(57)【要約】  本発明は、単純な構成で、広い屈折率範囲において被測定媒質の屈折率を感度よく計測できる光ファイバセンサを提供することを目的とする。本発明は、ブラッググレーティング（９）が形成されたコア（４）及びクラッド（５）の部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバ（１）と、クラッド伝搬モードの波長帯域の光を光ファイバ（１）に入射する光源（２）と、ブラッググレーティング（９）が形成された位置のコア（４）及びクラッド（５）を経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部（３）とを備え、受光部（３）が受ける総受光強度に基づき、クラッド（５）に接する被測定媒質の屈折率を検出する光ファイバセンサであって、ブラッググレーティング（９）は、光ファイバ（１）の長手方向の垂直線に対し所定の傾斜角度を有している。
2008111320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラッググレーティング（９）が形成されたコア（４）とクラッド（５）とを備え、前記ブラッググレーティング（９）が形成された前記コア（４）及び前記クラッド（５）の部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバ（１）と、
前記クラッド伝搬モードの波長帯域の光を前記光ファイバ（１）に入射する光源（２）と、
前記ブラッググレーティング（９）が形成された位置の前記コア（４）及び前記クラッド（５）を経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部（３）とを備え、前記受光部（３）が受ける総受光強度に基づき、前記クラッド（５）に接する被測定媒質の屈折率を検出する光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティング（９）は、前記光ファイバ（１）の長手方向の垂直線に対し所定の傾斜角度を有していることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティング（９）は、測定で要求される前記クラッド伝搬モードの屈折率の範囲が前記被測定媒質の屈折率の検出範囲Δｎに含まれ、且つ前記検出範囲Δｎに含まれるすべてのクラッド伝搬モードに対して、透過損失ピークの大きさの平均値をＡｄＢ、損失ピークの半値全幅の平均値をΔＢｎｍ、損失ピークの平均波長間隔をＢｎｍとした場合に、Ａ×Ａ×ΔＢ／Ｂ≧３．５の関係を有することを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティング（９）は、前記光ファイバ（１）のコア径をｄμｍ、ブラッグ波長をλμｍとした場合、ｄ／λ≦４．５の関係を有することを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項４】
請求項２に記載の光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティング（９）は、前記検出範囲Δｎ、前記傾斜角度をθ°とした場合に、θ≧７０×Δｎ＋１．８×ｄ／λ−８の関係を有することを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の光ファイバセンサであって、
前記光源（２）は、前記被測定媒質の透明領域となる波長帯を含むことを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項６】
請求項２に記載の光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティング（９）は、前記光ファイバ（１）のコア（４）径をｄμｍ、ブラッグ波長をλμｍとした場合、ｄ／λ≦４．５、２μｍ≦ｄ≦４μｍ、８００≦λ≦９００ｎｍの関係を満たし、且つ前記検出範囲Δｎが任意の混合比のエタノール混合ガソリンの屈折率範囲を含む前記傾斜角度を有することを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項７】
ブラッググレーティング（１０９）が形成されたコア（１０４）とクラッド（１０５）とを備え、前記ブラッググレーティング（１０９）が形成された前記クラッド（１０５）の部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバ（１０１）と、
前記クラッド伝搬モードの波長帯域の光を前記光ファイバ（１０１）に入射する光源（１０２）と、
前記ブラッググレーティング（１０９）が形成された位置の前記クラッド（１０５）を経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部（１０３）とを備え、前記受光部（１０３）が受ける総受光強度に基づき、前記クラッド（１０５）に接する被測定媒質の屈折率を検出する光ファイバセンサであって、
前記光ファイバ（１０１）は、マルチモード光ファイバであり、
前記ブラッググレーティング（１０９）は、前記光ファイバ（１０１）の長手方向の垂直線に対する傾斜角度が４．４°以上であることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項８】
ブラッググレーティング（１０９）が形成されたコア（１０４）とクラッド（１０５）とを備え、前記ブラッググレーティング（１０９）が形成された前記クラッド（１０５）の部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバ（１０１）と、
前記クラッド伝搬モードの波長帯域の光を前記光ファイバ（１０１）に入射する光源（１０２）と、
前記ブラッググレーティング（１０９）が形成された位置の前記クラッド（１０５）を経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部（１０３）とを備え、前記受光部（１０３）が受ける総受光強度に基づき、前記クラッド（１０５）に接する被測定媒質の屈折率を検出する光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティング（１０９）は、前記光ファイバ（１０１）の長手方向の垂直線に対する傾斜角度が不連続で、且つ複数形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項９】
請求項８に記載の光ファイバセンサであって、
前記傾斜角度が異なる複数の前記ブラッググレーティング（１０９）が、複数の領域のそれぞれに形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項１０】
請求項８に記載の光ファイバセンサであって、
前記傾斜角度が異なる複数の前記ブラッググレーティング（１０９）が、１つの領域に形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の光ファイバセンサであって、
複数の前記ブラッググレーティング（１０９）は、検出可能な屈折率範囲が一部重複するようにそれぞれの前記傾斜角度が調整されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバセンサに係る発明であって、特に、屈折率を利用して液体性状を検出する光ファイバセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの燃料として使用されている純正ガソリンには、ヘプタン，ペンタン等の炭化水素を主成分とする軽質ガソリンと、ベンゼン等の炭化水素を主成分とする重質ガソリンと、それらの中間の中質ガソリン（通常のレギュラーガソリン）とがある。例えば軽質ガソリンにマッチングするように点火時期等の制御を設定したエンジンに対して、重質ガソリンを燃料として使用した場合、エンジンの着火時期に遅れが生じる。さらに、当該エンジンでは、低温時の始動性が悪化したり、息つぎ現象等の運転性能の悪化が生じるばかりか、不完全燃焼によって排気ガス中の有害成分が増大する等が発生する。【０００３】
また、米国や欧州等の各国では石油の消費量の低減を図るために、ガソリン中にアルコールを混合した燃料が自動車用として普及しつつある。ガソリン燃料の空燃比にマッチングされたエンジンに、このアルコール混合燃料を用いると、アルコールがガソリンに比べて理論空燃比が小さい等に起因して空燃比がリーン化する。そのため、アルコール混合燃料を自動車用エンジンに用いる場合、アルコール混合燃料中のアルコール含有率を検出して燃料噴射弁等のアクチュエータを制御し、アルコール含有率に応じた空燃比、点火時期等に調整する必要がある。【０００４】
従って、自動車用エンジンでは、使用するガソリンが軽質，中質，重質のいずれであるかや、アルコール混合燃料中のアルコール含有率を検出することが必要となり、さらにその検出値に伴って空燃比や点火時期等を制御することが必要となる。【０００５】
重質ガソリンであるか軽質ガソリンであるかはその屈折率と相関があり、重質ガソリンでは屈折率は大きく、軽質ガソリンでは屈折率は小さくなる。そのため、ガソリンの液体性状検出センサは、屈折率変化を測定するタイプのセンサが今までに開発されている。【０００６】
特許文献１には、光源からの光を短周期傾斜グレーティングに入力して、その出力光のスペクトルを信号解析器により解析する液体性状検出センサである。グレーティングを囲む材料の屈折率が変化することで透過率特性に現れるクラッド伝搬モードによる透過スペクトル形状が変化する。特許文献１では、その透過スペクトルを計測し包絡線の形状変化を算出することによりグレーティング周囲の屈折率を検出することで液体性状を検出している。【０００７】
また、特許文献２は、光源からの光を短周期グレーティングに入力する液体性状検出センサである。特許文献２でも、グレーティングを囲む材料の屈折率が変化することで透過率特性に現れるクラッド伝搬モードによる透過スペクトル形状が変化することを利用している。特許文献２では、透過スペクトル形状の変化に伴う出力光の強度変化を計測することによりグレーティング周囲の屈折率を検出している。【０００８】
【特許文献１】国際公開第０２／４４６９７号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０６／１２６４６８号パンフレット
【０００９】
特許文献１のように短周期傾斜光グレーティングを用いた検出法では、クラッド伝搬モード損失ピークのスペクトル形状を高波長分解能で測定することが必要になるため、光スペクトラムアナライザ等の高価な計測機器が必要であった。そのため、特許文献１に示す液体性状検出センサでは、単純な光量検出のみで屈折率を計測することが困難であった。【００１０】
また、特許文献１では、グレーティングの傾斜角度を増加させることにより、計測可能な屈折率範囲の下限がより低屈折率側へ拡大できるが、それに伴い上限が減少してしまう。その結果、特許文献１では、計測可能な屈折率範囲の拡大効果が損なわれる問題があった。【００１１】
一方、特許文献２のように短周期光グレーティングを用いた検出法では、クラッド伝搬モード損失ピークのスペクトル形状の変化を透過光量変化により検出するため、単純な光量検出のみで屈折率を計測することができる。しかし、特許文献２では、計測可能な屈折率範囲を十分大きくできないという問題があった。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、単純な構成で、広い屈折率範囲において被測定媒質の屈折率を感度よく計測できる光ファイバセンサを提供することを目的とする。
【００１３】
本発明に係る光ファイバセンサの一つの態様は、ブラッググレーティングが形成されたコアとクラッドとを備え、ブラッググレーティングが形成されたコア及びクラッドの部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバと、クラッド伝搬モードの波長帯域の光を光ファイバに入射する光源と、ブラッググレーティングが形成された位置のコア及びクラッドを経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部とを備え、受光部が受ける総受光強度に基づき、クラッドに接する被測定媒質の屈折率を検出する光ファイバセンサであって、ブラッググレーティングは、光ファイバの長手方向の垂直線に対し所定の傾斜角度を有している。
【００１４】
本発明に係る光ファイバセンサの一つの態様は、ブラッググレーティングが、光ファイバの長手方向の垂直線に対し所定の傾斜角度を有しているので、単純な構成で、広い屈折率範囲において被測定媒質の屈折率を感度よく計測できる。
【００１５】
本発明に係る光ファイバセンサの別の態様は、ブラッググレーティングが形成されたコアとクラッドとを備え、ブラッググレーティングが形成されたクラッドの部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバと、クラッド伝搬モードの波長帯域の光を光ファイバに入射する光源と、ブラッググレーティングが形成された位置のクラッドを経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部とを備え、受光部が受ける総受光強度に基づき、クラッドに接する被測定媒質の屈折率を検出する光ファイバセンサであって、光ファイバは、マルチモード光ファイバであり、ブラッググレーティングは、光ファイバの長手方向の垂直線に対する傾斜角度が４．４°以上である。
【００１６】
本発明に係る光ファイバセンサの別の態様は、４．４°以上の傾斜角度を有するグレーティングを備えているので、マルチモード光ファイバを光ファイバに用いたとしてもクラッド伝搬モードを生じさせることができ、グレーティングを形成した領域のクラッドに接する被測定媒質の屈折率を検出することができる。また、本発明に記載の光ファイバセンサは、マルチモード光ファイバを用いるので、検出光量や屈折率変化に対する受光強度の変化量を大きくできる。
【００１７】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサの模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサでの伝搬光と液体の屈折率との関係を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサでのグレーティングの傾斜角度を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサでの透過損失の波長スペクトルを示すための図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサでの屈折率と受光強度の関係を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサでの空気及びトルエンの透過損失の波長スペクトルを示すための図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る光ファイバセンサでの傾斜角度と変化率の関係を説明する図である。
【図８】レギュラーガソリン及びハイオクガソリンにおける波長に対する透過率の変化を示すための図である。
【図９】混合ガソリンにおける特性を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光ファイバセンサでの透過損失を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る光ファイバセンサでのグレーティングの条件を説明するための図である。
【図１２】クラッド伝搬モードのスペクトル形状を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る光ファイバセンサでのグレーティングの条件を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る光ファイバセンサでのグレーティングの条件を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る光ファイバセンサでのグレーティングの条件を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る光ファイバセンサの概略図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る光ファイバセンサから得られる透過光スペクトルの図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係る光ファイバセンサから得られる透過光スペクトルの図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係る光ファイバセンサのグレーティングの傾斜角度と屈折率の測定範囲との関係を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施の形態７に係る光ファイバセンサのグレーティングの概略図である。
【図２１】本発明の実施の形態７に係る光ファイバセンサから得られる透過光スペクトルの図である。
【図２２】本発明の実施の形態７に係る光ファイバセンサの概略図である。
【図２３】本発明の実施の形態７に係る光ファイバセンサから得られる屈折率と受光強度との関係を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態８に係る光ファイバセンサのグレーティングの概略図である。
【図２５】本発明の実施の形態８に係る光ファイバセンサから得られる透過光スペクトルの図である。
【図２６】本発明の実施の形態８に係る光ファイバセンサから得られる屈折率と受光強度との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態に係る光ファイバセンサの模式図を示す。図１に示す光ファイバセンサは、液体の屈折率を検出できるセンサである。図１に示す光ファイバセンサでは、光ファイバ１の一方の端部に光源２が配置され、他方の端部に受光部３が配置されている。光ファイバ１は、光源２から出射される光が伝播するコア４と、光をコア４内に閉じ込めるためにコア４を覆うように設けられたクラッド５と、これらを覆って保護するファイバジャケット６とを備えている。【００２０】
さらに、光ファイバ１には、液体の屈折率を測定するために被測定媒質である液体８とクラッド５とが直接接するように、ファイバジャケット６の一部が取り除かれている。さらに、図１に示す光ファイバ１には、ファイバジャケット６の一部が取り除かれた部分のコア４にブラッググレーティング（以下、グレーティングともいう）９が形成されている。この光ファイバ１は、液体８を貯蔵する容器１０の底面の近くでＵ字型に屈曲され、光源２と受光部３とが容器１０の外部に配置されている。【００２１】
光源１には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やスーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）などを用いることができる。一方、受光部３には、フォトダイオードなどの受光素子を用いて受光強度を検出する。コア４及びグラッド５には、石英ガラスなどの無機ガラスあるいはポリメチルメタアクリレートなどのプラスチック系の材料を用いることができる。ファイバジャケット６には、フッ素系、ナイロン系、フェノール系、エポキシ系、メラニン系などの樹脂を用いることができる。【００２２】
次に、コア４にグレーティング９を形成する方法としては、例えば、ファイバジャケット６を除去した部分に位相マスクを設置し、位相マスクの上からエキシマレーザ光を照射して位相マスクのレリーフに対応したグレーティングのパターンをコア４に形成する。位相マスクは、石英ガラスでできた平行平板の一方の面にレリーフと呼ばれる複数の一定間隔の溝が形成されたものであり、レリーフによって周期的にレーザ光が変調される。【００２３】
コア４では、レーザ光が照射された部分の屈折率が未照射の部分に比べて高くなる光誘起屈折率変化が生じるため、屈折率が周期的に変化したグレーティング９をコア４に形成することができる。なお、位相マスクのレリーフのピッチや溝の深さを変えることで、所望のパターンのグレーティング９をコア４に形成することができる。また、位相マスクを面内方向に傾けることで、傾斜角度を付けたグレーティング９も作製可能である。【００２４】
なお、グレーティング９は、一般的に屈折率変化の周期が０．１〜１μｍ程度の短周期グレーティングと、１００〜１０００μｍ程度の長周期グレーティングとに分類される。本発明に用いられるグレーティング９は、前者の短周期グレーティングに限ったものであり、以下で記述するグレーティングはすべて短周期グレーティングを意味するものとする。【００２５】
次に、本実施の形態に係る光ファイバセンサの動作について説明する。一般的に光通信システムにおいて、光ファイバ伝送路を伝播するある特定の波長の光信号を取り出すために、ある信号のみを反射させることができるグレーティングが用いられる。グレーティングの透過特性には、後述するクラッド伝搬モードが存在し、このクラッド伝搬モードが損失リップルとなり問題となる。本発明では、光通信システムでは不要なものとして取り扱われてきたクラッド伝搬モードを逆に利用している。【００２６】
図１に示す液体８の屈折率を測定する原理は、コア４内を伝播する光がグレーティング９で反射あるいは透過するときに生じるクラッド伝搬モードと呼ばれる光の強度が、クラッド５の外側に接する材質の屈折率によって異なることを利用している。つまり、コア４内を伝播する光は、グレーティング９の形成されていない部分ではコア４とクラッド５との境界面で反射を繰り返しながらコア４内のみを伝播する。しかし、コア４内を伝播する光がグレーティング９に到達すると、グレーティング９を透過してコア内４を伝播していく光と、グレーティング９によりブラッグ反射されてコア４内を反対方向に伝播していく光と、コア４から飛び出してクラッド５内を反対方向へ伝播する後方伝搬クラッド伝搬モードの光とに分かれる。なお、図１に示す光ファイバセンサで用いる短周期グレーティングではクラッド伝搬モードは後方伝搬するが、長周期グレーティングで発生するクラッド伝搬モードは前方伝搬するものである。【００２７】
図２（ａ）（ｂ）に、クラッド伝搬モードの光と、クラッド５の外側に接する液体の屈折率との関係を説明するための図を示す。なお、以下の説明では、液体としては水を、気体としては空気を例にとって説明する。図２（ａ）はクラッド５の外側に接する材質が空気２１の場合における光の伝播を模式的に表し、図２（ｂ）はクラッド５の外側に接する材質が水２７の場合における光の伝播を模式的に表している。ここで、空気２１の屈折率は１．０、水２７の屈折率は１．３であり、コア４の屈折率を１．３６、クラッド５の屈折率を１．３５とする。【００２８】
図２（ａ）では、光源２から伝播してきた伝播光２２がグレーティング９でブラッグ反射される反射光２３と、グレーティング９を透過してコア４内を伝播していく透過光２４と、グレーティング９で発生するクラッド伝搬モードの光２５とに分かれる。クラッド伝搬モードの光２５は、クラッド５と空気２１との屈折率の差が０．３５と大きいため、クラッド５と空気２１との界面２６で反射され、クラッド５内を伝播する。図２（ａ）では、クラッド伝搬モードの光２５がクラッド５内に閉じ込められるためクラッド伝搬モード特有の損失リップルが透過特性に現れる。【００２９】
一方、図２（ｂ）でも、光源２から伝播してきた伝播光２２が反射光２３と、透過光２４と、クラッド伝搬モードの光２５とに分かれる。しかし、図２（ｂ）の場合、グレーティング９の端部で発生したクラッド伝搬モードの光２５は、クラッド５と水２７との屈折率の差が０．０５と小さいため、クラッド５と水２７との界面２８ではほとんど反射されずに界面２８を通過して水２４へと伝播する。そのため、クラッド伝搬モードの光２５は、クラッド５内にはほとんど伝播しない。よって、クラッド５内に閉じ込められるクラッド伝搬モードの光２５がなく、クラッド伝搬モード特有の透過特性である損失リップルが現れない。【００３０】
また、本実施の形態に係るグレーティング９は、感度の高いセンサ出力を得ることと、被測定媒質の屈折率の検出範囲を拡大することを目的として、光ファイバ１の長手方向の垂直線に対し図３に示すような傾斜角度θ°を有するように形成している。なお、傾斜角度θは、−９０°以上９０°未満の範囲で規定される。図４（ａ）〜（ｄ）に、傾斜角度θを０°とした場合の透過損失の波長スペクトルを示す。なお、使用した光ファイバ１は石英系でクラッド径１２５μｍ，コア径２μｍである。【００３１】
図４（ａ）は、被測定媒質が空気（ｎ＝１．０）の場合であり、図４（ｂ）は、被測定媒質がエタノール（ｎ＝１．３６２）の場合である。また、図４（ｃ）は、被測定媒質がエタノールとトルエンを５０％混合した液体（ｎ＝１．４２９）の場合であり、図４（ｄ）は、被測定媒質がトルエン（ｎ＝１．４９７）の場合である。図４（ａ）〜（ｄ）に示す被測定媒質はそれぞれ屈折率が異なっており、空気やエタノールのように屈折率の小さい場合はクラッド伝搬モードが波長８６０ｎｍ〜８８５ｎｍまで顕著に現れている。しかし、屈折率が大きくなるに従い（図４（ｃ），（ｄ））、クラッド伝搬モードは低波長側から消失し、トルエンの場合（図４（ｄ））、クラッド伝搬モードはすべて消失している。【００３２】
図１に示す光ファイバセンサでは、図４に示す透過光を受光強度として検出する構成である。そのため、図１に示す光ファイバセンサでは、被測定媒質の屈折率によって受光強度が図５のように変化することで、被測定媒質の屈折率を検出している。図５では、グレーティング９の傾斜角度θが０°の場合と、傾斜角度θが７．３°の場合との屈折率に対する受光強度の変化が図示されている。図５の結果が示すように、グレーティング９の傾斜角度θが０°の場合と比較して傾斜角度θが７．３°の場合には、被測定媒質の屈折率検出範囲が拡大されるとともにその変化率が大きくなっている。【００３３】
被測定媒質の屈折率検出範囲に関して、図５に示すように高屈折率側では傾斜角度θが０°でも７．３°でもともに屈折率は１．４６程度であるが、低屈折率側では傾斜角度θが０°で屈折率が１．４０であるのに対し傾斜角度θが７．３°で屈折率が１．３６程度まで拡大する。よって、グレーティング９の傾斜角度θが７．３°の光ファイバセンサであれば、例えばレギュラーガソリン（ｎ＝１．４３）とエタノール（ｎ＝１．３６２）との混合燃料の検出に使用することができる。また、変化率に関して、傾斜角度θが０°の場合には７％であったが、傾斜角度θを７．３°にすることで１５％まで向上する。変化率を大きくすることは、振動や温度変動などの環境変化に対して光ファイバセンサの信頼性を高めることになる。【００３４】
さらに、いろいろな傾斜角度のグレーティング９を有する光ファイバセンサを作製し、クラッド伝搬モードが現れている時（空気：ｎ＝１．０）と消失した時（トルエン：ｎ＝１．４９７）との透過損失の波長スペクトルを測定する。例えば、グレーティング９の傾斜角度が１１．７°の場合の透過損失の波長スペクトルを図６（ａ）（ｂ）に示す。図６（ａ）に示すように被測定媒質が空気の場合ではクラッド伝搬モードが現れているが、図６（ｂ）に示すように被測定媒質がトルエンの場合ではクラッド伝搬モードがすべて消失している。【００３５】
被測定媒質がトルエン及び空気の場合のそれぞれの透過損失の波長スペクトルから受光強度の変化率を算出し、グレーティング９の傾斜角度に対する変化率をプロットした結果を図７に示す。図７に示す結果では、グレーティング９の傾斜角度θを大きくするに従い変化率が向上することが確認できる。【００３６】
次に、レギュラーガソリン及びハイオクガソリンの透過波長スペクトルを図８（ａ）（ｂ）に示す。図８（ａ）に示すように、レギュラーガソリンでは、波長５００ｎｍ〜１１００ｎｍ，１２５０ｎｍ〜１３５０ｎｍ，１５００ｎｍ〜１６００ｎｍで透明領域となる。図８（ｂ）に示すように、ハイオクガソリンでは、波長４５０ｎｍ〜１１００ｎｍ、１２５０ｎｍ〜１３５０ｎｍ、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍで透明領域となる。【００３７】
なお、本実施の形態では、８００ｎｍ帯の光源２を用いて実施したが、被測定物質の他の透明領域でも同様に実施可能である。例えば、光通信に良く用いられる１５００ｎｍ帯の光源２と受光部３とを用いても同様に実施可能である。なお、透明領域以外では光吸収による損失があるため、対象とする被測定物質の透明領域内で検出を実施することが望ましい。【００３８】
また、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、屈折率が周期的に変化した屈折率変調型と呼ばれるグレーティング９を用いたが、溝が周期的に並ぶように加工されたグレーティング９を用いても良い。【００３９】
また、背景技術で述べたように、重質ガソリンであるか軽質ガソリンであるかはその屈折率と相関があり、重質ガソリンでは屈折率は大きく、軽質ガソリンでは屈折率は小さくなる。これについて詳しく説明すれば、レギュラーガソリン，エタノールを２０％混合したレギュラーガソリン，トルエンを４０％混合したレギュラーガソリンのそれぞれにおけるレギュラーガソリンに対する屈折率比と蒸留性状の関係は図９のようになる。図９に示すようにトルエンを混合した場合、屈折率比は大きく、５０％容量温度も大きくなり重質ガソリンとなる。一方、図９に示すようにエタノールを混合した場合、屈折率比は小さく、５０％容量温度も小さくなり軽質ガソリンとなる。【００４０】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る光ファイバセンサにおいて、安価な検出用電気回路を用いても被測定媒質の屈折率を十分な感度で計測するためには、受光強度の変化が大きい傾斜角度を有するグレーティングを用いることが望ましいことを述べた。さらに、本実施の形態では、受光強度の変化が大きくなる条件を有する傾斜角度を有するグレーティングについて以下で説明する。【００４１】
空気などの低屈折率媒質及びトルエンなどの高屈折率媒質に光ファイバセンサを浸漬した場合に、それぞれのクラッド伝搬モードのスペクトルを上述の図６（ａ）（ｂ）に示した。低屈折率媒質の場合には、クラッド伝搬モードによる急峻な透過損失ピークが複数存在するが、高屈折率媒質の場合には、急峻な透過損失ピークが消失し、連続的な透過損失スペクトルに変化する。高屈折率媒質の場合には、クラッド−媒質界面での光反射が小さくなるため、コア伝搬モードがグレーティング９を介してクラッド伝搬モードではなく周囲の空間への連続的な輻射モードと結合し、連続的なスペクトル形状になる。【００４２】
低屈折率媒質の場合におけるクラッド伝搬モードの急峻なピークを有する透過損失スペクトルと、高屈折率媒質の場合における連続的な透過損失スペクトルとの間には、定量的な相関関係がある。すなわち、総和則が成り立ち、一定の波長範囲にわたってスペクトルの損失強度を平均した量は、両者の透過損失スペクトルの間でほぼ同じになることが実験的に確認されている。【００４３】
波長帯域の広い連続スペクトル光源を用いて透過光量を計測するとき、低屈折率媒質の場合では、隣接する透過損失ピーク間にある透過率の大きな波長帯での透過光が透過光量の主な要素である。グレーティング９の露光量を増加させて透過損失ピークの強度を増大させても、透過率の大きな波長帯での透過光量はあまり減少しない。そのため、全透過光量の減少も抑制される。一方、高屈折率媒質の場合では、透過光量が波長に大きく依存せず透過損失強度に応じて減少するので、グレーティング９の露光量を増加させることで透過損失が増加し透過光量は減少する。このように、高屈折率媒質の場合における透過光量は、不均一な透過損失スペクトルを有する低屈折率媒質の場合における透過光量に比べて小さくなる。【００４４】
従って、光ファイバセンサにおいて検出光量変化を大きくし高感度に屈折率を計測するためには、急峻なピークを有するスペクトルの場合での透過光量を大きくし、連続的なスペクトル形状に変化した場合の透過損失強度を大きくすることが有効である。【００４５】
次に、検出光量変化に関して、モデルを仮定して定量的な試算を行った結果について説明する。まず、検討したモデルの前提を図１０に基づいて説明する。図１０は、クラッド伝搬モードのパラメータを模式的に示す説明図である。まず、被測定媒質により要求される屈折率範囲を含む広範囲な屈折率を検出できる必要があることから、その屈折率範囲の大きさを検出範囲Δｎとする。検出範囲Δｎの上限と下限に相当する波長の範囲内で均一にクラッド伝搬モードが出現しているものとする。【００４６】
検出範囲Δｎの波長を含む連続波長光源を使用し、全透過光強度を検出するものとする。検出範囲Δｎに含まれるすべてのクラッド伝搬モードに対して、透過損失ピークの大きさの平均をＡｄＢ、損失ピークの半値全幅の平均値をΔＢｎｍ、損失ピークの平均波長間隔をＢｎｍとする。急峻なピークを有するスペクトルの場合、クラッド伝搬モードの損失ピークと光源のスペクトル形状は単純化のため矩形状で同じ損失強度を仮定し、且つ隣接クラッド伝搬モードの損失ピーク間の透過波長領域での透過損失はゼロであると仮定する。【００４７】
以上の仮定の下では、クラッド伝搬モードの透過損失の出現割合がΔＢ／Ｂで与えられ、透明波長帯の出現割合が１−ΔＢ／Ｂで与えられる。低屈折率媒質の場合には、透過損失ＡｄＢのクラッド伝搬モードと透明波長帯が共存するので透過光強度は、数１で与えられる。【００４８】
【数１】
2008111320.tif 000003
【００４９】
一方、高屈折率媒質の場合には、平均化された透過損失が波長範囲全体でＡ×ΔＢ／ＢｄＢとなるので、透過光強度は、数２で与えられる。【００５０】
【数２】
2008111320.tif 000004
【００５１】
以上より、透過光量の変化率は、Ｉ＝（Ｉ1−Ｉ2）／Ｉ1で与えられる。【００５２】
図１１に、１≦Ａ≦１５及び０．０５≦ΔＢ／Ｂ≦０．４の範囲における透過光量の変化率Ｉを計算した結果を示す。さまざまな値のＡ及びΔＢ／Ｂに対して数値計算を行うと、透過光量の変化率Ｉは、ほぼＡ×Ａ×ΔＢ／Ｂに依存した量であることがわかる。これは、変化率Ｉの式をＡ及びΔＢ/Ｂに関して級数展開した場合の最低次の項であるＡ×Ａ×ΔＢ／Ｂの項と整合している。【００５３】
上述では、低屈折率媒質（全クラッド伝搬モードピークが出現）と高屈折率媒質（全クラッド伝搬モードピークが消失）の場合における透過光量の変化率Ｉの計算結果を示した。中間的な屈折率の被測定媒質の場合には、屈折率の増加に伴い短波長側からクラッド伝搬モードが消失し、透過光量が低屈折率媒質の場合と高屈折率媒質の場合の結果の間を単調且つ連続的に変化する。そのため、予め校正データを取得しておくことにより、中間的な屈折率の被測定媒質の場合であっても、透過光量の検出から測定媒体の屈折率を知ることができる。【００５４】
屈折率計測の感度は、透過光量の変化率Ｉに比例する。透過光量の変化率Ｉが小さな低感度のグレーティングを使用した場合でも、出力信号電圧を精密に測定することで原理的には計測可能であるが、計測電気回路が高価になり、積算が必要になり計測時間が増加する。また、透過光量の変化率Ｉが小さな低感度のグレーティングを使用した場合、出力信号自体の経時変化により定期的な校正作業が必要になる等の問題が生じる。透過光量の変化率Ｉとして５％以上を得られれば、上述の問題を回避できると考えられる。図１１から、透過光量の変化率Ｉ＝５％は、Ａ×Ａ×ΔＢ／Ｂ＝３．５に相当することがわかる。【００５５】
上述の検討は単純化したモデルについて行っているが、実測結果をよく再現していることが確認されている。例えば、実際に作製したΔＢ/Ｂ〜０．３，透過損失〜４ｄＢ，傾斜角度０°のグレーティングにおける透過光量の変化Ｉは約７％となり、計算で得られる値とほぼ一致しており、モデルの妥当性が裏付けられている。【００５６】
以上のように、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、安価な検出用電気回路を用いた場合でも被測定媒質の屈折率を十分な感度で計測可能な検出光量の変化率Ｉを有するため、グレーティングはＡ×Ａ×ΔＢ／Ｂ≧３．５の関係を有している。なお、図１１では、Ａ×Ａ×ΔＢ／Ｂ≧３．５の条件を満たす範囲をハッチングで示している。【００５７】
クラッド伝搬モードの損失ピークの半値全幅ΔＢに関しては、光ファイバの形状不均一やグレーティング長の長短の影響等も存在しうるが、実際には露光時の照射光品質や位置揺らぎ、光ファイバ歪等による不均一な線幅が支配的である。そのため、揺らぎの抑制された均一なグレーティングを形成することにより、狭線幅のクラッド伝搬モードが得られると考えられる。【００５８】
クラッド伝搬モードの損失ピーク間の間隔Ｂは、おおむね光ファイバのクラッド径と使用波長で決まり、使用波長が短いほど又はクラッド径が大きくなるほどモード間隔が小さくなると考えられる。一般に普及している１２５μｍ径の光ファイバを使用する場合、クラッド径は固定となる。使用波長に関しては、短波長の場合も、間隔Ｂと同様に半値全幅ΔＢが小さくなるのでΔＢ／Ｂに関して大きな差がないと考えられる。【００５９】
クラッド伝搬モードの損失ピークの透過損失Ａは、グレーティングの露光量を増大させるに従って増大し、徐々に飽和する。また、グレーティング長を増大させるに従い、透過損失Ａが増大する。ΔＢ／Ｂとの関係は、ある一定の露光量のグレーティングに対して、クラッド伝搬モードの半値全幅ΔＢが小さいほどＡが増大し、おおむねＡ×ΔＢ／Ｂが一定となると考えられる。【００６０】
以上の定性的な検討から、グレーティングを作製する場合、露光量を増大させること，揺らぎを抑制して高均一な露光を行うこと，グレーティング長を増大させることによりＡ×Ａ×ΔＢ／Ｂが大きく高感度なグレーティングを得ることができる。【００６１】
また、傾斜角度θが０°のグレーティングを使用した場合との比較では、グレーティングの傾斜角度を適切に選択することにより、許容クラッドモード数が増大しΔＢ／Ｂが増大するので、それに比例する屈折率検出感度をさらに増大させることができる。光源としては、発光ダイオードを用いることができ、光源の小型化と信頼性向上に適している。また、透過光の検出用にはフォトダイオードを用いることができる。ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）等の高輝度な光源を使用すれば、さらに高精度に屈折率を計測することができる。これらの発光素子と受光素子は、光ファイバの開口数に応じた適切な結合光学系を用いて光ファイバに光学的に結合させることができ、小型のモジュールとして構成することもできる。【００６２】
以上の検討に基づき、例えばコア径２μｍの光ファイバを用いて、使用波長８００ｎｍ帯のグレーティングを作製する場合、グレーティング長５ｍｍ以上であれば露光条件を調整することにより、Ａ×Ａ×ΔＢ／Ｂ≧３．５であるグレーティングを作製することができる。グレーティング長を１０ｍｍ等に大きくすると、さらに高感度のグレーティングが得られ露光条件の許容範囲を増大できる。【００６３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、高感度のグレーティング９を作製するために必要となる条件について以下に説明する。【００６４】
本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、グレーティングの傾斜の有無によらず多数のクラッド伝搬モードによる損失ピークを透過スペクトルで観察することができる。これらのクラッド伝搬モードは、それぞれが異なる結合強度でコア伝播モードと結合しており、結合強度を反映した損失強度を示す。被測定媒質の屈折率を図１に示した光ファイバセンサにおいて計測するためには、クラッド伝搬モードが屈折率の検出範囲において損失強度の顕著な減少なしに連続的に出現していることが必要である。【００６５】
クラッド伝搬モードのスペクトル形状は、コア径とコア屈折率，クラッド径とクラッド屈折率等の光ファイバのパラメータと、傾斜角，ピッチ，屈折率変化量等のグレーティングのパラメータとを与えることで計算により求めることができる。【００６６】
まず、クラッド径を１２５μｍ、ブラッグ波長をλ＝８８０±５ｎｍとし、コア径とグレーティング傾斜角を変えた場合のクラッド伝搬モードのスペクトル形状を計算してクラッド伝搬モードの出現波長範囲を求め、屈折率の範囲に換算して比較する。クラッド伝搬モードのスペクトル形状は、ピークの包絡線がゆるやかな単峰性の形状となっており、クラッド伝搬モード損失の最大値の１／１０になる波長を出現波長範囲の上限及び下限波長とする。計算により求めたクラッド伝搬モードのスペクトル形状の一例（コア径４μｍ，傾斜角度６，ブラッグ波長８８０ｎｍ）を図１２に示す。クラッドの屈折率は１.４５３３とし、コアの屈折率は市販の購入可能な光ファイバの仕様を参考に１.４８３０〜１.４５６３の間で選択する。【００６７】
上述のように算出した測定可能な屈折率範囲を傾斜角度θの関数としてプロットした図を図１３に示す。なお、図１３では、異なるコア径についても測定可能な屈折率範囲と傾斜角との関係を図示している。図１３より、すべてのコア径において傾斜角度θが増大するにしたがって測定範囲の下限屈折率が減少していることがわかる。また、コア径依存性については、コア径が小さいほど測定範囲の下限屈折率が大きく減少することが図１３よりわかる。【００６８】
一方、測定範囲の上限屈折率は、図１３に示すように傾斜角度が小さい場合にはコア径によらずクラッドの屈折率に近い値をとるが、傾斜角度が大きくなるにしたがって減少する。また、測定範囲の上限屈折率の減少は、図１３に示すようにコア径ｄ≦４μｍの場合は小さいが、それよりコア径が大きくなると減少が大きくなる。コア径を大きくすると、測定範囲の上限屈折率の減少によって、測定範囲の下限屈折率の減少による測定範囲の拡大が相殺され、クラッドの屈折率の近傍の屈折率に対する計測感度が低下し、当該屈折率近傍での測定が困難になる。【００６９】
以上のように、ブラッグ波長をλ〜８８０ｎｍとなるようにグレーティングを形成した場合、測定範囲の上限屈折率の減少が抑制され、広範囲の屈折率が計測できるようにするためにはコア径をｄ≦４μｍとすればよい。【００７０】
次に、光通信波長帯で光源の入手が容易なλ〜１５７０ｎｍにグレーティングのブラッグ波長を変えた場合、同様に測定範囲の上限屈折率と下限屈折率とを計算した。当該結果を傾斜角度の関数としてプロットした図を図１４に示す。なお、図１４では、コア径を４μｍと８μｍの２種類とした。【００７１】
図１３に示したブラッグ波長〜８８０ｎｍの場合と比較すると、図１４に示す結果は、ｄ／λの値の近いデータ間で特性が類似することがわかる。すなわち、（ｄ，λ）＝（２μｍ，８８０ｎｍ）の結果（ｄ／λ＝２．３）と、（ｄ，λ）＝（４μｍ，１５７０ｎｍ）の結果（ｄ／λ＝２．６）とが類似する。また、（ｄ，λ）＝（４μｍ，８８０ｎｍ）の結果（ｄ／λ＝４．５）と、（ｄ，λ）＝（８μｍ，１５７０ｎｍ）の結果（ｄ／λ＝５．２）とが類似しているもこともわかる。【００７２】
また、図１３に示すブラッグ波長の２倍であるλ〜１７６０ｎｍとした場合についても、同様の計算を行い得られた結果を図１５に示す。図１５に示す場合、（ｄ，λ）＝（２μｍ，８８０ｎｍ）と（ｄ，λ）＝（４μｍ，１６７０ｎｍ）、（ｄ，λ）＝（４μｍ，８８０ｎｍ）と（ｄ，λ）＝（８μｍ，１６７０ｎｍ）が、それぞれ同じｄ／λの値となる。図１５の結果からわかるように、測定範囲の上限屈折率及び下限屈折率は、異なるコア径であっても同じｄ／λの値であれば良い一致を示している。【００７３】
以上の結果から、クラッド伝搬モードのスペクトル形状の包絡線が、主にコア径とブラッグ波長の比であるｄ／λの値によりほぼ決定されると考えられる。一方、クラッド径は１２５μｍで固定したのでクラッド径に対するコア径，波長の比は変化しているが、スペクトル形状の類似度が高いことからクラッド径はクラッド伝搬モードのスペクトル形状の包絡線に対して比較的影響が小さいものと考えられる。【００７４】
従って、測定範囲の上限屈折率の減少が抑制され、広範囲の屈折率が計測できるようなグレーティングを形成するためには、所定のブラッグ波長λに対して、コア径ｄがｄ／λ≦４．５となるように光ファイバを選択すればよい。【００７５】
同様に、測定範囲の上限屈折率の減少が抑制され、広範囲の屈折率が計測できるようなグレーティングを得るためには、所定のコア径ｄの光ファイバに対して，ブラッグ波長λがｄ／λ≦４．５となるようにグレーティングを形成すればよい。【００７６】
このようなグレーティングは、クラッド径１２５μｍの場合の計算結果を検討し求めたが、クラッド径はクラッド伝搬モードのスペクトル形状の包絡線に対して比較的影響が小さいので、クラッド径のサイズにより限定されない。また、本実施の形態では、クラッドの屈折率として石英ガラスの屈折率を用いたが、本発明はこれに限られず異なる屈折率を有する光ファイバを用いても良い。【００７７】
以上のように、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、ｄ／λ≦４．５の条件を満たすグレーティングを形成するので、グレーティングの傾斜角度を増大させた場合の検出可能な屈折率範囲（検出範囲）の下限を広範囲に拡大でき、同時に検出範囲の上限の減少を抑制できるので、コア径，ブラッグ波長及びグレーティング傾斜角度を選択することにより、従来よりも広い屈折率範囲を単純な構成で計測することが可能となる。【００７８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、グレーティングの傾斜角度θ°を適切に設定するために必要となる条件について以下に説明する。【００７９】
実施の形態３では、傾斜角度を増大させるにつれて検出可能な屈折率の範囲が増加することを説明した。図１３では、傾斜角度θと、コア径とブラッグ波長の比ｄ／λとを決めることで検出可能な屈折率の範囲（検出範囲）を求めることができる。逆に、ｄ／λと必要とされる検出範囲Δｎから傾斜角度θを求めることもできる。実際に、ｄ／λ≦４．５のｄ＝２，３，４μｍのデータに対して、図１３の計算結果から数３の近似式が得られる。【００８０】
【数３】
2008111320.tif 000005
【００８１】
また、図１５に示したように、異なるブラッグ波長やコア径の場合においても、検出範囲の傾斜角度依存性は、ほぼｄ／λの値に応じて決まるので、数３の近似式が同様に成り立つ。数３で与えられる傾斜角度θを採用することで、必要とされる検出範囲Δｎよりも広い範囲の屈折率範囲が測定可能となる。【００８２】
以上のように、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、所定の光ファイバを使用して、所定の検出範囲を得られるためには、グレーティングの傾斜角度θ°を数３の条件を満たすように調整しグレーティングを形成する。これにより、本実施の形態に係るグレーティングは、検出範囲の下限を広範囲に拡大でき、同時に検出範囲の上限の減少を抑制することができる。また、数３の式を用いることで、コア径，ブラッグ波長を与えた場合の最適なグレーティング傾斜角度を容易に選択でき、最適化されたグレーティングを得ることができる。【００８３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、エタノール混合ガソリンの混合比を検知できる液体性状センサに適用可能な光ファイバ式屈折率センサ（光ファイバセンサ）の構成について説明する。【００８４】
まず、エタノール混合ガソリンは、エタノール０％の場合ガソリンの屈折率〜１．４２程度の屈折率を有する。そして、エタノールの混合比が増加するに比例して、屈折率が単調減少し、エタノールの屈折率〜１．３６に近づく。従って、常温において１．３６〜１．４２の屈折率範囲を測定できればエタノール混合ガソリンの混合比を推定することができる。【００８５】
しかし、当該屈折率範囲は常温での値であり、測定環境の温度が変化すると５０℃あたり屈折率に０.０２程度の変化が生じることが見込まれている。そのため，１．３４〜１．４４の範囲の屈折率を測定できれば、実用上十分な温度範囲にわたってエタノール混合ガソリンの混合比を測定できる。【００８６】
１．３４〜１．４４の範囲の屈折率を測定することができる条件は、図１３から読み取ることができる。図１３は、安価な汎用光ファイバに用いられる石英クラッドを有する光ファイバの計算例であり、１．３４〜１．４４の屈折率の範囲をハッチング領域として図示している。例えば、ブラッグ波長を８００ｎｍ≦λ≦９００ｎｍとした場合、コア径ｄは２μｍ≦ｄ≦４μｍとすれば良い。【００８７】
その際、傾斜角度は、コア径に応じて変える必要があり、傾斜角度の最小値は上述の数３により求めることができる。傾斜角度の最大値は、測定したい上限屈折率が石英クラッドの屈折率に近いため、ｄ≦４μｍの場合には測定の上限屈折率の減少が生じにくい１０°以下の角度にしなければならない。また、以上の結果から、適切な傾斜角度はｄ＝２μｍの場合に４°≦θ、ｄ＝３μｍの場合に６°≦θ、ｄ＝４μｍの場合に８°≦θ≦１０°となる。【００８８】
上記の光ファイバセンサは、石英クラッドを有する光ファイバ、８００ｎｍ帯の発光ダイオード光源及びフォトダイオード光検出器など低コストの部品で構成できるので、低コスト化が可能になる。また、発光ダイオード光源を使用する場合、２≦ｄ≦４μｍの範囲では、コア径が大きい方が結合できる光量が大きくなり、より高精度な計測が可能になる利点がある。【００８９】
被測定媒質の温度の違いにより屈折率が変化する現象に対しては、以下のようにして計測する。すなわち、予め想定する温度範囲において異なる温度の屈折率の測定データを取得し、各温度における屈折率とエタノール混合比の校正データ表を取得しておく。別の温度センサで温度を計測し、光ファイバセンサにより測定される屈折率のデータと照合することにより、混合比を計測できる。上記校正データ表は、マイコン等の小型の電子回路に実装しても良い。さらに、既存の小型温度センサを使用することで、エタノール混合ガソリンの混合比計測用の実用性に優れた小型の光ファイバセンサを実現することができる。【００９０】
以上のように、本実施の形態に係る光ファイバセンサは、上述の条件（具体的には、ｄ／λ≦４．５、２μｍ≦ｄ≦４μｍ、８００≦λ≦９００ｎｍ）を満たすグレーティングを使用するので、石英クラッドを有する光ファイバを使用した場合でも、実用上十分な温度範囲にわたってエタノール混合ガソリンの混合比を測定が可能となる。なお、本実施の形態に係る光ファイバセンサは、例えば自動車エンジンの燃料供給用ポンプの配管内にグレーティングを形成した部分を実装して使用する。【００９１】
（実施の形態６）
背景技術で述べたように、重質ガソリンであるか軽質ガソリンであるかはその屈折率と相関があり、重質ガソリンでは屈折率は大きく、軽質ガソリンでは屈折率は小さくなる。これについて詳しく説明すれば、レギュラーガソリン，エタノールを２０％混合したレギュラーガソリン，トルエンを４０％混合したレギュラーガソリンのそれぞれにおけるレギュラーガソリンに対する屈折率比と蒸留性状の関係は図９のようになる。図９に示すようにトルエンを混合した場合、屈折率比は大きく、５０％容量温度も大きくなり重質ガソリンとなる。一方、図９に示すようにエタノールを混合した場合、屈折率比は小さく、５０％容量温度も小さくなり軽質ガソリンとなる。【００９２】
図１６は、本実施の形態に係る光ファイバセンサの概略図である。図１６に示す光ファイバセンサは、被測定媒質である液体の屈折率を検出して被測定媒質の特性（例えば、ガソリンの重質や軽質等）を判断するセンサである。図１６に示す光ファイバセンサでは、光ファイバ１０１の一方の端部に光源１０２が配置され、他方の端部に受光部１０３が配置されている。光ファイバ１０１は、光源１０２から出射される光が伝播するコア１０４と、光をコア１０４内に閉じ込めるためにコア１０４を覆うように設けられたクラッド１０５と、これらを覆って保護するファイバジャケット１０６とを備えている。なお、光ファイバ１０１には、コア径６２．５μｍ，クラッド径１２５μｍ，グレーティッドインデクス型，コアＧｅ添加の石英マルチモード光ファイバが用いられている。【００９３】
さらに、光ファイバ１０１には、屈折率を測定するために被測定媒質である液体１０８とクラッド１０５とが直接接するように、ファイバジャケット１０６の一部が取り除かれている。図１６に示す光ファイバ１０１では、ファイバジャケット１０６の一部が取り除かれた部分のコア１０４に周期Λ＝０．３μｍで屈折率が変化するブラッググレーティング（以下、単にグレーティングともいう）１０９が形成されている。光ファイバの長手方向の垂直線に対し７．３°の傾斜角度を持つグレーティング１０９が、１０ｍｍの範囲で作成されている。ファイバには高圧水素（１００気圧）雰囲気中にて２週間の処理を行い、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（出力２００ｍＷ、波長２６６ｎｍ）を照射してグレーティング１０９を形成した。なお、傾斜角度は、−９０°以上９０°未満の範囲で規定される。【００９４】
図１６に示す光ファイバ１０１は、液体１０８を貯蔵する容器１１０の底面の近くでＵ字型に屈曲され、光源１０２と受光部１０３とが容器１１０の外部に配置されている。光源１０２には発光ダイオードを、受光部１０３にはフォトダイオードを使用した。【００９５】
図１７に、本実施の形態に係る光ファイバセンサの透過光スペクトルを示す。図１７に示す透過光スペクトルは、光ファイバ１０１にマルチモード光ファイバを用い、７．３°の傾斜角度を有するグレーティング１０９を形成した構成の光ファイバセンサのスペクトルである。そのため、図１７に示す透過光スペクトルでは、グレーティング１０９の周期Λに対し２ｎ／ｃｏｓθ（コア１０４の屈折率ｎ，傾斜角度θ）を乗じたブラッグ波長（およそ０．９μｍ）付近のコア１０４内に閉じ込められ反射するモードであるブラック反射による強い透過損失は発生しない。【００９６】
さらに、図１７に示す透過光スペクトルでは、グレーティング１０９によって、ブラッグ波長より短波長側である波長０．８８μｍ付近の特定波長の光がコア１０４を伝播するモードからクラッド１０５に閉じ込められるクラッド伝搬モード（以下、単にクラッドモードという）に移行し、結果的に周期的な鋭い透過損失ピークが発生している。【００９７】
被測定媒質である液体１０８の屈折率がクラッド１０５の屈折率に近づくにつれ、光はクラッド１０５内に閉じ込められ難くなる。図１７に示す透過光スペクトルでは、屈折率がクラッド１０５の屈折率に近づくにつれクラッドモードが低波長側から消失する。屈折率１．４９７のトルエンを被測定媒質とした場合の透過光スペクトルでは、図１７に示すように鋭いピークはなく波長依存性が小さい緩やかな放射損失が発生している。【００９８】
受光部１０３の出力は、光ファイバ１０１の透過光スペクトルと光源１０２のコア１０４に入射した光強度スペクトルの積に比例する。クラッドモードの発生波長と重複する光強度スペクトルの光源１０２を用いた場合、クラッドモードと放射モードの違いによって受光部１０３の受光強度は変化し、クラッドモードが存在する場合には受光強度は大きくなる。従って、受光部１０３の受光強度変化から、グレーティング１０９を形成した領域のクラッド１０５に接する被測定媒質である液体１０８の屈折率を得ることができる。【００９９】
次に、図１８に、傾斜角度を４．４°とした場合の光ファイバセンサの透過光スペクトルを示す。図１８に示す透過光スペクトルでは、被測定媒質を空気とした場合、およそ０．８８８〜０．８９１μｍの波長範囲でコア反射モードからクラッドモードに移行し、鋭い透過損失ピークが現れている。また、図１８に示す透過光スペクトルでは、およそ０．８９２〜０．８９６μｍの波長範囲でコア内の反射による鋭い透過損失ピークが生じている。これは、トルエン中においてもスペクトルが変化しないことから、コア内の反射モードであることは明らかである。【０１００】
上記の結果より、グレーティング１０９の傾斜角度が７．３°ではコア内の反射モードによる鋭い透過損失ピークが生じていないが、傾斜角度が４．４°ではコア内の反射モードによる鋭い透過損失ピークが生じていることが分かる。従って、光ファイバ１０１がマルチモード光ファイバに場合、グレーティング１０９の傾斜角度が少なくとも０°〜４．４°未満の範囲のときにコア反射モードが生じている。また、グレーティング１０９の傾斜角度が４．４°では、コア内の反射モードによる鋭い透過損失ピークが生じると共に、クラッドモードによる鋭い透過損失ピークも生じていることから、傾斜角度が少なくとも４．４°以上のときにはクラッドモードが生じている。【０１０１】
本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、４．４°以上の傾斜角度を有するグレーティング１０９を備えているので、マルチモード光ファイバを光ファイバ１０１に用いたとしてもクラッドモードを生じさせることができる。そのため、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、受光部１０３の受光強度変化からグレーティング１０９を形成した領域のクラッド１０５に接する被測定媒質の屈折率を検出することができる。【０１０２】
マルチモード光ファイバのコア径は、シングルモード光ファイバのコア径より大きいため、レーザダイオードと比べて発光面積が大きく、発光指向性の小さい発光ダイオードを光源に用いても容易に光ファイバ１０１のコア１０４に結合させることができる。そのため、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、検出光量や屈折率変化に対する受光強度の変化量を大きくできる。なお、一般的にシングルモード光ファイバのコア径は１０μｍ程度より小さく、一方、マルチモード光ファイバのコア径は１０μｍより大きく５０μｍあるいは６２．５μｍがよく用いられている。本実施例ではコア径の大きいマルチモードファイバを用いたので、光源１０２と光ファイバ１０１を光学的に結合する方法として、通常のレンズによる結合によらずに光源１０２と光ファイバ１０１の端面を直接近接させる簡便な方法を用いた場合でも、高精度な計測に必要な１μＷ以上の光量を得ることができた。【０１０３】
さらに、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、傾斜角度を５．８°より大きくすることで、クラッド１０５に接する被測定媒質の屈折率によって変化しないコア反射モードを生じさせないので、光源１０２である発光ダイオードの波長とコア反射モードの波長とが重複することを考慮する必要がなくなり、検出光量を大きくすることや反射戻り光による光源特性への影響を防止することが可能になる。【０１０４】
（実施の形態７）
実施の形態６に係る光ファイバセンサでは、使用する光ファイバ１０１のコア径が大きくなると検出できる屈折率範囲が十分大きく取れなかった。そこで、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、傾斜角度を有する複数のグレーティング１０９を設けて、検出できる屈折率範囲を大きくする。【０１０５】
グレーティング１０９でのクラッドモードによる透過光スペクトルは、損失ピークの出現する波長域が傾斜角度、及びブラッグ波長とコア径との比に依存する。単一の傾斜角度を有するグレーティング１０９では、コア径を大きくするとコア径の小さい場合に比べてクラッドモードの波長範囲の上限波長が減少し、下限波長が増大する。クラッド１０５周囲の被測定媒質の屈折率に応じて、クラッドモードの有効屈折率に対応した波長以下の範囲で、クラッドモードのスペクトル形状が連続的に変化して透過光強度が変化する。そのため、クラッドモードの波長範囲が屈折率の測定範囲に対応することになる。【０１０６】
この屈折率の測定範囲は、大きい測定光量を得るためにコア径を大きくすると逆に狭まる傾向がある。図１９に、コア径６２．５μｍのマルチモード光ファイバを波長８８０ｎｍ近傍で使用する場合の屈折率の測定範囲と傾斜角度の関係を模式的に示している。図１９では、傾斜角度に対する屈折率測定範囲の上限と下限が示されており、傾斜角が大きくなるほどＡ，Ｂ，Ｃと低屈折率側に移動するため、単一のグレーティング１０９のみでは低屈折率側と高屈折率側との屈折率が同時に計測することができない。【０１０７】
そこで、本実施の形態に係るグレーティング１０９には、図２０に示すグレーティング１０９を採用している。図２０は、傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９をコア１０４の異なる領域のそれぞれに形成した光ファイバの模式図である。このグレーティング１０９では、傾斜角度の異なるグレーティング１０９のそれぞれから得られるクラッドモードにより、例えば図２１のような透過光スペクトルが重畳して観測される。そのため、クラッドモードが出現する波長帯域である屈折率の測定範囲は、単一の傾斜角度のグレーティング１０９を使用する場合に比べて、傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９を使用する方がより拡大することが分かる。このことは、図１９に示す模式図からも分かるように、異なる傾斜角度のグレーティング１０９は、それぞれ異なる屈折率の測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃを有しており、それぞれのグレーティング１０９を図２０のように形成することで屈折率の測定範囲Ｄのように拡大される。【０１０８】
本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、光ファイバ１０１にクラッド径１２５μｍ、コア径６２．５μｍのマルチモード光ファイバを使用し、各グレーティング１０９の長さを１０ｍｍとしている。なお、グレーティング１０９をコア１０４に形成する場合、位相マスクを介して紫外レーザ光をマルチモードファイバに照射する。位相マスクの傾き角度を調整することで任意の傾斜角度のグレーティング１０９を形成することができる。また、複数の傾斜角度のグレーティング１０９が一括露光で形成できるように、位相マスクを形成し使用しても良い。ここで、クレーティングの傾斜角度とは、コア内で露光により屈折率が変化した部分の実際の傾斜角度のことである。この傾斜角度は、位相マスクパターンと光ファイバのなす角度とは、ファイバ表面での光線屈折効果により異なる場合がある。そのため、所望の傾斜角度でグレーティングを形成するためには、位相マスクパターンと光ファイバのなす角度としてグレーティング傾斜角度と異なる、あらかじめ補正された値を使用して露光する。補正の度合いはファイバ材質の屈折率とファイバ周囲の媒質の屈折率により異なるが、例えば石英系ガラスファイバを空気中で露光する場合には、位相マスクパターンと光ファイバのなす角度として、所望のグレーティング傾斜角度の０．６９倍程度の値とすればよい。【０１０９】
図２１に示した透過光スペクトルは、最初のグレーティング１０９を傾斜角度７．３°として形成し、異なる領域に次のグレーティング１０９を傾斜角度８．８°として形成し、異なる領域に最後のグレーティング１０９を傾斜角度１０．２°として形成した場合のスペクトルである。図２１に示す透過光スペクトルでは、クラッドモードが８６５〜８９０ｎｍの間の２５ｎｍの広範囲に現れ、１つのグレーティング１０９のみを形成した場合と比較して屈折率の測定範囲を拡大できる。各傾斜角度のグレーティング１０９に対する屈折率の測定範囲は相互に連結しており、広い屈折率の測定範囲にわたってクラッドモードが被測定媒質の屈折率に対して連続的に変化するように構成できる。【０１１０】
図２１に示す透過光スペクトルを有する複数のグレーティング１０９を用いて、図２２に示すような液体の屈折率を検出する光ファイバセンサを構成した。図２２に示す光ファイバセンサでは、光ファイバ１０１の一方の端部に光源１０２が配置されており、他方の端部に受光部１０３が配置されている。光ファイバ１０１は、光源１０２から出射される光が伝播するコア１０４と、光をコア１０４内に閉じ込めるためにコア１０４を覆っているクラッド１０５と、これらを覆って保護するファイバジャケット１０６とを備えている。さらに、光ファイバ１０１は、液体の屈折率を測定するためにクラッド１０５が直接液体１０８と接するように、ファイバジャケット１０６の一部が取り除かれている。このファイバジャケット１０６の一部が取り除いてある部分のコア１０４には、異なる傾斜角度の複数のグレーティング１０９（以下、多重傾斜グレーティング１０９ａともいう）が異なる領域のそれぞれに形成されている。【０１１１】
光源１は、例えば発光ダイオードやスーパールミネセントダイオードなどを用いることができ、受光部１０３にはフォトダイオードなどの受光素子を用いて受光強度を検出する。コア１０４及びクラッド１０５には、石英ガラスなどの無機ガラスあるいはポリメチルメタアクリレートなどのプラスチック系の材料を用いることができ、ファイバジャケット１０６には、フッ素系、ナイロン系、フェノール系、エポキシ系、メラニン系などの樹脂を用いることができる。【０１１２】
図２３に、本実施の形態に係る光ファイバセンサにおける液体の屈折率に対する受光強度を示す。図２３に示すグラフでは、液体の屈折率をメタノール（ｎ＝１．３２９）とトルエン（ｎ＝１．４９７）との混合比を変えることで調整している。図２３のグラフが示すように、液体の屈折率に依存して受光強度が変化する。よって、図２２に示す光ファイバセンサは、受光部１０３で受光強度を読み取ることで液体の屈折率を検出できる。【０１１３】
本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、傾斜角度が７．３°，８．８°，１０．２°の３つのグレーティング１０９を使用したが、本発明はこれに限られず、傾斜角度１１．７°を加えて４つのグレーティング１０９、さらに傾斜角度１３．１°を加えて５つのグレーティング１０９を使用しても良い。さらに、本発明に係る光ファイバセンサでは、傾斜角度も７．３°，８．８°，１０．２°に限られず、他の角度を使用しても良い。【０１１４】
また、光ファイバ１０１のコア径が小さい場合、傾斜角度の間隔を大きくし、使用する傾斜角度の数を少なくすることも可能である。逆に、コア径が大きい場合、使用する角度の間隔を小さくし、使用する傾斜角度の数を多くすることで同様のクラッドモードの透過光スペクトルを得ることができる。なお、コア径が大きい場合、発光ダイオード等の低輝度光源を使用しても受光部１０３の検出光量を大きくすることが可能になる。また、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、各グレーティング１０９の傾斜角度を＋７．３°，＋８．８°，＋１０．２°としたが、例えば傾斜角度を＋７．３°，−８．８°，＋１０．２°のように反対符号の傾斜角度を混在させても同様の効果が得られる。なお、傾斜角度の符号（＋、−）は、グレーティング１０９の向きを表しており、全てが同符号であれば図２０のように同じ向きのグレーティング１０９となる。さらに、光ファイバ１０１中での傾斜角度の異なるグレーティング１０９の順序は特に制限はなく、上記のように傾斜角度の小さい順でなくともよい。【０１１５】
使用する発光ダイオードなどの光源１０２のスペクトルは、通常、波長により光強度が異なっている。本実施の形態に係る光ファイバセンサが屈折率センサとして屈折率に対する出力変化の線形性を高めるためには、光強度が弱い光源波長域でクラッドモードの強度を補償すればよい。これについては、各傾斜角度のグレーティング１０９の長さ、もしくは露光強度を調整することで対応することが可能である。【０１１６】
次に、グレーティング１０９のピッチに関して説明する。各傾斜角度の個別のグレーティング１０９における屈折率の測定範囲は、それぞれの傾斜角度により決まっており、グレーティング１０９のピッチには依存していない。そのため、屈折率の測定範囲に関して、個別のグレーティング１０９のピッチは任意に選ぶことができる。但し、グレーティング１０９のピッチは、クラッドモードの出現波長に比例するので、クラッドモードの出現波長を各グレーティングごとに調整することが可能になる。【０１１７】
本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、同一の位相マスクのピッチで露光したので、クラッドモードの出現波長は傾斜角度の大きさの順に短波長側に出現する。そのため、グレーティング１０９全体でのクラッドモードの波長範囲は、傾斜角度の範囲で決まる。使用する光源１０２の波長範囲は、上記クラッドモードの波長範囲と同程度であることが望ましい。そのため、光源の波長範囲がクラッドモードの波長範囲よりも狭い場合には、クラッドモードの波長範囲の短波長側に対応する傾斜角度のグレーティング１０９のピッチを大きくし、長波長側に対応する傾斜角度のグレーティング１０９のピッチを小さくする。これにより、グレーティング１０９全体でクラッドモードの波長範囲を小さくすることができ、光源１０２の波長範囲と同程度に調整することができる。よって、狭い波長範囲しか持たない光源１０２を使用する場合でも、透過光強度の測定屈折率に対する線形性を向上させることができる。【０１１８】
以上のように、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９を異なる領域に形成することにより、クラッドモードの波長範囲を拡大することができ、被測定媒質である液体の屈折率を広範囲に検出することができる。また、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、コア径の大きな光ファイバを用いることができるので、受光部１０３での検出光量を大きくすることが容易になる。【０１１９】
（実施の形態８）
本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、光ファイバ１０１にマルチモード光ファイバを用い、その１つの領域に傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９を多重に形成した例である。【０１２０】
本実施の形態に係る光ファイバセンサは、図２２に示す構成とほぼ同じであり、光ファイバ１０１にクラッド径１２５μｍ、コア径６２．５μｍのマルチモード光ファイバを使用し、長さ１０ｍｍの多重傾斜グレーティング１０９ａを形成している。但し、図２２に示す多重傾斜グレーティング１０９ａと異なり、本実施の形態に係る多重傾斜グレーティング１０９ａは、ファイバジャケット１０６の一部が取り除いてある部分のコア１０４に、異なる傾斜角度の複数のグレーティング１０９が１つの領域に多重に形成されている。なお、それぞれのグレーティング１０９を形成する際には、位相マスクを介して紫外レーザ光をマルチモード光ファイバに照射する。そして、位相マスクの傾き角度を調整することで任意の傾斜角度のグレーティング１０９を形成できる。【０１２１】
本実施の形態に係る多重傾斜グレーティング１０９ａは、図２４のように最初に傾斜角度７．３°のグレーティング１０９を形成し、次に同じ領域に傾斜角度８．８°のグレーティング１０９を形成し、最後に同じ領域に傾斜角度１０．２°のグレーティング１０９を形成している。作製した多重傾斜グレーティング１０９ａの透過光スペクトルを図２５に示す。図２５に示す透過光スペクトルでは、クラッドモードが８６５〜８９０ｎｍの間の２５ｎｍと広範囲に現れる。実施の形態７に係る多重傾斜グレーティング１０９ａでは、異なる傾斜角度のグレーティング１０９を異なる領域のそれぞれに形成していたが、本実施の形態に係る多重傾斜グレーティング１０９ａでは、１つの領域に異なる傾斜角度のグレーティング１０９を多重に形成している。本実施の形態に係る多重傾斜グレーティング１０９ａの場合でも、実施の形態７に係る多重傾斜グレーティング１０９ａと同様、クラッドモードの波長範囲が１つのグレーティング１０９のみで形成された光ファイバセンサに比べて拡大できる。【０１２２】
図２６は、本実施の形態に係る光ファイバセンサを用いて被測定媒質である液体の屈折率に対する受光強度を測定した結果である。液体の屈折率は、メタノール（ｎ＝１．３２９）とトルエン（ｎ＝１．４９７）との混合比を変えることで調整する。図２６に示すグラフは、実施の形態７で示した図２３のグラフと同様、液体の屈折率に依存して受光強度が変化する。よって、本実施の形態に係る光ファイバセンサでも、実施の形態７と同様に、受光強度を読み取ることで被測定媒質である液体の屈折率を検出できる。【０１２３】
以上のように、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、１つの領域に傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９を多重に形成するので、傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９を異なる領域のそれぞれに形成した場合と同様、クラッドモードの波長範囲を拡大することができ、被測定媒質である液体の屈折率を検出することができる。また、本実施の形態に係る光ファイバセンサでは、１つの領域に傾斜角度の異なる複数のグレーティング１０９を多重に形成するので、センサ部となるグレーティング１０９を形成する領域を小型化することが可能となる。【０１２４】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
光源２には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やスーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）などを用いることができる。一方、受光部３には、フォトダイオードなどの受光素子を用いて受光強度を検出する。コア４及びグラッド５には、石英ガラスなどの無機ガラスあるいはポリメチルメタアクリレートなどのプラスチック系の材料を用いることができる。ファイバジャケット６には、フッ素系、ナイロン系、フェノール系、エポキシ系、メラニン系などの樹脂を用いることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
光源１０２は、例えば発光ダイオードやスーパールミネセントダイオードなどを用いることができ、受光部１０３にはフォトダイオードなどの受光素子を用いて受光強度を検出する。コア１０４及びクラッド１０５には、石英ガラスなどの無機ガラスあるいはポリメチルメタアクリレートなどのプラスチック系の材料を用いることができ、ファイバジャケット１０６には、フッ素系、ナイロン系、フェノール系、エポキシ系、メラニン系などの樹脂を用いることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラッググレーティングが形成されたコアとクラッドとを備え、前記ブラッググレーティングが形成された前記クラッドの部分でクラッド伝搬モードの漏洩による透過損失が生じるようにした光ファイバと、
前記クラッド伝搬モードの波長帯域の光を前記光ファイバに入射する光源と、
前記ブラッググレーティングが形成された位置の前記クラッドを経た光の透過光あるいは反射光を受ける受光部とを備えた光ファイバセンサであって、
前記ブラッググレーティングは、前記光ファイバの長手方向の垂直線に対する傾斜角度が不連続で、且つ複数形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバセンサであって、
前記傾斜角度が異なる複数の前記ブラッググレーティングが、複数の領域のそれぞれに形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載の光ファイバセンサであって、
前記傾斜角度が異なる複数の前記ブラッググレーティングが、１つの領域に形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の光ファイバセンサであって、
複数の前記ブラッググレーティングは、前記受光部が受ける総受光強度に基づき検出される前記クラッドに接する被測定媒質の屈折率の検出可能範囲が一部重複するようにそれぞれの前記傾斜角度が調整されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【国際調査報告】
2008111320.tif 000032
2008111320.tif 000033
2008111320.tif 000034
2008111320.tif 000035
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