(57)【要約】【課題】長尺化した場合であっても全長に亘って高い測定精度を実現することが可能な光ファイバセンサを提供する。【解決手段】光ファイバセンサ１は、光ファイバの中心に形成された中心コア１１と、中心コア１１の周囲を螺旋状に取り巻くように形成された少なくとも１つの外周コア１２とを備え、中心コア１１と外周コア１２との光路長差が、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率が同じ場合の光路長差よりも小さくなるように、中心コア１１の実効屈折率と外周コア１２の実効屈折率との比が設定されている。【選択図】図１
2018132421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの中心に形成された中心コアと、該中心コアの周囲を螺旋状に取り巻くように形成された少なくとも１つの外周コアとを備える光ファイバセンサであって、
前記中心コアと前記外周コアとの距離をｄとし、単位長さ当たりの前記外周コアの螺旋回数をｆｗとすると、前記中心コアの実効屈折率ｎｅ１及び前記外周コアの実効屈折率ｎｅ２は、以下の（１）式を満たす、光ファイバセンサ。
【数１】
2018132421.tif 000014
【請求項２】
前記外周コアの実効屈折率ｎｅ２は、前記中心コアと前記外周コアとの光路長の比率に合うように、前記中心コアの実効屈折率ｎｅ１よりも低く設定されている、請求項１記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
前記中心コアの実効屈折率ｎｅ１と前記外周コアの実効屈折率ｎｅ２との比率は、以下の（２）式を満たすように設定されている、請求項１又は請求項２記載の光ファイバセンサ。
【数２】
2018132421.tif 000015
【請求項４】
前記中心コアに添加される添加剤のモル濃度ｍ１と前記外周コアに添加される添加剤のモル濃度ｍ２との比率は、以下の（３）式を満たすように設定されている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光ファイバセンサ。
【数３】
2018132421.tif 000016
【請求項５】
前記中心コア及び前記外周コアには、同じ濃度のゲルマニウムが第１添加剤として添加されており、
前記外周コアには、屈折率を下げる作用を有する第２添加剤が添加されている、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の光ファイバセンサ。
【請求項６】
長手方向の全長に亘り、或いは長手方向の一部の領域にＦＢＧが形成されている、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光ファイバセンサ。
【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関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバセンサは、光ファイバをセンサとして用いて、各種物理量（例えば、応力、歪、温度等）を測定するものである。この光ファイバセンサは、センサとしての光ファイバの一端から光を入射させ、光ファイバの他端から射出される透過光（或いは、散乱光）、又は、光ファイバの一端から射出される反射光（或いは、散乱光）を受光して得られる受光結果に基づいて上記の各種物理量を測定する。このような光ファイバセンサの代表的なものとして、ＦＢＧ型の光ファイバセンサ、散乱光型の光ファイバセンサ等が挙げられる。
【０００３】
ＦＢＧ型の光ファイバセンサは、光ファイバのコアにＦＢＧ（Fiber Bragg Grating：ファイバブラッググレーティング）が形成されたものであり、ＦＢＧの反射特性が周囲環境に応じて変化するという特性を利用して、光ファイバの長手方向における各種物理量の分布を測定するために用いられる。尚、ＦＢＧ型の光ファイバセンサは、例えばＯＦＤＲ（Optical Frequency Domain Reflectometry：光周波数領域反射測定法）で用いられる。散乱光型の光ファイバセンサは、ＦＢＧ等が形成されていない通常の光ファイバをセンサとして用いるものであり、光ファイバ内で生ずる散乱光（例えば、レイリー散乱光）が周囲環境に応じて変化するという特性を利用して、光ファイバの長手方向における各種物理量の分布を測定するために用いられる。
【０００４】
以下の特許文献１，２には、ＦＢＧ型の光ファイバセンサを用いてＯＦＤＲにより、例えば構造物に生ずる歪みを計測する発明が開示されている。また、以下の特許文献３〜６及び非特許文献１，２には、複数のコアを有するマルチコアファイバにＦＢＧが形成された光ファイバセンサが開示されている。例えば、以下の非特許文献２では、ＯＦＤＲにより光ファイバセンサの形状（光ファイバセンサが取り付けられた構造物の形状）を測定している。
【０００５】
ここで、上記のマルチコアファイバは、例えば、光ファイバの中心に形成されたコア（中心コア）と、その中心コアの周囲を螺旋状に取り巻くように形成された複数のコア（例えば、１２０°の間隔をもって配置された３つのコア）（外周コア）とを備える光ファイバである。以下の特許文献３〜６及び非特許文献１，２では、このようなマルチコアファイバのコアの各々にＦＢＧが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２３２９８２号公報
【特許文献２】特許第５４１３９３１号公報
【特許文献３】米国特許第８１１６６０１号明細書
【特許文献４】米国特許第８６３０５１５号明細書
【特許文献５】米国特許第８７７３６５０号明細書
【特許文献６】米国特許第９４１７０５７号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】P. S. Westbrook et al.，“Integrated optical fiber shape senor modules based on twisted multicore fiber grating arrays”，Proc. SPIE 8938，Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XIV，89380H (February 20, 2014)
【非特許文献２】“LUNA Fiber Optic Shape Sensing”，Document #: SS00021-D-TS, Luna Innovations Incorporated, June 21, 2013
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した中心コア及び外周コアを有するマルチコアファイバでは、中心コアが光ファイバの軸に対して平行であることから直線的な光路であるのに対し、外周コアは螺旋状に巻回されているため、外周コアの光路長は中心コアの光路長よりも長くなる。このため、このようなマルチコアファイバを光ファイバセンサとして用いると、中心コアの測定点と外周コアの測定点との位置ずれが生ずる。例えば、上述の非特許文献１に開示されたマルチコアファイバの構成で、ファイバ長を２［ｍ］とし、コア間距離を３５［μｍ］とし、単位長さ当たりの外周コアの螺旋回数を５０［ターン／ｍ］とすると、中心コアと外周コアとの光路長差は、光ファイバの一端から他端までで１２０［μｍ］程度になる。
【０００９】
ここで、ＯＦＤＲにおいてファイバの長さ方向における分解能は、例えば４０［μｍ］程度であるから、中心コアの周囲に外周コアが螺旋状に巻回されたマルチコアファイバを光ファイバセンサとして用いた場合には、中心コアと外周コアとの光路長差によって、長手方向の位置精度が悪化してしまうという問題がある。特に、光ファイバセンサの長さを長くした場合には、中心コアと外周コアとの光路長差に起因する位置誤差が累積されて大きくなるため、光ファイバセンサの全長に亘って測定精度を確保することが困難になるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、長尺化した場合であっても全長に亘って高い測定精度を実現することが可能な光ファイバセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の光ファイバセンサ（１）は、光ファイバの中心に形成された中心コア（１１）と、該中心コアの周囲を螺旋状に取り巻くように形成された少なくとも１つの外周コア（１２）とを備える光ファイバセンサであって、前記中心コアと前記外周コアとの距離をｄとし、単位長さ当たりの前記外周コアの螺旋回数をｆｗとすると、前記中心コアの実効屈折率ｎｅ１及び前記外周コアの実効屈折率ｎｅ２は、以下の（１）式を満たす。
【数１】
2018132421.tif 000003
また、本発明の光ファイバセンサは、前記外周コアの実効屈折率ｎｅ２が、前記中心コアと前記外周コアとの光路長の比率に合うように、前記中心コアの実効屈折率ｎｅ１よりも低く設定されている。
また、本発明の光ファイバセンサは、前記中心コアの実効屈折率ｎｅ１と前記外周コアの実効屈折率ｎｅ２との比率は、以下の（２）式を満たすように設定されている。
【数２】
2018132421.tif 000004
また、本発明の光ファイバセンサは、前記中心コアに添加される添加剤のモル濃度ｍ１と前記外周コアに添加される添加剤のモル濃度ｍ２との比率は、以下の（３）式を満たすように設定されている。
【数３】
2018132421.tif 000005
また、本発明の光ファイバセンサは、前記中心コア及び前記外周コアには、同じ濃度のゲルマニウムが第１添加剤として添加されており、前記外周コアには、屈折率を下げる作用を有する第２添加剤が添加されている。
また、本発明の光ファイバセンサは、長手方向の全長に亘り、或いは長手方向の一部の領域にＦＢＧが形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光ファイバセンサの中心コアの実効屈折率ｎｅ１及び外周コアの実効屈折率ｎｅ２を、上記の（１）式を満たすように設定しているため、中心コアと外周コアとの光路長差を、中心コア及び外周コアの実効屈折率が同じ場合の光路長差Ａよりも小さくすることができる。これにより、長尺化した場合であっても全長に亘って高い測定精度を実現することが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による光ファイバセンサを示す斜視透視図である。
【図２】本発明の一実施形態による光ファイバセンサの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態において中心コア及び外周コアの光路長差を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態による光ファイバセンサの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による光ファイバセンサの特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による光ファイバセンサについて詳細に説明する。尚、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、必要に応じて各部材の寸法の縮尺を適宜変えて図示することがある。また、以下では、光ファイバのコアにＦＢＧが形成されたＦＢＧ型の光ファイバセンサを例に挙げて説明する。但し、光ファイバセンサが、ＦＢＧ型の光ファイバセンサに限定されるという趣旨ではなく、散乱光型の光ファイバセンサ等の他の光ファイバセンサにも適用可能である。
【００１５】
〈光ファイバセンサの構成〉
図１は、本発明の一実施形態による光ファイバセンサを示す斜視透視図である。また、図２は、本発明の一実施形態による光ファイバセンサの断面図である。これら図１，図２に示す通り、本実施形態の光ファイバセンサ１は、中心コア１１、外周コア１２（外周コア１２ａ〜１２ｃ）、及びクラッド１３を備えるマルチコアファイバの光ファイバセンサである。尚、クラッド１３の外周面は、被覆（図示省略）に覆われていても良い。
【００１６】
中心コア１１は、光ファイバセンサ１の中心に、光ファイバセンサ１の軸に対して平行に形成されたコアである。この中心コア１１によって、光ファイバセンサ１の中心には、光ファイバセンサ１の長手方向に対して直線的な光路が形成される。中心コア１１は、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）（第１添加剤）を含む石英ガラスによって形成されている。また、中心コア１１には、その全長に亘ってＦＢＧが形成されている。尚、中心コア１１の径は、例えば５〜７［μｍ］の範囲に設定される。
【００１７】
外周コア１２は、中心コア１１の周囲を螺旋状に取り巻くように形成されたコアである。具体的に、外周コア１２は、中心コア１１に対して所定の距離ｄ（図２参照）だけ離間し、長手方向に直交する断面において互いに角度θ（例えば、１２０°）の間隔をもって配置された３つの外周コア１２ａ〜１２ｃからなる。これら外周コア１２ａ〜１２ｃは、互いに角度θの間隔を維持しながら、中心コア１１の周囲を螺旋状に取り巻くように光ファイバセンサ１の長手方向に延びている（図１参照）。これら外周コア１２ａ〜１２ｃによって、光ファイバセンサ１内には、中心コア１１を取り巻く螺旋状の３つの光路が形成される。
【００１８】
外周コア１２ａ〜１２ｃは、中心コア１１と同様に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）（第１添加剤）を含む石英ガラスによって形成されている。また、外周コア１２ａ〜１２ｃには、その全長に亘ってＦＢＧが形成されている。ここで、例えば中心コア１１に添加されるゲルマニウムの濃度（モル濃度）と、外周コア１２ａ〜１２ｃに添加されるゲルマニウムの濃度（モル濃度）との比率は、予め規定された関係（詳細は後述する）を満たすように設定される。外周コア１２ａ〜１２ｃは、中心コア１１と同径（或いは、ほぼ同じ径）であり、例えば５〜７［μｍ］の範囲に設定される。
【００１９】
これは、屈折率を上げる作用を有する添加剤であるゲルマニウムの濃度を調整することで、中心コア１１と外周コア１２との実効屈折率の比率を調整して、中心コア１１と外周コア１２との光路長差を無くす（或いは、少なくする）ためである。尚、中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃの実効屈折率の具体的な調整については後述する。
【００２０】
中心コア１１と外周コア１２ａ〜１２ｃとの距離ｄは、コア間のクロストーク、中心コア１１と外周コア１２ａ〜１２ｃとの光路長差、光ファイバセンサ１が屈曲したときの中心コア１１と外周コア１２ａ〜１２ｃとの歪量の差等を考慮して設定される。例えば、光ファイバセンサの形状（光ファイバセンサが取り付けられた構造物の形状）を測定する用途に用いられる光ファイバセンサ１は、中心コア１１と外周コア１２ａ〜１２ｃとの距離が、例えば３５［μｍ］程度であり、単位長さ当たりの外周コアの螺旋回数が、例えば５０［ターン／ｍ］程度であることが望ましい。
【００２１】
クラッド１３は、中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃの周囲を覆い、外径形状が円柱形状である共通のクラッドである。中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃは、共通のクラッド１３に覆われていることから、中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃは、クラッド１３の内部に形成されている、と言うこともできる。このクラッド１３は、例えば石英ガラスによって形成されている。
【００２２】
〈実効屈折率の調整〉
次に、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率の調整について詳細に説明する。図３は、本発明の一実施形態において中心コア及び外周コアの光路長差を説明するための図である。尚、以下では、光ファイバセンサ１の中心コア１１と外周コア１２（外周コア１２ａ〜１２ｃ）との距離をｄとし、光ファイバセンサ１の単位長さ当たりの外周コア１２の螺旋回数をｆｗとする。
【００２３】
図３において、符号Ｐ１が付された直線は中心コア１１を表しており、符号Ｐ２が付された直線は外周コア１２を表している。但し、図３においては、外周コア１２の螺旋１周期に相当する中心コア１１及び外周コア１２のみを図示している。外周コア１２の螺旋１周期に相当する中心コア１１の光路長をＬ１とし、外周コア１２の光路長をＬ２とすると、これらの関係は以下の（４）式で示される。
【００２４】
【数４】
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【００２５】
外周コア１２は中心コア１１の周囲を螺旋状に取り巻くように形成されているため、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率が同じ場合には、外周コア１２の光路長Ｌ２は、中心コア１１の光路長Ｌ１よりも長くなる。具体的に、中心コア１１と外周コア１２との光路長差をＡとし、外周コア１２の長さをＬ１＋Ａと表すと、中心コア１１と外周コア１２との光路長差Ａは以下の（５）式で表される。
【００２６】
【数５】
2018132421.tif 000007
【００２７】
また、上記（５）式で示される光路長差Ａに相当する中心コア１１の長さＢ（言い換えると、光路長差Ａの光ファイバセンサ１の長手方向における長さＢ）は、以下の（６）式で示される。
【００２８】
【数６】
2018132421.tif 000008
【００２９】
ここで、中心コア１１の実効屈折率をｎｅ１とし、外周コア１２の実効屈折率をｎｅ２とする。これら実効屈折率をｎｅ１，ｎｅ２が以下の（７）式を満たすとき、中心コア１１と外周コア１２との光路長差は、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率が同じ場合の光路長差Ａよりも小さくなる。つまり、以下の（７）式が満たされるように、中心コア１１の実効屈折率ｎｅ１及び外周コア１２の実効屈折率ｎｅ２を設定すれば、実効屈折率が同じ場合に比べて光路長差を小さくすることができる。その結果として、長尺化した場合であっても全長に亘って高い測定精度を実現することが可能である。
【００３０】
【数７】
2018132421.tif 000009
【００３１】
次に、中心コア１１及び外周コア１２に形成されるＦＢＧについて検討する。中心コア１１及び外周コア１２ｃに形成されるＦＢＧは、光ファイバセンサ１の長手方向に沿って同一の周期で形成される。上述の通り、外周コア１２は中心コア１１の周囲を螺旋状に取り巻くように形成されているため、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率が同じ場合には、外周コア１２の光路長Ｌ２は、中心コア１１の光路長Ｌ１よりも長くなる。
【００３２】
従って、外周コア１２に形成されるＦＢＧの周期（外周コア１２に沿った周期）は、中心コア１１に形成されるＦＢＧの周期よりも長くなる。中心コア１１に形成されたＦＢＧのブラッグ波長をλ１とし、外周コア１２に形成されたＦＢＧのブラッグ波長をλ２とすると、これらの関係は以下の（８）式で示される。
【００３３】
【数８】
2018132421.tif 000010
【００３４】
ＦＢＧのブラッグ波長λＢは、光ファイバセンサ１に形成される屈折率の周期構造の１周期の長さをΛとし、実効屈折率をｎｅとすると、以下の（９）式で示される。
【００３５】
【数９】
2018132421.tif 000011
【００３６】
中心コア１１の実効屈折率ｎｅ１と外周コア１２の実効屈折率ｎｅ２との比率を以下の（１０）式に示す通りに設定すれば、中心コア１１と外周コア１２との光路長の比率がキャンセルされる。つまり、外周コア１２の実効屈折率ｎｅ２は、中心コア１１と外周コア１２との光路長の比率に合うように、中心コア１１の実効屈折率ｎｅ１よりも低く設定されている。これにより、中心コア１１と外周コア１２との光路長差、及び中心コア１１と外周コア１２とのブラッグ波長差を零にすることができる。その結果として、長尺化した場合であっても全長に亘って高い測定精度を実現することが可能である。
【００３７】
【数１０】
2018132421.tif 000012
【００３８】
尚、例えば中心コア１１及び外周コア１２に添加されるゲルマニウムの比率を調整することで、上記（１０）式に示される実効屈折率ｎｅ１，ｎｅ２の比率を実現することが可能である。具体的には、中心コア１１に添加されるゲルマニウムのモル濃度ｍ１と外周コア１２に添加されるゲルマニウムのモル濃度ｍ２との比率を、以下の（１１）式を満たすように設定すれば良い。
【００３９】
【数１１】
2018132421.tif 000013
【００４０】
〈光ファイバセンサの製造方法〉
次に、上述した光ファイバセンサの製造方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態による光ファイバセンサの製造方法を示すフローチャートである。光ファイバセンサを製造する場合には、まず、実効屈折率が互いに異なっていて、所望の実効屈折率差を有する中心コア１１のコア材及び外周コア１２のコア材を形成する工程が行われる（工程Ｓ１）。
【００４１】
具体的には、屈折率を上げる作用を有する添加剤であるゲルマニウムが予め規定された濃度で添加された中心コア１１のコア材と、中心コア１１のコア材よりも低い濃度でゲルマニウムが添加された外周コア１２のコア材とが形成される。例えば、中心コア１１のコア材に添加されるゲルマニウムのモル濃度ｍ１と外周コア１２のコア材に添加されるゲルマニウムのモル濃度ｍ２との比率は、例えば上述した（１１）式を満たすように調整される。形成されたコア材をプリフォームアナライザで測定し、所望の実効屈折率差が得られているかを確認することが望ましい。
【００４２】
次に、形成された中心コア１１及び外周コア１２のコア材をガラス管（キャピラリ）に挿入し、光ファイバセンサ１の母材を作成する工程が行われる（工程Ｓ２）。具体的には、中心コア１１及び外周コア１２のコア材が配置される位置に孔が形成されたキャピラリに、上記の工程Ｓ１で形成された中心コア１１及び外周コア１２のコア材をそれぞれ挿入し、溶融、延伸することで光ファイバの母材が作成される。尚、上記のキャピラリは、最終的には光ファイバセンサ１のクラッド１３となる。
【００４３】
次いで、母材を回転させながら紡糸するとともに、紫外線（ＵＶ：UltraViolet）透過性を有する被覆材をクラッドの外側に形成する工程が行われる（工程Ｓ３）。具体的には、上記工程Ｓ２で作成された母材が紡糸機にセットされ、紡糸機によって母材を回転させながらの紡糸が行われるとともに、紡糸が行われた素線（クラッド）の外周に紫外線透過性を有する被覆材が形成される。ここで、母材を回転させながら紡糸を行うのは、外周コア１２を螺旋状にするためである。また、クラッドの外周に紫外線透過性を有する被覆材を形成するのは、光ファイバを巻き取りながら紫外線を照射して中心コア１１及び外周コア１２にＦＢＧを形成する必要があるためである。
【００４４】
続いて、位相マスクを透過した紫外光を被覆上から照射して、中心コア１１及び外周コア１２にＦＢＧを形成する工程が行われる（工程Ｓ４）。中心コア１１及び外周コア１２にはゲルマニウムが添加されており、位相マスクを介して紫外光が中心コア１１及び外周コア１２に照射されることにより、中心コア１１及び外周コア１２に添加されたゲルマニウムが紫外光と反応する。これにより、屈折率が長手方向に周期的に変化する構造を有するＦＢＧが中心コア１１及び外周コア１２に形成される。
【００４５】
ここで、中心コア１１及び外周コア１２の径が５〜７［μｍ］程度であり、中心コア１１と外周コア１２との距離が３５［μｍ］であり、単位長さ当たりの外周コアの螺旋回数が５０［ターン／ｍ］である場合には、前述した（８）式から、中心コア１１と外周コア１２とのブラッグ波長の差は、１．５５μｍ帯の波長域においては、９５［ｐｍ］程度である。ゲルマニウムが添加されたコアの実効屈折率は、例えば約１．４８であり、この波長差を補正するための外周コア１２の実効屈折率差（中心コア１１に対する外周コア１２の実効屈折率差）は０．０００１程度である。
【００４６】
また、中心コア１１と外周コア１２との距離が５０［μｍ］であり、単位長さ当たりの外周コアの螺旋回数が１００［ターン／ｍ］である場合には、前述した（８）式から、中心コア１１と外周コア１２とのブラッグ波長の差は７７０［ｐｍ］となり大きくなる。この波長差を補正するためには、外周コア１２の実効屈折率差を０．０００７程度にする必要がある。
【００４７】
図５は、本発明の一実施形態による光ファイバセンサの特性の一例を示す図である。具体的に、図５は、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率比（ｎｅ２／ｎｅ１）と、中心コア１１及び外周コア１２の光路長差との関係を示す図である。尚、図５においては、横軸に中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率比をとり、縦軸に中心コア１１及び外周コア１２の光路長差をとってある。
【００４８】
図５に示す特性は、中心コア１１と外周コア１２との距離が３５［μｍ］であり、外周コア１２の螺旋１周期の長さ（光ファイバセンサ１の長手方向の長さ）が２０［ｍｍ］であり、光ファイバセンサ１の全長が２［ｍ］以上である場合のものである。図５に示す通り、中心コア１１及び外周コア１２の光路長差は、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率比に比例する関係にある。
【００４９】
ここで、図５に示す通り、中心コア１１及び外周コア１２の光路長差が、図中のΔで示される範囲であれば、幾何学的な長さよりも光路長差が小さくなる。このため、上記の場合には、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率比（ｎｅ２／ｎｅ１）を、以下の式が満たされるように設定するのが望ましい。
０．９９９８８＜（ｎｅ２／ｎｅ１）＜１
【００５０】
以上の通り、本実施形態では、光ファイバセンサ１の中心コア１１の実効屈折率ｎｅ１及び外周コアの実効屈折率ｎｅ２を、前述した（７）式を満たすように設定しているため、中心コア１１と外周コア１２との光路長差を、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率が同じ場合の光路長差Ａよりも小さくすることができる。これにより、長尺化した場合であっても全長に亘って高い測定精度を実現することが可能である。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、屈折率を上げる作用を有する添加剤であるゲルマニウムの濃度を調整することで、外周コア１２の実効屈折率を調整する例について説明した。しかしながら、中心コア１１及び外周コア１２に添加するゲルマニウムの濃度を同じにし、例えばホウ素（Ｂ）やフッ素（Ｆ）等の屈折率を下げる作用を有する添加剤（第２添加剤）を外周コア１２ａ〜１２ｃに添加することにより、外周コア１２ａ〜１２ｃの実効屈折率を調整するようにしても良い。
【００５２】
また、中心コア１１及び外周コア１２の実効屈折率を調整する方法は、添加剤の濃度や種類を変える方法に限られるものではない。例えば、中心コア１１及び外周コア１２の径を変えることによって実効屈折率を調整しても良い。或いは、例えば外周コア１２ａ〜１２ｃの周囲に個別に低屈折率層を設けることによって実効屈折率を調整しても良い。
【００５３】
また、上述した実施形態では、中心コア１１の周囲を螺旋状に取り巻くように形成された外周コア１２が、３つの外周コア１２ａ〜１２ｃからなる例について説明した。しかしながら、外周コア１２の数は任意で良く、例えば１つのみであっても良く、４つ以上であっても良い。例えば、外周コア１２の数を６つとすると、光ファイバセンサ１の断面で見た場合に、中心コア１１と合わせて最密充填配列にすることができるため望ましい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、理解を容易にするために、光ファイバセンサ１の中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃに、光ファイバセンサ１の長手方向の全長に亘ってＦＢＧが形成されている例について説明した。しかしながら、ＦＢＧは必ずしも光ファイバセンサ１の長手方向の全長に亘って形成されている必要は無く、長手方向の一部の領域にのみ形成されていても良い。
【００５５】
また、中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃに形成されるＦＢＧは、一定周期のものであっても良く、周期が連続的に変化するもの（チャープグレーティング）であっても良い。また、光ファイバセンサ１の中心コア１１及び外周コア１２ａ〜１２ｃには、必ずしもＦＢＧが形成されている必要は無く、ＦＢＧが形成されていなくとも良い。
【符号の説明】
【００５６】
１…光ファイバセンサ、１１…中心コア、１２…外周コア、１２ａ〜１２ｃ…外周コア
【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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