nass diffraction
Due to the diffraction phenomenon, the SAW frequency fsawShifted by ±
First-order diffracted light is obtained. ± 1st order diffracted light is branched multi-mode
The non-diffracted light propagates through each of the optical waveguides 41B and 41C.
It propagates through the multimode optical waveguide 41A. As a result,
Zero-order light from the other end P1 of the light output channel optical waveguide 40A
Frequency f which is optNon-diffracted light of
From the other ends P1 and P2 of the channel optical waveguides 40B and 40C
Frequency fopt+ Fsaw, Fopt-FsawDiffracted light
Is ejected.
【0045】光周波数シフタ30から射出された周波数
fopt +fsaw 、fopt −fsaw の±1次回折光は、偏
波保持光ファイバ48B,48Cを介して照射用測定プ
ローブ50B,50Cから平行光として射出され、集光
レンズ52によって集光部に集光、すなわち交差され
る。The ± first-order diffracted light having the frequencies f opt + f saw and f opt −f saw emitted from the optical frequency shifter 30 is collimated from the irradiation measuring probes 50B and 50C via the polarization maintaining optical fibers 48B and 48C. And is condensed by the condensing lens 52 on the condensing portion, that is, intersected.
【0046】集光部を散乱粒子が通過すると、通過する
散乱粒子は照射された光を全方向に散乱する。通過する
散乱粒子からの後方散乱光の一部は、再び集光レンズ5
2を介して平行光にされ、受光用測定プローブ54及び
シングルモード光ファイバ56を介して光検出器58に
入射される。また、光検出器58には、偏波保持光ファ
イバ48Aを介して非回折光が入射される。When the scattering particles pass through the light collecting portion, the passing scattering particles scatter the irradiated light in all directions. A part of the backscattered light from the passing scattering particles is again collected by the condenser lens 5.
The light is collimated through 2 and is incident on the photodetector 58 through the light receiving measurement probe 54 and the single mode optical fiber 56. Non-diffracted light is incident on the photodetector 58 via the polarization maintaining optical fiber 48A.
【0047】照射用測定プローブ50Bから射出された
光波が、散乱粒子により後方散乱を受けた後、受光用測
定プローブ54を介してシングルモード光ファイバ56
に入射するときの波数ベクトルの関係を図4に示す。図
4(1)において、Kiaは散乱粒子への入射光の波数ベ
クトルであり、Ksaは後方散乱すなわちx軸の負方向に
散乱された散乱光の波数ベクトルであり、Vは流速ベク
トルであり、Vx ,V y は流速ベクトルのx,y成分で
ある。なお、散乱粒子に入射される光の交差角が2φで
あるので、照射用測定プローブ50Bから射出された光
波と散乱光との成す角、すなわち波数ベクトルKiaとx
軸との成す角はφである。Emitted from the irradiation measuring probe 50B
After the light wave is backscattered by scattering particles,
Single-mode optical fiber 56 via fixed probe 54
FIG. 4 shows the relationship between the wavenumber vectors when the light enters the. Figure
In 4 (1), KiaIs the wave number of the light incident on the scattering particles.
Ktor, KsaIs the backscatter, that is, in the negative direction of the x-axis
Is the wave vector of the scattered light, and V is the velocity vector
Torr and Vx, V yIs the x and y components of the velocity vector
is there. In addition, when the crossing angle of the light incident on the scattering particles is 2φ,
Therefore, the light emitted from the irradiation measurement probe 50B
Angle between wave and scattered light, ie wave vector KiaAnd x
The angle formed with the axis is φ.
【0048】ここで、図4(1)に示した波数ベクトル
Ksaから波数ベクトルKiaを減算した波数ベクトルKa
は、散乱粒子による散乱によって受ける周波数遷移量で
あるドップラ周波数シフトfdaに相当する。Here, the wave number vector K a obtained by subtracting the wave number vector K ia from the wave number vector K sa shown in FIG. 4A.
Corresponds to the Doppler frequency shift f da , which is the amount of frequency transition received by scattering by the scattering particles.
【0049】このドップラ周波数シフトfdaは速度ベク
トルV(=iVx +jVy )、波数ベクトルKia、波数
ベクトルKsaを用いて次のようなベクトルの内積を用い
て表される。
fda=V・Ka /(2π)=V・(Ksa−Kia)/(2π) ・・・(5)
ここで、ベクトルKsa,Kiaの大きさを近似してKとす
ると、fdaは次式で表される。
fda
=(iVx +jVy ){−iK−(iKcosφ+jKsinφ)}/(2π)
=(iVx +jVy ){−iK(1+cosφ)+jKsinφ}/(2π)
={−(1+cosφ)Vx K+sinφVy K}/(2π)
={−(1+cosφ)Vx +sinφVy }/λ ・・・(6)
照射用測定プローブ50Cから射出された光波について
も上記と同様の関係が成り立ち、ドップラ周波数シフト
fdbも上記と同様に導出できるので、
fdb={−(1+cosφ)Vx −sinφVy }/λ ・・・(7)
と表される。This Doppler frequency shift f da is represented by using the following vector inner product using the velocity vector V (= iV x + jV y ), the wave number vector K ia , and the wave number vector K sa . f da = V · K a / (2π) = V · (K sa -K ia) / (2π) ··· (5) , where the vector K sa, the approximate size of the K ia and K , F da is represented by the following equation. f da = (iV x + jV y) {- iK- (iKcosφ + jKsinφ)} / (2π) = (iV x + jV y) {- iK (1 + cosφ) + jKsinφ} / (2π) = {- (1 + cosφ) V x K + sinφV y K} / (2π) = { - (1 + cosφ) V x + sinφV y} / λ ··· (6) also holds the same relationship as described above for emitted from the irradiation measurement probe 50C lightwave, Doppler frequency shift f db Can also be derived in the same manner as above, and is therefore expressed as f db = {− (1 + cos φ) V x −sin φV y } / λ (7).
【0050】従って、光検出器58の光電変換面に達す
る光波の周波数は各々次のように表される。照射用測定
プローブ50Bからの光波による散乱光
fopt +fsaw +fda
=fopt +fsaw +{−(1+cosφ)Vx +sinφVy }/λ
・・・(8)
照射用測定プローブ50Cからの光波による散乱光
fopt −fsaw +fdb
=fopt −fsaw +{−(1+cosφ)Vx −sinφVy }/λ
・・・(9)
偏波保持光ファイバ48Aからの非回折光(局発光)
fopt
上記の照射用測定プローブ50B,50Cから射出され
た光波による散乱光及び局発光の3つの光波が光検出器
58の光電変換面で合波干渉されるので、次の3種類の
ビート信号が得られる。Therefore, the frequencies of the light waves reaching the photoelectric conversion surface of the photodetector 58 are expressed as follows. Scattered light due to the light wave from the irradiation measurement probe 50B f opt + f saw + f da = f opt + f saw + {− (1 + cos φ) V x + sin φV y } / λ (8) By the light wave from the irradiation measurement probe 50C Scattered light f opt −f saw + f db = f opt −f saw + {− (1 + cos φ) V x −sin φV y } / λ (9) Non-diffracted light (local light) from the polarization maintaining optical fiber 48A f opt Since the three light waves of scattered light and local light emitted by the light waves emitted from the irradiation measurement probes 50B and 50C are combined and interfered at the photoelectric conversion surface of the photodetector 58, the following three types of beat signals are obtained. Is obtained.
【0051】[0051]
【数4】 [Equation 4]
【0052】これらのビート信号をドップラ周波数解析
器60に設けられたコンピュータで演算することにより
次に示す流速のベクトル成分(Vx ,Vy )が得られ
る。By computing these beat signals by a computer provided in the Doppler frequency analyzer 60, the following vector components (V x , V y ) of the flow velocity can be obtained.
【0053】なお、照射用測定プローブ50B,50C
から射出された光波による後方散乱光は、シングルモー
ド光ファイバ56に入射した後強度Ps の信号光として
作用し、射出光用チャンネル光導波路40Aから射出さ
れた非回折光は強度PLoの局発光として作用するので、
干渉して得られたビート信号は次の(14)式のように
光軸に垂直な流速の成分Vy も与える。Irradiation measurement probes 50B, 50C
The backscattered light due to the light wave emitted from the above acts as a signal light of intensity P s after entering the single-mode optical fiber 56, and the non-diffracted light emitted from the outgoing light channel optical waveguide 40A has a local intensity of P Lo . Since it acts as a light emission,
The beat signal obtained by the interference also gives the component V y of the flow velocity perpendicular to the optical axis as in the following formula (14).
【0054】[0054]
【数5】 [Equation 5]
【0055】すなわち、従来の光ファイバ・レーザ・ド
ップラ流速計では、Vy 成分のみしか計測することがで
きなかったが、本実施の形態では、2次元のベクトル成
分(Vx ,Vy )を計測することができる。That is, in the conventional optical fiber laser Doppler velocimeter, only the V y component can be measured, but in the present embodiment, the two-dimensional vector component (V x , V y ) is measured. It can be measured.
【0056】上記の実施の形態では、各々照射用測定プ
ローブ50B,50Cから射出されかつ散乱粒子により
散乱された後方散乱光と局発光とを干渉させたので、局
発光の強度を増加することにより更にS/Nを向上させ
ることができる。In the above-described embodiment, the backscattered light emitted from the irradiation measuring probes 50B and 50C and scattered by the scattering particles interferes with the local light, so that the intensity of the local light is increased. Further, the S / N can be improved.
【0057】また、上記では一対の照射用測定プローブ
と受光用測定プローブとを備えた光学系をx軸方向に散
乱した光を受光可能な位置に配置して2次元のベクトル
成分を計測する例について説明したが、この光学系と同
一構成の他の光学系をz軸方向に散乱した光を受光可能
な位置に更に配置すれば、3次元のベクトル成分
(V x ,Vy ,Vz )を計測することができる。In the above, a pair of irradiation measurement probes is used.
An optical system equipped with a measuring probe for receiving light is scattered in the x-axis direction.
A two-dimensional vector placed at a position where it can receive scattered light
The example of measuring the components was explained, but it is the same as this optical system.
Can receive light scattered in the z-axis direction by another optical system of one configuration
3D vector components if further arranged at different positions
(V x, Vy, Vz) Can be measured.
【0058】なお、上記では音響光学材料としてはLi
NbO3 を用いた例について説明したが、LiTa
O3 、ZnO等の他の音響光学効果を有する材料を用い
てもよい。In the above, as the acousto-optic material, Li is used.
An example using NbO 3 has been described, but LiTa
Other materials having an acousto-optic effect such as O 3 and ZnO may be used.
【0059】また、周波数fopt +fsaw 、fopt −f
saw の光を測定領域に照射し、周波数fopt の光を局発
光としたが、周波数fopt +fsaw 、fopt の光を測定
領域に照射し、周波数fopt −fsaw の光を局発光とし
てもよく、周波数fopt −f saw 、fopt の光を測定領
域に照射し、周波数fopt +fsaw の光を局発光として
もよい。The frequency fopt+ Fsaw, Fopt-F
sawOf the frequency foptLocal light
Light, but frequency fopt+ Fsaw, FoptMeasure the light of
Irradiate the area, frequency fopt-FsawOf the local light
May be the frequency fopt-F saw, FoptMeasuring light
Irradiate the area and frequency fopt+ FsawLight as local light
Good.
【0060】さらに、上記では3分岐光導波路と1つの
IDTを備えた光周波数シフタを用いた例について説明
したが、光周波数シフタとしては、これに限るものでは
ない。Furthermore, although an example using an optical frequency shifter having a three-branch optical waveguide and one IDT has been described above, the optical frequency shifter is not limited to this.
【0061】例えば、1つのチャンネル光導波路を2分
岐してf0 とf0 +f1 の周波数の光を発生させ、一方
(例えば周波数f0 )の分岐導波路を更に2分岐してf
0 とf0 +f2 を発生し、これら3つの周波数の光に対
応して3つの射出端を備えた光導波路を構成し、各分岐
部にIDTを備えた光周波数シフタを使用することもで
きる。For example, one channel optical waveguide is branched into two to generate light of frequencies f 0 and f 0 + f 1 , and one (for example, frequency f 0 ) branch waveguide is further branched into two to generate f.
It is also possible to use an optical frequency shifter that generates 0 and f 0 + f 2 , configures an optical waveguide having three emission ends corresponding to lights of these three frequencies, and has an IDT at each branch. .
【0062】また、バルク部品で構成された2出力の光
周波数シフタを多段に接続し、上記と同様に3つの異な
る周波数の光を得るようにしてもよい。Further, two-output optical frequency shifters composed of bulk parts may be connected in multiple stages to obtain light of three different frequencies as described above.
【0063】なお、光周波数のシフトは、音響光学効果
による以外にも、電気光学効果や半導体の発振周波数の
掃引等に基づいても同様に行うことができる。The shift of the optical frequency can be similarly performed based on the electro-optical effect, the sweep of the oscillation frequency of the semiconductor, etc., in addition to the acousto-optical effect.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
速の2成分をともに参照光型の原理で計測することがで
きるので、高いSN比を実現することができると共に、
光軸と垂直な成分と光軸に平行な成分とを同時に計測す
ることが可能になるので、計測対象との軸ずれによる計
測誤差の発生を防止することができる、という効果が得
られる。As described above, according to the present invention, both two components of the flow velocity can be measured by the principle of the reference light type, so that a high SN ratio can be realized and
Since it is possible to measure the component perpendicular to the optical axis and the component parallel to the optical axis at the same time, it is possible to prevent the occurrence of a measurement error due to the axis deviation from the measurement target.
【図1】本発明の実施の形態で使用する光周波数シフタ
の分岐部付近の拡大図である。FIG. 1 is an enlarged view of the vicinity of a branch portion of an optical frequency shifter used in an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態で使用する光周波数シフタ
の光の回折方向を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing a diffraction direction of light of an optical frequency shifter used in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態の光ファイバレーザドップ
ラ流速計の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical fiber laser Doppler velocimeter according to the embodiment of the present invention.
【図4】本実施の形態の光ファイバレーザドップラ流速
計の波数の関係を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing a wave number relationship of the optical fiber laser Doppler velocimeter of the present embodiment.
【図5】従来の光ファイバレーザドップラ流速計の構成
図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional optical fiber laser Doppler velocimeter.
30 光周波数シフタ 32 基板 34 チャンネル光導波路 38 3分岐チャンネル光導波路 40A,40B,40C 射出光用チャンネル光導波路 30 Optical frequency shifter 32 substrates 34 channel optical waveguide 38 3-branched channel optical waveguide 40A, 40B, 40C Channel optical waveguide for outgoing light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 覚 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 伊藤 博 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平7−311215(JP,A) 特開 平2−136777(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 5/00 G01S 17/58 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoru Kato, Aichi-gun, Nagakute-cho, Aichi Prefecture, Nagaleta 1 41 Yokomichi, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. 1 Yoko 41, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-7-311215 (JP, A) JP-A-2-136777 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7) , DB name) G01P 5/00 G01S 17/58
Claims (3)
なる3つの光を生成し射出する光周波数シフタと、 前記3つの光の各々を伝播させる第1、第2、及び第3
の3つの光ファイバと、 第1及び第2の2つの光ファイバにより伝播された光を
被測定領域に集光させる集光装置と、 被測定領域に集光された光による散乱光が入射される入
射装置と、 入射装置に入射された散乱光と第3の光ファイバにより
伝播された光とを重ね合わせて光ヘテロダイン検出する
検出器と、 前記検出器の光ヘテロダイン検出に基づいて流速を算出
する算出装置と、 を含む光ファイバレーザドップラ流速計。1. An optical frequency shifter that generates and emits three lights having different frequencies from the light emitted from a light source, and first, second, and third light propagating each of the three lights.
Of the three optical fibers, the light collecting device for collecting the light propagated by the first and second two optical fibers on the measurement area, and the scattered light by the light collected on the measurement area is incident. An incident device, a detector for detecting the optical heterodyne by superposing the scattered light incident on the incident device and the light propagated by the third optical fiber, and calculating the flow velocity based on the optical heterodyne detection of the detector. A fiber optic laser Doppler velocimeter including:
播される光波が前記表面弾性波の波面に対して略平行に
入射するように形成され、前記表面弾性波との相互作用
によって回折された強度が略等しい±1次回折光及び非
回折光を各々伝播させる3つに分岐された光導波路を備
えた3分岐光導波路と、 前記3分岐光導波路の各々の他端に結合された射出光用
チャンネル光導波路と、 で構成した請求項1の光ファイバレーザドップラ流速
計。2. The optical frequency shifter is coupled to a single channel optical waveguide, an electrode for generating a surface acoustic wave, and one end of the channel optical waveguide. An optical waveguide which is formed so as to be incident substantially parallel to the wavefront, and which is branched into three parts for respectively propagating ± first-order diffracted light and non-diffracted light having substantially equal intensities diffracted by the interaction with the surface acoustic wave. The optical fiber laser Doppler velocimeter according to claim 1, comprising a three-branch optical waveguide including: and a channel optical waveguide for emission light coupled to the other end of each of the three-branched optical waveguides.
と表面弾性波との相互作用長、λO を光波の真空中の波
長、n1 を音響光学媒質の屈折率、Λを表面弾性波の波
長、θi を伝播される光波と表面弾性波の波面との成す
角度、Δn1を表面弾性波により誘起される音響光学媒
質の屈折率の変化とするとき、前記電極と3分岐光導波
路とを0.1< 2πLλO /n1 Λ2 cosθi <10
かつ0<πΔn1 L/λ0 <2の条件を満たすように構
成した請求項2の光ファイバレーザドップラ流速計。3. An acousto-optic medium is used, where L is the interaction length between the propagating light wave and the surface acoustic wave, λ O is the wavelength of the light wave in vacuum, n 1 is the refractive index of the acousto-optic medium, and Λ is the surface. When the wavelength of the elastic wave, θ i , the angle between the propagating light wave and the wavefront of the surface acoustic wave, and Δn 1 are changes in the refractive index of the acousto-optic medium induced by the surface acoustic wave, the electrode and the three branches The optical waveguide and 0.1 <2πLλ O / n 1 Λ 2 cos θ i <10
The optical fiber laser Doppler velocimeter according to claim 2, wherein the condition 0 <πΔn 1 L / λ 0 <2 is satisfied.
Priority Applications (1)
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