(57)【要約】      （修正有）【課題】波長可変光源を往復掃引させ、その掃引方向の違いによって生じる波長ずれの差を検出することによって、例えＦＢＧまでの光路長が不明な場合であっても測定対象の歪み測定を高速かつ正確に行えるとともに、ＦＢＧまでの光路長の測定をも可能にしたＦＢＧ歪センサシステムを提供する。【解決手段】波長可変光源１０が短波から長波へ掃引している期間に受光器１４から出力される電気信号ｂと波長可変光源１０の発振波長からＦＢＧ１３ａ〜ｃの反射波長を第１の仮の反射波長λTUとして測定し、かつ、波長可変光源１０が長波から短波へ掃引している期間に受光器１４から出力される電気信号ｂと波長可変光源１０の発振波長からＦＢＧ１３ａ〜ｃの反射波長を第２の仮の反射波長λTDとして測定して、この第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDと波長可変光源１０の発振波長の掃引特性とに基づいてＦＢＧ１３ａ〜ｃの反射波長λFを求める。【選択図】図１
2006300609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪みの測定対象に設けられたＦＢＧ（１３ａ〜１３ｃ）と、
所定の波長範囲の光を発振し、該光を測定光として前記ＦＢＧに入射させる波長可変光源（１０）と、
前記ＦＢＧに入射された前記測定光であって、該ＦＢＧによって反射された光又は該ＦＢＧを透過した光を受けて第１の電気信号に変換する第１の受光器（１４）と、
該第１の受光器から出力される前記第１の電気信号と前記波長可変光源の発振波長から前記ＦＢＧの反射波長を測定して当該ＦＢＧに加わった歪み量を求める処理手段（２０）とを備えたＦＢＧ歪センサシステムにおいて、
前記波長可変光源は、
前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へかつ長波から短波へ所定の掃引周期で光を発振し、該光を前記測定光として前記ＦＢＧに入射させ、
前記処理手段は、
前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号と当該波長可変光源の発振波長から前記ＦＢＧの反射波長を第１の仮の反射波長λTUとして測定し、かつ、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号と当該波長可変光源の発振波長から前記ＦＢＧの反射波長を第２の仮の反射波長λTDとして測定し、さらに、測定した前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTDに基づいて、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの光路長に起因して発生する、前記ＦＢＧの反射波長の測定時の波長ずれを含まない当該ＦＢＧの反射波長λFを求めることを特徴とするＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項２】
前記処理手段が、さらに、
前記ＦＢＧの前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTDに基づいて、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの前記光路長を求めることを特徴とする請求項１に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項３】
前記処理手段は、
前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号の中から前記ＦＢＧの反射波長に対応するピーク値を検出するとともに、検出した該ピーク値に対応した光が前記第１の受光器に入射された時の当該波長可変光源の発振波長を求め、求めた該発振波長を前記ＦＢＧの第１の仮の反射波長λTUとし、かつ、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号の中から前記ＦＢＧの反射波長に対応するピーク値を検出するとともに、検出した該ピーク値に対応した光が前記第１の受光器に入射された時の当該波長可変光源の発振波長を求め、求めた該発振波長を前記ＦＢＧの第２の仮の反射波長λTDとし、さらに、前記ＦＢＧの前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTD並びに前記波長可変光源の発振波長の掃引特性に基づいて当該ＦＢＧの反射波長λFを求めることを特徴とする請求項１に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項４】
前記処理手段が、さらに、
前記ＦＢＧの前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTD並びに前記波長可変光源の発振波長の掃引特性に基づいて、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの光路長を求めることを特徴とする請求項３に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項５】
前記波長可変光源は、
一方のレーザ光出射端面がＡＲコートされている半導体レーザ（１）と、
該半導体レーザのＡＲコートされている端面から出射された光をコリメートするコリメートレンズ（２）と、
該コリメートレンズから出射されたコリメート光を受けて波長に応じた角度で回折させる回折格子（３）と、
反射体（３５）と反射体駆動手段（５０）とを含んで構成され、前記回折格子から入射される前記コリメート光に対する回折光が、前記反射体の反射面で該回折格子へ反射されて、再び該回折格子で回折され、それによって得られた回折光が前記コリメートレンズを介して前記半導体レーザに入射されるとき、該半導体レーザに入射される回折光が所望の波長の光となるようにするとともに、該所望の波長が前記所定の波長範囲を含んで往復掃引されるように前記反射体の反射面の角度を前記反射体駆動手段により前記所定の周期で繰り返し変化させるＭＥＭＳスキャナ（６０）とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳスキャナの反射体は、
固定基板（３６、３７）と、
該固定基板の縁部から所定幅で所定長さ延設され、その長さ方向に沿って捩じれ変形可能な軸部（３８、３９）と、
該軸部の先端に自身の縁部で連結されて形成され、一面側に前記回折格子からの回折光を反射させるための前記反射面が設けられた反射板（４０）とを有しており、かつ、
前記ＭＥＭＳスキャナの反射体駆動手段は、
前記反射体の軸部と反射板とからなる部分の固有振動数に対応した周波数の駆動信号によって前記反射板に力を与えて、該反射板を前記固有振動数又はそれに近い振動数の前記所定の周期で往復回転させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項７】
前記波長可変光源は、さらに、
前記回折格子の０次光が出射される光路上に設けられて所定の波長の光を透過させる光共振器（４）と、
該光共振器から出射される透過光を受けて第２の電気信号に変換する第２の受光器（５）とを備え、該第２の受光器から出力される前記第２の電気信号から当該波長可変光源の発振波長を求めることを可能にしたことを特徴とする請求項５又は６に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項８】
前記波長可変光源は、
前記回折格子の０次光を出力光とすることを特徴とする請求項５又は６に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項９】
前記波長可変光源は、さらに、
前記回折格子の０次光が出射される光路上に設けられ、該０次光を２つに分岐して一方の０次光を前記出力光として出射する光分岐手段（６）と、
該光分岐手段から出射される他方の０次光を受けて所定の波長の光を透過させる光共振器（４）と、
該光共振器から出射される透過光を受けて第２の電気信号に変換する第２の受光器（５）とを備え、該第２の受光器から出力される前記第２の電気信号から当該波長可変光源の発振波長を求めることを可能にしたことを特徴とする請求項８に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【請求項１０】
前記処理手段は、
前記第１の受光器からの前記第１の電気信号及び前記第２の受光器からの前記第２の電気信号を受けてそれぞれディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（１５）と、
該Ａ／Ｄ変換器から出力される前記第１の電気信号のディジタル値を順次所定のアドレスに記憶する第１のメモリ（１６ａ）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力される前記第２の電気信号のディジタル値を順次所定のアドレスに記憶する第２のメモリ（１６ｂ）と、
前記第１のメモリの前記所定のアドレスに記憶されているディジタル値を読み出して、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間における前記ＦＢＧの反射波長に対応する第１のピーク値を検出し、かつ、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間における前記ＦＢＧの反射波長に対応する第２のピーク値を検出するピーク値検出手段（１７）と、
前記第２のメモリの前記所定のアドレスに記憶されている前記波長可変光源の発振波長を求めるためのディジタル値を読み出して、前記光共振器の前記所定の波長が記憶されているアドレスを検出し、検出した該アドレスと前記ピーク値検出手段から出力される、前記第１のピーク値及び前記第２のピーク値がそれぞれ記憶されているアドレスとに基づいて、当該第１のピーク値及び第２のピーク値にそれぞれ対応した光が前記第１の受光器に入射された時の当該波長可変光源の発振波長を求め、求めたそれぞれの該発振波長を前記ＦＢＧの第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDとするピーク値波長算出手段（１８）と、
該ピーク値波長算出手段から出力される前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTDと前記波長可変光源の発振波長の掃引特性とに基づいて、前記ＦＢＧの反射波長λFを求めるとともに、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの光路長を求める反射波長／光路長算出手段（１９）とを備えたことを特徴とする請求項７又は９に記載のＦＢＧ歪センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）に波長可変光源と受光器を組み合わせて遠隔地にある測定対象の歪測定や温度測定等を行うＦＢＧ歪センサシステムに関し、特に波長可変光源を往復掃引させ、その掃引方向の違いによって生じる波長ずれの差を検出することによって、例えＦＢＧまでのファイバ長（光路長）が不明な場合であっても測定対象の歪み測定を高速かつ正確に行えるとともに、ＦＢＧまでの光路長の測定をも可能にしたＦＢＧ歪センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＢＧは、ファイバの所定長さ範囲のコア部の屈折率を一定間隔で周期的に変化させたもので、このＦＢＧの一端側に光を入射すると、その入射光のうち特定波長（ブラッグ波長という）の光だけが反射されて、他の波長の光は透過する。このブラッグ波長は、屈折率が一定間隔で周期的に変化している部分が受ける軸方向の歪み（圧縮、伸長）に応じて変化する。したがって、このＦＢＧの一端側に光を入射して反射してくる光の波長（反射波長）あるいは透過してくる光の波長を測定することで、ＦＢＧに加わった歪みを測定することができる。
【０００３】
従来、このようなＦＢＧの性質を利用して測定対象の歪測定や温度測定等を行うＦＢＧ歪センサシステムとして、ＦＢＧの反射波長の測定を、波長可変光源と受光器を組み合わせて行うものがあった。（例えば、特許文献1参照）すなわち、波長可変光源はＦＢＧへ入射する光（測定光）の波長を変えて出射し、受光器はそのＦＢＧへ出射された光に対するＦＢＧからの反射光の光強度を検出する。この場合、表示器を想定し、横軸に測定光の波長（波長可変光源の発振波長）、縦軸に受光器で検出した反射光の光強度をプロットしてＦＢＧからの反射光のスペクトルを描いている。したがって、ＦＢＧの反射波長は、受光器がＦＢＧからの反射光のスペクトル（反射スペクトル）のピーク値を検出した時の、波長可変光源からＦＢＧへ出射している測定光の波長と同一であるとして測定される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６２１３８号公報
【非特許文献１】「Extended-Cavity Semiconductor Wavelength-Swept Laser for Biomedical Imaging」S.H.Yun, C.Boudoux, M.C.Pierce, J.F.de Boer, G.J.Tearney, and B.E.Bouma, IEEE Photonic Technology Letters VOL.16, NO.1, JANUARY 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のＦＢＧ歪センサシステムにおけるＦＢＧの反射波長の測定は、波長可変光源−ＦＢＧ間のファイバ長Ｌによる測定光と反射光の遅れ時間τ、すなわち波長可変光源から出射された測定光がＦＢＧで反射されて反射光として受光器に入射されるまでの時間τが、波長可変光源の波長可変時間（掃引速度）に対して十分小さく無視できることを前提としている。なお、遅れ時間τは、ｎをファイバの屈折率、Ｃを光速とすると、（１）式で表される。
τ＝２ｎＬ／Ｃ      （１）
【０００６】
ここで、遅れ時間τと波長可変光源の掃引速度との関係を具体的に説明する。波長可変光源の掃引がほぼ線形な場合において、発振波長λは、Ｋを掃引速度に比例した定数、ｔを時間とすると、（２）式で表される。
λ＝λ0＋Ｋ・ｔ      （２）
（２）式において、ｔ＝０のときに、ＦＢＧの反射波長に対応する波長λFが波長可変光源で発振されてＦＢＧに出射され、τ＝２ｎＬ／Ｃ時間後に、その反射光がＦＢＧから受光器に入射されたとすると、ＦＢＧの反射波長は見かけ上、仮の反射波長λTとして（３）式のように表される。
λT＝λF＋Ｋ・２ｎＬ／Ｃ      （３）
したがって、（３）式から分かるように、Ｋが非常に小さい（掃引速度が非常に遅い）とき、またファイバ長Ｌが非常に短いときは、（４）式のように見なすことができる。
λT＝λF      （４）
【０００７】
波長可変光源として、回折格子、ミラー等をモータ駆動して半導体レーザの発振波長を可変（掃引）するような外部共振型の波長可変光源を用いる場合には、掃引速度が遅いために、上記のような方法でＦＢＧの反射波長を測定しても問題はなかった。しかしながら、歪み測定を高速化するために、波長可変光源の掃引速度を出来るだけ速くするような場合には、上記（３）式で示したように、遅れ時間τ＝２ｎＬ／Ｃの影響を受けて反射スペクトルがずれる。この結果、ＦＢＧの本来の反射波長λFが見かけ上、仮の反射波長λTとして測定され、次のような問題を生じる。
【０００８】
すなわち、ＦＢＧ歪センサシステムにおいて、反射波長の異なる複数のＦＢＧを直列に接続した場合、スペクトル中にはＦＢＧの数だけＦＢＧからの反射スペクトルが観測される。歪み測定では、どの反射スペクトルがどのＦＢＧからの反射光なのかを識別する必要があるが、ＦＢＧまでのファイバ長Ｌが不明の場合には、その識別が困難となる。例えば、ＦＢＧの反射波長が１５００ｎｍから１５７０ｎｍまで５ｎｍ間隔に１５本のＦＢＧが接続されているとする。その場合、１５５０ｎｍに反射スペクトルが観測されたとしても、その反射スペクトルは、近くにある反射波長１５５０ｎｍのＦＢＧのものなのか、遠方にある反射波長１５４５ｎｍのＦＢＧの反射スペクトルがずれて（シフトして）観測されているものなのかを判別することができない。したがって、それぞれのＦＢＧの反射波長（反射スペクトル）を正確に測定するためには、それぞれのＦＢＧまでのファイバ長ＬをＯＴＤＲ等で予め測定してそれによる遅れ時間τを補正し、かつ、ＦＢＧの反射波長の短いものが近くに、長いものが遠方になるように順番に並べることが必要となる。その結果、ＦＢＧ歪センサシステムの構成が複雑になり、歪み測定の操作性が悪くなるという問題を生じる。
【０００９】
本発明は、波長可変光源を往復掃引させ、その掃引方向の違いによって生じる波長ずれの差を検出することによって、これらの課題を解決し、例えＦＢＧまでの光路長が不明な場合であっても測定対象の歪み測定を高速かつ正確に行えるとともに、ＦＢＧまでの光路長の測定をも可能にしたＦＢＧ歪センサシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１のＦＢＧ歪センサシステムでは、歪みの測定対象に設けられたＦＢＧ（１３ａ〜１３ｃ）と、所定の波長範囲の光を発振し、該光を測定光として前記ＦＢＧに入射させる波長可変光源（１０）と、前記ＦＢＧに入射された前記測定光であって、該ＦＢＧによって反射された光又は該ＦＢＧを透過した光を受けて第１の電気信号に変換する第１の受光器（１４）と、該第１の受光器から出力される前記第１の電気信号と前記波長可変光源の発振波長から前記ＦＢＧの反射波長を測定して当該ＦＢＧに加わった歪み量を求める処理手段（２０）とを備えたＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記波長可変光源は、前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へかつ長波から短波へ所定の掃引周期で光を発振し、該光を前記測定光として前記ＦＢＧに入射させ、前記処理手段は、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号と当該波長可変光源の発振波長から前記ＦＢＧの反射波長を第１の仮の反射波長λTUとして測定し、かつ、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号と当該波長可変光源の発振波長から前記ＦＢＧの反射波長を第２の仮の反射波長λTDとして測定し、さらに、測定した前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTDに基づいて、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの光路長に起因して発生する、前記ＦＢＧの反射波長の測定時の波長ずれを含まない当該ＦＢＧの反射波長λFを求めるようにした。
【００１１】
また、本発明の請求項２のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項１のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記処理手段が、さらに、前記ＦＢＧの前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTDに基づいて、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの前記光路長を求めるようにした。
【００１２】
また、本発明の請求項３のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項１のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記処理手段は、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号の中から前記ＦＢＧの反射波長に対応するピーク値を検出するとともに、検出した該ピーク値に対応した光が前記第１の受光器に入射された時の当該波長可変光源の発振波長を求め、求めた該発振波長を前記ＦＢＧの第１の仮の反射波長λTUとし、かつ、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間に前記第１の受光器から出力される前記第１の電気信号の中から前記ＦＢＧの反射波長に対応するピーク値を検出するとともに、検出した該ピーク値に対応した光が前記第１の受光器に入射された時の当該波長可変光源の発振波長を求め、求めた該発振波長を前記ＦＢＧの第２の仮の反射波長λTDとし、さらに、前記ＦＢＧの前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTD並びに前記波長可変光源の発振波長の掃引特性に基づいて当該ＦＢＧの反射波長λFを求めるようにした。
【００１３】
また、本発明の請求項４のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項３のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記処理手段が、さらに、前記ＦＢＧの前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTD並びに前記波長可変光源の発振波長の掃引特性に基づいて、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの光路長を求めるようにした。
【００１４】
また、本発明の請求項５のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項１〜４のいずれかのＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記波長可変光源は、一方のレーザ光出射端面がＡＲコートされている半導体レーザ（１）と、該半導体レーザのＡＲコートされている端面から出射された光をコリメートするコリメートレンズ（２）と、該コリメートレンズから出射されたコリメート光を受けて波長に応じた角度で回折させる回折格子（３）と、反射体（３５）と反射体駆動手段（５０）とを含んで構成され、前記回折格子から入射される前記コリメート光に対する回折光が、前記反射体の反射面で該回折格子へ反射されて、再び該回折格子で回折され、それによって得られた回折光が前記コリメートレンズを介して前記半導体レーザに入射されるとき、該半導体レーザに入射される回折光が所望の波長の光となるようにするとともに、該所望の波長が前記所定の波長範囲を含んで往復掃引されるように前記反射体の反射面の角度を前記反射体駆動手段により前記所定の周期で繰り返し変化させるＭＥＭＳスキャナ（６０）とを備えた。
【００１５】
また、本発明の請求項６のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項５のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記ＭＥＭＳスキャナの反射体は、固定基板（３６、３７）と、該固定基板の縁部から所定幅で所定長さ延設され、その長さ方向に沿って捩じれ変形可能な軸部（３８、３９）と、該軸部の先端に自身の縁部で連結されて形成され、一面側に前記回折格子からの回折光を反射させるための前記反射面が設けられた反射板（４０）とを有しており、かつ、前記ＭＥＭＳスキャナの反射体駆動手段は、前記反射体の軸部と反射板とからなる部分の固有振動数に対応した周波数の駆動信号によって前記反射板に力を与えて、該反射板を前記固有振動数又はそれに近い振動数の前記所定の周期で往復回転させるように構成した。
【００１６】
また、本発明の請求項７のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項５又は６のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記波長可変光源は、さらに、前記回折格子の０次光が出射される光路上に設けられて所定の波長の光を透過させる光共振器（４）と、該光共振器から出射される透過光を受けて第２の電気信号に変換する第２の受光器（５）とを備え、該第２の受光器から出力される前記第２の電気信号から当該波長可変光源の発振波長を求めることを可能にした。
【００１７】
また、本発明の請求項８のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項５又は６のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記波長可変光源は、前記回折格子の０次光を出力光とした。
【００１８】
また、本発明の請求項９のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項８のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記波長可変光源は、さらに、前記回折格子の０次光が出射される光路上に設けられ、該０次光を２つに分岐して一方の０次光を前記出力光として出射する光分岐手段（６）と、該光分岐手段から出射される他方の０次光を受けて所定の波長の光を透過させる光共振器（４）と、該光共振器から出射される透過光を受けて第２の電気信号に変換する第２の受光器（５）とを備え、該第２の受光器から出力される前記第２の電気信号から当該波長可変光源の発振波長を求めることを可能にした。
【００１９】
また、本発明の請求項１０のＦＢＧ歪センサシステムでは、上述した請求項７又は９のＦＢＧ歪センサシステムにおいて、前記処理手段は、前記第１の受光器からの前記第１の電気信号及び前記第２の受光器からの前記第２の電気信号を受けてそれぞれディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（１５）と、該Ａ／Ｄ変換器から出力される前記第１の電気信号のディジタル値を順次所定のアドレスに記憶する第１のメモリ（１６ａ）と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力される前記第２の電気信号のディジタル値を順次所定のアドレスに記憶する第２のメモリ（１６ｂ）と、前記第１のメモリの前記所定のアドレスに記憶されているディジタル値を読み出して、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間における前記ＦＢＧの反射波長に対応する第１のピーク値を検出し、かつ、前記波長可変光源が前記所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間における前記ＦＢＧの反射波長に対応する第２のピーク値を検出するピーク値検出手段（１７）と、前記第２のメモリの前記所定のアドレスに記憶されている前記波長可変光源の発振波長を求めるためのディジタル値を読み出して、前記光共振器の前記所定の波長が記憶されているアドレスを検出し、検出した該アドレスと前記ピーク値検出手段から出力される、前記第１のピーク値及び前記第２のピーク値がそれぞれ記憶されているアドレスとに基づいて、当該第１のピーク値及び第２のピーク値にそれぞれ対応した光が前記第１の受光器に入射された時の当該波長可変光源の発振波長を求め、求めたそれぞれの該発振波長を前記ＦＢＧの第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDとするピーク値波長算出手段（１８）と、該ピーク値波長算出手段から出力される前記第１の仮の反射波長λTU及び前記第２の仮の反射波長λTDと前記波長可変光源の発振波長の掃引特性とに基づいて、前記ＦＢＧの反射波長λFを求めるとともに、前記波長可変光源から前記ＦＢＧまで及び該ＦＢＧから前記第１の受光器までの光路長を求める反射波長／光路長算出手段（１９）とを備えた。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項1〜４及び１０のＦＢＧ歪センサシステムでは、波長可変光源が所定の波長範囲を含んで短波から長波へ掃引している期間に第１の受光器から出力される第１の電気信号と波長可変光源の発振波長からＦＢＧの反射波長を第１の仮の反射波長λTUとして測定し、かつ、波長可変光源が所定の波長範囲を含んで長波から短波へ掃引している期間に第１の受光器から出力される第１の電気信号と波長可変光源の発振波長からＦＢＧの反射波長を第２の仮の反射波長λTDとして測定し、さらに、これら２つの第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDに基づいてＦＢＧの反射波長λFを求めるようにしたので、例えＦＢＧまでの光路長が不明な場合であってもＦＢＧの反射波長を正確に測定でき、その結果、測定対象の歪み測定を正確に行える。また、上記２つの第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDに基づいてＦＢＧまでの光路長を測定することができる。
【００２１】
本発明の請求項５及び６のＦＢＧ歪センサシステムでは、波長可変光源の往復掃引をＭＥＭＳスキャナで行うようにしたので、掃引速度を速くでき、歪み測定の高速化が可能となる。
【００２２】
本発明の請求項７及び９のＦＢＧ歪センサシステムでは、波長可変光源における回折格子の０次光の所定の波長の光を第２の電気信号に変換するようにしたので、この第２の電気信号から波長可変光源の発振波長を求めることができる。
【００２３】
本発明の請求項８のＦＢＧ歪センサシステムでは、波長可変光源における回折格子の０次光を出力光としたので、半導体レーザの内部共振モードの影響によって生じる出力光の強度変動を小さくできる。具体的には、半導体レーザのＡＲコートされていない端面から出射された光を出力光とする場合の強度変動（約１ｄＢ）の約１／１０にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態のＦＢＧ歪センサシステムの構成を図１及び図２に示す。まず、波長可変光源１０は、図２に示すように、半導体レーザ（ＬＤ）１のＡＲコートされている端面から出射された光をコリメートレンズ２によってコリメート光に変換して回折格子３へ入射し、その入射光に対して回折格子３が出射する回折光をＭＥＭＳスキャナ６０に入射する。ＭＥＭＳスキャナ６０は、反射体３５と反射体駆動手段５０で構成され、回折格子３から入射されるコリメート光に対する回折光が、反射体３５の反射面で回折格子３へ反射されて、再び回折格子３で回折され、それによって得られた回折光がコリメートレンズ２を介してＬＤ１に入射されるとき、ＬＤ１に入射される回折光が所望の波長の光となるようにするとともに、この所望の波長が所定の波長範囲を含んで往復掃引されるように反射体３５の反射面の角度を反射体駆動手段５０により所定の周期で繰り返し変化（往復回転）させている。このような構成によって、波長掃引された光が発振されて、ＬＤ１のＡＲコートされていない端面から出力されて出力光（測定光ａ）となる。
【００２５】
なお、図２においては、ＬＤ１のＡＲコートされている端面から出射された光をコリメートレンズ２によってコリメート光に変換して回折格子３へ入射するようにしたが、ＬＤ１とコリメートレンズ２との間に集光レンズとファイバを設け、ＬＤ１のＡＲコートされている端面から出射された光を集光レンズで集光してファイバに入射し、ファイバを通った光をコリメートレンズ２によってコリメート光に変換して回折格子３へ入射するようにしてもよい。
【００２６】
ＭＥＭＳスキャナ６０を構成する反射体３５及び反射体駆動手段５０については後で詳述する。なお、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナとは、マイクロ電気機械式構造体（電気信号の制御を受けて機械的に動作する構造体）によって形成されたスキャナを意味している。
【００２７】
ここで、ＭＥＭＳスキャナ６０による波長掃引について説明する。図５に示す駆動信号Ｄａ、Ｄｂ（詳細は後述する）を印加してＭＥＭＳスキャナ６０を所定の掃引周期で往復掃引する（上述の反射体３５を往復回転させる）と、図６（ａ）に示すように、ＭＥＭＳスキャナ６０の往復回転角度はほぼ正弦波的に変化し、その結果、掃引される波長も正弦波状に変化する。したがって、測定光ａの所定の波長範囲（測定波長範囲）が、図６（ｂ）に示すように、その正弦波状に変化する波形の直線に近い部分に来るように、ＭＥＭＳスキャナ６０の往復掃引の波長範囲（往復回転角度の範囲）が設定される。つまり、駆動信号Ｄａ、Ｄｂの振幅の調整により設定される。具体例としては、例えば、測定波長範囲を１５２０〜１５７０ｎｍとした場合、ＭＥＭＳスキャナ６０の往復掃引の波長範囲（掃引波長範囲）は、この測定波長範囲に対して十分に広い約１４７０〜１６２０ｎｍに設定される。なお、上述の駆動信号Ｄａ、Ｄｂのいずれか一方はトリガ信号Ｔｒとして処理手段２０へ出力される。
【００２８】
また、図２において、回折格子３の０次光は、エタロン等の光共振器４に入射されて所定の波長の光のみが透過される。そして、その透過光は受光器（ＰＤ）５で第２の電気信号ｃに変換されて図１に示す処理手段２０へ出力される。すなわち、出力光（測定光ａ）の波長掃引に対応して所定の波長間隔、例えば周波数で１５ＧＨｚ間隔の透過光を発生し、受光器５で第２の電気信号ｃに変換される。この透過光の波長（周波数）は既知である。したがって、その透過光を光電変換して得られた第２の電気信号ｃを用いて、波長可変光源１０の発振波長（波長掃引された測定光ａの波長）を求めることができる。
【００２９】
なお、波長可変光源１０は、図２に示したような、ＬＤ１のＡＲコートされていない端面から出射された光を出力光とするものに限定されるわけではなく、回折格子３の０次光を出力光とするものであってもよい。その場合には、図３に示すように、回折格子３からの０次光を光カプラ等の光分岐手段６で分岐して、一方を出力光とし、他方を光共振器４に入射する。このように０次光を出力光とすると、ＬＤ１の内部共振モードの影響によって生じる出力光の強度変動を、ＬＤ１のＡＲコートされていない端面から出射された光を出力光とする場合に比べて小さくできる。具体的には、ＬＤ１を出力光とする場合の強度変動（約１ｄＢの）を約１／１０に小さくできる。また、ＬＤ１のＡＲコートされていない端面にＨＲコート（HR：High-Reflection）を施すことによって、０次光を出力光とする場合の出力光の光強度を増加させることができる。
【００３０】
また、往復掃引可能な波長可変光源としては、上記図２及び図３に示したＭＥＭＳスキャナを用いて往復掃引させるものに限定されるわけではなく、例えば、ＭＥＭＳスキャナの代わりにガルバノメーターとこのガルバノメーターに固定されたミラーとを用いて往復掃引させるようなものであってもよい。（例えば、非特許文献1参照）
【００３１】
次に、図１において、光サーキュレータ１１は、波長可変光源１０からの測定光ａを、ファイバ１２ａ〜１２ｃを介して直列に接続された反射波長の異なる複数のＦＢＧ１３ａ〜１３ｃに入射するとともに、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃからそれぞれの反射波長で反射されて戻ってきたその測定光ａの反射光を受けて受光器（ＰＤ）１４に出射する。受光器１４は、その反射光を第１の電気信号ｂに変換して処理手段２０に出力する。
【００３２】
処理手段２０は、受光器１４からの第１の電気信号ｂ及び波長可変光源１０からの第２の電気信号ｃに基づいて、上述した光路長（主にファイバ１２ａ〜１２ｃの長さで決まる）に起因して発生する波長ずれのない状態での各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長の算出（測定対象の歪み測定）及びその光路長の算出を行うもので、Ａ／Ｄ変換器１５、メモリ１６ａ、１６ｂ、ピーク値検出手段１７、ピーク値波長算出手段１８及び反射波長／光路長算出手段１９によって構成されている。
【００３３】
すなわち、Ａ／Ｄ変換器１５は、例えば２ｃｈのＡ／Ｄ変換器であり、波長可変光源１０から入力される上述のトリガ信号Ｔｒを起点にして、周波数確度の高い内部クロック（例えば１０ＭＨｚ）によって第１の電気信号ｂ及び第２の電気信号ｃを同じタイミングで順次ディジタル値に変換する。
【００３４】
メモリ１６ａ、１６ｂは、それぞれ、制御部（図示しない）からの指示に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１５からそれぞれ順次出力される第１の電気信号ｂのディジタル値及び第２の電気信号ｃのディジタル値の内から少なくとも、上述の測定波長範囲と光路長に起因して発生する波長ずれ（以下単に波長ずれという）分、すなわち図６（ｂ）に示す、短波から長波へ掃引している（以下アップ掃引という）ときの測定波長範囲と波長ずれ分及び長波から短波へ掃引している（以下ダウン掃引という）ときの測定波長範囲と波長ずれ分、に含まれるディジタル値を順次所定のアドレスに記憶する。具体例を示すと、例えば、第１の電気信号ｂのディジタル値及び第２の電気信号ｃのディジタル値は、アップ掃引のときは、共にそれぞれのメモリ１６ａ、１６ｂのアドレス０〜４０００に記憶され、またダウン掃引のときは、共にそれぞれのメモリ１６ａ、１６ｂのアドレス５０００〜９０００に記憶される。
【００３５】
なお、上記では、メモリ１６ａ、１６ｂへの記憶を制御部（図示しない）からの指示で行うようにしたが、トリガ信号Ｔｒの位相が上記測定波長範囲及び波長ずれとの関係において適切であれば、Ａ／Ｄ変換器１５からそれぞれ出力される第１の電気信号ｂのディジタル値及び第２の電気信号ｃのディジタル値をそのまま記憶するようにしてもよい。
【００３６】
ピーク値検出手段１７は、第１の読み出信号Ｍ１によって第１のメモリ１６ａの所定のアドレス（例えば上述のアップ掃引の０〜４０００、ダウン掃引の５０００〜９０００）に記憶されているディジタル値を読み出して、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長に対応する３つの、アップ掃引の場合における第１のピーク値、及びダウン掃引の場合における第２のピーク値を検出する。そして、検出した３つの第１のピーク値が記憶されているそれぞれのアドレス、及び３つの第２のピーク値が記憶されているそれぞれのアドレスの情報をピーク値波長算出手段１８に出力する。
【００３７】
ピーク値波長算出手段１８は、第２の読み出信号Ｍ２によって第２のメモリ１６ｂの所定のアドレス（例えば上述のアップ掃引の０〜４０００、ダウン掃引の５０００〜９０００）に記憶されている波長可変光源１０の発振波長（測定光ａの波長）を求めるためのディジタル値を読み出して、光共振器４（図２参照）の所定の波長（既知波長）が記憶されているアドレスを検出する。例えば、上述の１５ＧＨｚ間隔で発生された既知波長（周波数）の透過光のピーク値が記憶されているそれぞれのアドレスを検出する。
【００３８】
そして、ピーク値検出手段１７から出力される、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長に対応する３つの第１のピーク値がそれぞれ記憶されているアドレスと、上記の既知波長が記憶されているそれぞれのアドレスとを対比して、３つの第１のピーク値のそれぞれに対応した光が第１の受光器１４に入射された時の波長可変光源１０の発振波長を求め、求めた３つの発振波長のそれぞれについて、それらを第１の仮の反射波長λTUとする。また同様に、ピーク値検出手段１７から出力される、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長に対応する３つの第２のピーク値がそれぞれ記憶されているアドレスと、上記の既知波長が記憶されているそれぞれのアドレスとを対比して、３つの第２のピーク値のそれぞれに対応した光が第１の受光器１４に入射された時の波長可変光源１０の発振波長を求め、求めた３つの発振波長のそれぞれについて、それらを第２の仮の反射波長λTDとする。
【００３９】
反射波長／光路長算出手段１９は、ピーク値波長算出手段１８から出力される第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDと波長可変光源１０の発振波長の掃引特性とに基づいて、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFを求めるとともに、波長可変光源１０から各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃまで及び各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃから第１の受光器１４までの光路長を求める。
【００４０】
まず、光路長に起因して発生する波長ずれのない状態での各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長をどのように求めるかの基本概念を説明する。各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFが、それぞれ図７（ａ）に示す反射スペクトルのような波長であるとする。各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFを測定するときには、光路長による遅れ時間τの影響を受けて、アップ掃引のときはそれらの反射波長λFが見かけ上、図７（ｂ）に示すように波長の長い方へずれて第１の仮の反射波長λTUとなり、またダウン掃引のときは逆に図７（ｃ）に示すように波長の短い方へずれて第２の仮の反射波長λTDとなる。したがって、第１の仮の反射波長λTUと第２の仮の反射波長λTDが分かれば、それらの真ん中にある反射波長λFを求めることができる。なお、図７（ｂ）、（ｃ）において、アップ掃引とダウン掃引の発振波長の掃引特性（掃引時間に対する発振波長）の絶対値は同じであり、また各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃまでの光路長はＦＢＧ１３ａまでを基準にしてＦＢＧ１３ｂまではその２倍、ＦＢＧ１３ｃまではその３倍であるとしている。
【００４１】
次に、上記の基本概念に基づいて、第１の仮の反射波長λTU及び第２の仮の反射波長λTDと波長可変光源１０の発振波長の掃引特性から各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFを求める方法を説明する。図８に示す測定波長範囲付近の掃引特性が、一般式λ＝Ａ0＋Ａ1・ｘで表される一次関数で近似できるとすると、アップ掃引のときの発振波長λは、Ｋを掃引速度に比例した定数、ｔを時間とすると、（５）式（上述の（２）式と同一）で表され、またダウン掃引のときの発振波長λは、Ｊを掃引速度に比例した定数、ｔを時間、αを掃引周期に関するパラメータとすると、（６）式で表される。
λ＝λ0＋Ｋ・ｔ             （５）
λ＝λ0−Ｊ・（ｔ−α）      （６）
【００４２】
アップ掃引のときの各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFと第１の仮の反射波長λTUとの関係は上記（５）式により（７）式のように表され、またダウン掃引のときの各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFと第２の仮の反射波長λTDとの関係は上記（６）式により（８）式のように表される。なお、（７）、（８）式においては、波長可変光源１０から各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃまで及び各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃから第１の受光器１４までの光路長によるそれぞれの遅れ時間τは、主にファイバ１２ａ〜１２ｃの長さによる遅れ時間であるため、上述の（１）式と同一としている。
λTU＝λF＋Ｋ・２ｎＬ／Ｃ      （７）
λTD＝λF−Ｊ・２ｎＬ／Ｃ      （８）
【００４３】
そして、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFと、波長可変光源１０から各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃまで及び各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃから第１の受光器１４までの光路長（２ｎＬ）は、上記（７）、（８）式から（９）、（１０）式に示すように求めることができる。
λF＝（Ｊ・λTU＋Ｋ・λTD）／（Ｋ＋Ｊ）    （９）
２ｎＬ＝（λTU−λTD）・Ｃ／（Ｋ＋Ｊ）      （１０）
この結果、上記（９）、（１０）式から分かるように、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃまでの光路長が不明で、しかも各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの本来の反射波長が不明な場合であっても、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃの反射波長λFを求めることができる。また、光路長も求めることができる。さらに、屈折率ｎが既知であればファイバ長Ｌも求めることができる。
【００４４】
ここで、上述の方法でファイバ長Ｌを測定する場合の測定可能な最長ファイバ長Ｌmaxについて説明する。すなわち、図７（ｂ）、（ｃ）及び図８から分かる通り、波長ずれが大きくなれば、λTUはアップ掃引の期間には観測できなくなり、ダウン掃引の期間で観測されてしまい測定不能となる。測定波長範囲の長波側の限界であるλmaxが、アップ掃引の期間から外れずに観測されるには、ファイバ長Ｌによる遅れ時間τは（１１）式を満足しなければならない。したがって、最長ファイバ長Ｌmaxは（１２）式で表される。なお、（１１）、（１２）式において、ｎはファイバの屈折率、Ｃは光速、Ｋは掃引速度に比例した定数、αは掃引周期に関するパラメータである。
τ  ＜  α／２−（λmax−λ0）／Ｋ      （１１）
２ｎＬmax／Ｃ  ＜  α／２−（λmax−λ0）／Ｋ      （１２）
具体例を示すと、例えば、ｎ＝１．５、Ｃ＝３×１０5ｋｍ／ｓ、α＝１ｍｓ、λmax＝１５７０ｎｍ、λ0＝１５４５ｎｍ、Ｋ＝１０5ｎｍ／ｓの場合には、Ｌmax＜２５ｋｍとなる。
【００４５】
なお、上記反射波長／光路長算出手段１９では、波長可変光源１０の測定波長付近の掃引特性が、一般式λ＝Ａ0＋Ａ1・ｘで表される一次関数で近似できる場合について説明したが、一般式λ＝Ａ0＋Ａ1・ｘ＋Ａ2・ｘ2＋・・・で表される多次関数で近似する場合も同様に上述の方法を適用して、反射波長λF及び光路長（２ｎＬ）を求めることができることは言うまでもない。また、図１では、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃからの反射光を受光器１４に入射するようにしたが、各ＦＢＧ１３ａ〜１３ｃからの透過光を受光器１４に入射するようにしてもよい。
【００４６】
次に、図２に示した波長可変光源１０の一部を構成するＭＥＭＳスキャナ６０の反射体３５及び反射体駆動手段５０について詳述する。反射体３５は、図４に示すように、横長矩形で互いに平行に配置された一対の固定基板３６、３７と、この一対の固定基板３６、３７の長辺側縁部の中央からこの固定基板３６、３７と直交する方向に所定幅、所定長さで延設され、その長さ方向に沿って捩じれ変形可能な一対の軸部３８、３９と、横長矩形で一方の長辺側縁部の中央部で軸部３８の先端に連結され、他方の長辺側縁部の中央部で軸部３９の先端に連結された反射板４０とを有している。この反射板４０は、捩じれ変形可能な軸部３８、３９に中心部が支持されているので、この軸部３８、３９を結ぶ線を中心軸として固定基板３６、３７に対して回転することができる。また、軸部３８、３９と反射板４０とからなる部分の固有振動数ｆ0は、反射板４０自体の形状や質量及び軸部３８、３９のバネ定数によって決まる。
【００４７】
また、反射板４０の一面側には、光を反射するための反射面４１が形成されている。この反射面４１は、反射板４０自体を鏡面仕上げして形成したり、反射率の高い膜（図示しない）を蒸着あるいは接着して形成したりしたものであってもよい。なお、この反射体３５は、薄い半導体基板からエッチング処理等により一体的に切り出されたもので、金属膜の蒸着加工により高導電性を有している。
【００４８】
支持基板４５は絶縁性を有する材料からなり、その一面側の上部と下部には、前方へ突出する支持台４５ａ、４５ｂが形成されており、反射体３５の固定基板３６、３７は、この上下の支持台４５ａ、４５ｂに接した状態で固定されている。また、支持基板４５の一面側中央部の両端には、反射体３５の反射板４０の両端にそれぞれ対向する電極板４６、４７がパターン形成されている。この電極板４６、４７は、後述する駆動信号発生器５５とともに反射体駆動手段５０（図２参照）を構成するものであり、反射板４０の両端部に静電力を交互にかつ周期的に印加して、反射板４０を、軸部３８、３９を結ぶ線を中心に往復回転運動させる。なお、反射板４０の回転軸は回折格子１の回折溝と平行となるように設定されている。このように構成された反射体３５は、回折格子３からの回折光を反射板４０の反射面４１で受けて、その反射光を回折格子３へ入射させて、再度回折させる。
【００４９】
一方、反射体駆動手段５０（図２参照）の一部を構成する駆動信号発生器５５は、例えば図５（ａ）、（ｂ）に示すように、反射体３５の電位を基準として電極板４６、４７に対して、固有振動数ｆ0に対応した周波数（あるいは固有振動数ｆ0の近傍の振動数に対応した周波数）を有し、位相が１８０°ずれた駆動信号Ｄａ、Ｄｂを印加して、電極板４６と反射板４０の一端側との間及び電極板４７と反射板４０の他端側との間に、交互にかつ周期的に静電力(引力）を与え、反射板４０を固有振動数ｆ0あるいはその近傍の振動数で所定角度範囲を往復回転させる。また、この駆動信号発生器５５は、２つの駆動信号Ｄａ、Ｄｂのいずれか一方を受光素子１４からの第１の電気信号ｂ及び波長可変光源１０からの第２の電気信号ｃをＡ／Ｄ変換するためのトリガ信号ＴｒとしてＡ／Ｄ変換器１５（図１参照）に出力する。なお、図５では、２つの駆動信号Ｄａ、Ｄｂがデューティ比５０％の矩形波の場合を示しているが、両信号のデューティ比は５０％以下であってもよく、また、波形も矩形波に限らず、正弦波、三角波等であってもよい。
【００５０】
このような反射体３５及び反射体駆動手段５０によって構成されたＭＥＭＳスキャナ６０では、反射体３５を、一対の固定基板３６、３７と、その縁部から所定幅で所定長さ延設され、その長さ方向に沿って捩じれ変形可能な軸部３８、３９と、軸部３８、３９の先端に自身の縁部で連結され、軸部３８、３９に対して対称な形状に形成され、一面側に反射面４１が形成された反射板４０とによって構成するとともに、反射体３５の軸部３８、３９と反射板４０とからなる部分の固有振動数ｆ0に対応した周波数の駆動信号によって反射板４０に力を与えて、反射板４０を固有振動数ｆ0又はその近傍の振動数で往復回転させている。
【００５１】
このため、僅かな電気エネルギーで反射板４０を高速に往復回転させることができ、しかも、その回転中心が反射板４０の内部（この場合、中央部）にあるので、反射板４０の反射面４１への入射光の反射角の変化量を大きくすることができる。なお、軸部３８、３９のバネ定数は、軸部３８、３９の長さ、幅、厚み、材質によって決まり、このバネ定数と、反射板４０の形状、厚み、材質等で固有振動数ｆ0が決定され、これらのパラメータを選ぶことにより、固有振動数ｆ0を数１００Ｈｚ〜数１０ｋＨｚの範囲内で設定することができる。
【００５２】
したがって、本発明のＦＢＧ歪センサシステムの波長可変光源１０（図２参照）は、上記のような反射体３５及び反射体駆動手段５０を用いてＭＥＭＳスキャナ６０を構成するようにしたので、掃引速度の高速化（最大数１０ｋＨｚ）ができる。
【００５３】
なお、上述の図４の説明では、反射体３５を導電性の高い材料で構成していたが、反射体３５を導電性の低い材料で構成する場合には、反射板４０の反射面４１と反対面の両側（全面でもよい）に電極板４６、４７と対向する電極板をそれぞれ設け、更に固定基板３６、３７の背面側にも電極板を設け、それらの電極板の間をパターン等によって接続する。そして、支持基板４５の支持台４５ａ、４５ｂの表面に、固定基板３６、３７の背面側の電極板と接触する電極板をパターン形成して、その少なくとも一方を基準電位ラインとして上述した駆動信号発生器５５に接続すればよい。
【００５４】
また、固定基板３６、３７の一端側同士の間あるいは両端の間を連結して、固定基板をコの字枠あるいは矩形枠状に形成してもよい。また、反射板４０の形状も任意であり、上述の横長矩形の他に、円形、楕円形、長円形、菱形、正方形、多角形等であってもよい。また、高速往復回転時の空気抵抗を減らすために、反射板４０の内側に大きな穴あるいは多数の小さな穴を設けてもよい。
【００５５】
また、上述の図４の説明では、反射体３５の反射板４０の両端にそれぞれ対向する２つの電極板４６、４７を設けていたが、一方側の電極板（例えば電極板４６）だけによって静電力を印加してもよい。また、駆動方式についても、上述の静電力の他に、電磁力によって反射板４０を往復回転させてもよい。この場合、例えば、上述の電極板４６、４７の代わりにコイルを用い、反射板４０の両端部に磁性体あるいはコイルを設け、コイル間あるいはコイルと磁性体との間に発生する磁界による吸引力及び反発力によって、反射板４０を往復回転させる。
【００５６】
また、上述の静電力や電磁力を反射板４０に直接与える方法の他に、超音波振動子等によって上述の固有振動数ｆ0又はその近傍の振動を反射体３５全体に加えて、その振動を反射板４０に伝達させて往復回転させることも可能である。この場合、振動子を支持基板４５の背面側や支持台４５ａ、４５ｂの部分に設けることで、その振動を反射板４０に効率的に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】波長可変光源の構成を示す図
【図３】波長可変光源の別の構成を示す図
【図４】ＭＥＭＳスキャナを説明するための分解斜視図
【図５】駆動信号を説明するための図
【図６】ＭＥＭＳスキャナによる波長掃引について説明するための図
【図７】反射波長の求め方の基本概念を説明するための図
【図８】波長可変光源の発振波長の掃引特性を説明するための図
【符号の説明】
【００５８】
１・・・半導体レーザ（ＬＤ）、２・・・コリメートレンズ、３・・・回折格子、４・・・光共振器、５，１４・・・受光器（ＰＤ）、６・・・光分岐手段、１０・・・波長可変光源、１１・・・光サーキュレータ、１２ａ〜１２ｃ・・・ファイバ、１３ａ〜１３ｃ・・・ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）、１５・・・Ａ／Ｄ変換器、１６ａ，１６ｂ・・・メモリ、１７・・・ピーク値検出手段、１８・・・ピーク値波長算出手段、１９・・・反射波長／光路長算出手段、２０・・・処理手段、３５・・・反射体、３６，３７・・・固定基板、３８，３９・・・軸部、４０・・・反射板、４１・・・反射面、４５・・・支持基板、４５ａ，４５ｂ・・・支持台、４６，４７・・・電極板、５０・・・反射体駆動手段、５５・・・駆動信号発生器、６０・・・ＭＥＭＳスキャナ。
【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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