(57)【要約】【課題】より簡単な構成で多点計測を実現する。【解決手段】３つの一端側ポートと３つの他端側ポートとを有する３対３光カプラと、第１の他端側ポートに一端が接続され、第２の他端側ポートに他端が接続される光導波路と、光導波路に設けられ、所定の物理量を検出する光センサと、第２の一端側ポートに接続され、第１の検出信号を出力する第１の光検出器と、第３の一端側ポートに接続され、第２の検出信号を出力する第２の光検出器と、第１の検出信号と第２の検出信号との差分に基づいて物理量を抽出する信号処理部とを備える複数の光干渉ユニットと、第１の光干渉ユニットにおける第１の一端側ポートに光源光を出射する光源ユニットとを備え、第１の光干渉ユニットと他の光干渉ユニットとは、第１の一端側ポートに光源光が入射し、第３の他端側ポートから光源光を出射するように接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの一端側ポートと３つの他端側ポートとを有する３対３光カプラと、第１の前記他端側ポートに一端が接続され、第２の前記他端側ポートに他端が接続される光導波路と、該光導波路の途中部位に設けられ、所定の物理量を検出する光センサと、第２の前記一端側ポートに接続され、第１の検出信号を出力する第１の光検出器と、第３の前記一端側ポートに接続され、第２の検出信号を出力する第２の光検出器と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との差分に基づいて前記物理量を抽出する信号処理部とを備える複数の光干渉ユニットと、
第１の前記光干渉ユニットにおける第１の前記一端側ポートに光源光を出射する光源ユニットとを備え、
第１の前記光干渉ユニットと他の前記光干渉ユニットとは、第１の前記一端側ポートに前記光源光が入射し、第３の前記他端側ポートから前記光源光を出射するように接続されることを特徴とするサニャック型光干渉装置。
【請求項２】
前記光源ユニットは、波長帯が異なる複数の光源光を出射し、
前記光導波路は、前記複数の光源光を前記波長帯に応じて分波及び合波する一対の波長分割多重カプラと、前記光源光の数に応じて設けられ、第１の前記波長分割多重カプラに一端が接続されると共に第２の前記波長分割多重カプラに他端が接続される複数の分岐導波路とを備え、
前記光センサは、前記複数の分岐導波路にぞれぞれ設けられ、
前記第１、第２の光検出器及び前記信号処理部は、前記光源光の数に応じて設けられることを特徴とする請求項１に記載のサニャック型光干渉装置。
【請求項３】
前記光センサは、各々の前記分岐導波路に検出特性の異なるものが複数設けられることを特徴とする請求項２に記載のサニャック型光干渉装置。
【請求項４】
前記光源ユニットは、所定のタイミングでバースト状の光源光を出射し、
前記光源光のタイミングに同期して前記信号処理部の出力から前記物理量を時分割的に抽出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のサニャック型光干渉装置。
【請求項５】
前記複数の光干渉ユニットの間及び前記光源ユニットと第１の前記光干渉ユニットとの間に挿入される複数の方向性結合器をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のサニャック型光干渉装置。
【請求項６】
前記光センサは、所定の測定箇所における弾性波を検出するＡＥセンサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のサニャック型光干渉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サニャック型光干渉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記非特許文献１には、論文「光ファイバリング干渉計の基礎技術」が開示されている。この光ファイバリング干渉計は、マッハツェンダ型、マイケルソン型、ファイブリペロー型等の種々の方式の光干渉計とは異なり、リング状光ファイバの中を時計回りに伝搬するＣＷ光（レーザ光）と反時計回りに伝搬するＣＣＷ光とに外力によって作用するサニャック効果を利用するサニャック型光干渉装置である。
【０００３】
すなわち、この光ファイバリング干渉計は、１対１カプラにおける一方の入力端に光源光（レーザ光）を入射させることにより、１対１カプラにおける一対の出力端の一方から光ファイバの一端にＣＷ光を入射させる一方、一対の出力端の他方から光ファイバの他端にＣＣＷ光を入射させ、また１対１カプラにおける他方の入力端に一対の出力端を介して入射したＣＷ光及びＣＣＷ光をフォトダイオード（ＰＤ）で検出することにより、光ファイバの途中部位に挿入されたセンサ用ファイバに作用する外力を検知するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＵＲＬ：http://www.fujikura.co.jp/rd/gihou/backnumber/pages/__icsFiles/afieldfile/2008/07/14/101_05.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記光ファイバリング干渉計は、センサ用ファイバ毎つまり外力を検出するセンサ毎にリング状光ファイバや光源を用意する必要があるので、拡張性に難があった。すなわち、従来の光ファイバリング干渉計は、多点における外力を検出する場合、装置構成が複雑となるので実用性に乏しかった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、より簡単な構成で多点計測が実現可能なサニャック型光干渉装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、サニャック型光干渉装置に係る第１の解決手段として、３つの一端側ポートと３つの他端側ポートとを有する３対３光カプラと、第１の前記他端側ポートに一端が接続され、第２の前記他端側ポートに他端が接続される光導波路と、該光導波路の途中部位に設けられ、所定の物理量を検出する光センサと、第２の前記一端側ポートに接続され、第１の検出信号を出力する第１の光検出器と、第３の前記一端側ポートに接続され、第２の検出信号を出力する第２の光検出器と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との差分に基づいて前記物理量を抽出する信号処理部とを備える複数の光干渉ユニットと、第１の前記光干渉ユニットにおける第１の前記一端側ポートに光源光を出射する光源ユニットとを備え、第１の前記光干渉ユニットと他の前記光干渉ユニットとは、第１の前記一端側ポートに前記光源光が入射し、第３の前記他端側ポートから前記光源光を出射するように接続される、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、サニャック型光干渉装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記光源ユニットは、波長帯が異なる複数の光源光を出射し、前記光導波路は、前記複数の光源光を前記波長帯に応じて分波及び合波する一対の波長分割多重カプラと、前記光源光の数に応じて設けられ、第１の前記波長分割多重カプラに一端が接続されると共に第２の前記波長分割多重カプラに他端が接続される複数の分岐導波路とを備え、前記光センサは、前記複数の分岐導波路にぞれぞれ設けられ、前記第１、第２の光検出器及び前記信号処理部は、前記光源光の数に応じて設けられる、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、サニャック型光干渉装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記光センサは、各々の前記分岐導波路に検出特性の異なるものが複数設けられる、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、サニャック型光干渉装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記光源ユニットは、所定のタイミングでバースト状の光源光を出射し、前記光源光のタイミングに同期して前記信号処理部の出力から前記物理量を時分割的に抽出する、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、サニャック型光干渉装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、前記複数の光干渉ユニットの間及び前記光源ユニットと第１の前記光干渉ユニットとの間に挿入される複数の方向性結合器をさらに備える、という手段を採用する。
【００１２】
本発明では、サニャック型光干渉装置に係る第６の解決手段として、上記第１〜第５のいずれかの解決手段において、前記光センサは、所定の測定箇所における弾性波を検出するＡＥセンサである、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源の数を従来よりも削減することが可能なので、従来よりも簡単な構成で多点計測が実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置の多重化を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に第１実施形態について図１を参照して説明する。この第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置は、光波長多重（光周波数多重）と弾性波周波数多重とを組み合わせることにより多点計測の計測数の増大を図るものである。
【００１６】
本第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置は、図１に示すように、光源ユニットＫ、複数の光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……及び複数の方向性結合器Ｂ１、Ｂ２、……を備えている。なお、光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……及び方向性結合器Ｂ１、Ｂ２、……の個数については、特に制限はないが、実際には光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……及び方向性結合器Ｂ１、Ｂ２、……の光伝送損失に基づいて制限される。
【００１７】
複数の光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……のうち、第１の光干渉ユニットＵ１は、光波長多重（光周波数多重）を用いることにより、３つの測定箇所（第１〜第３測定箇所）における３つの弾性波つまり第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を計測するユニットである。
【００１８】
この第１の光干渉ユニットＵ１は、図１に示するように、３対３光カプラ１ａ（第１の３対３光カプラ）、５本の光ファイバ１ｂ〜１ｆ（第１〜第５の光ファイバ）、２つ（一対）の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈ（第１、第２の波長分割多重カプラ）、２つの光分波器１ｉ、１ｊ（第１、第２の光分波器）、６つの光検出器１ｋ〜１ｒ（第１〜第６の光検出器）、３つの信号処理部１ｓ〜１ｕ（第１〜第３の信号処理部）及び３つのＡＥセンサｓ１〜ｓ３（第１〜第３のＡＥセンサ）を備えている。
【００１９】
このような第１の光干渉ユニットＵ１の構成要素のうち、第１〜第５の光ファイバ１ｂ〜１ｆ及び第１、第２の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈは、本発明における光導波路を構成している。また第３〜第５の光ファイバ１ｄ〜１ｆは、本発明における分岐導波路に相当する。
【００２０】
一方、第２の光干渉ユニットＵ２は、光波長多重（光周波数多重）と弾性波周波数多重とを組み合わせることにより、９つの測定箇所（第４〜第１２測定箇所）における９つの弾性波つまり第４〜第１２のＡＥ波Ｗ４〜Ｗ１２を計測するユニットである。
【００２１】
この第２の光干渉ユニットＵ２は、図１に示するように、３対３光カプラ２ａ（第２の３対３光カプラ）、５本の光ファイバ２ｂ〜２ｆ（第６〜第１０の光ファイバ）、２つ（一対）の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈ（第３、第４の波長分割多重カプラ）、２つの光分波器２ｉ、２ｊ（第３、第４の光分波器）、６つの光検出器２ｋ〜２ｒ（第７〜第１２の光検出器）、３つの信号処理部２ｓ〜２ｕ（第４〜第６の信号処理部）及び９つのＡＥセンサｓ４〜ｓ１２（第４〜第１２のＡＥセンサ）を備えている。
【００２２】
このような第２の光干渉ユニットＵ２の構成要素のうち、第６〜第１０の光ファイバ２ｂ〜２ｆ及び第３、第４の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈは、本発明における光導波路を構成している。また第８〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆは、本発明における分岐導波路に相当する。
【００２３】
光源ユニットＫは、複数の光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……に光源光を出射する光発振器であり、図示するように３つのＳＬＤ光源ｋ１〜ｋ３及び光合波器ｋ４を備えている。３つのＳＬＤ光源ｋ１〜ｋ３は、スーパールミネッセント・ダイオード（ＳＬＤ：Superluminescent Diode）を発光素子とする半導体光源であり、一般的なレーザ光よりも広帯域のスペクトラムを有する広周波数帯域のＳＬＤ光を発生させる。
【００２４】
このような３つのＳＬＤ光源ｋ１〜ｋ３は、波長帯が異なる３つのＳＬＤ光を発生させて光合波器ｋ４に出射する。すなわち、第１のＳＬＤ光源ｋ１は、第１波長帯のＳＬＤ光（第１のＳＬＤ光）を光合波器ｋ４の第１入射ポートに出射し、第２のＳＬＤ光源ｋ２は、第２波長帯のＳＬＤ光（第２のＳＬＤ光）を光合波器ｋ４の第２入射ポートに出射し、第３のＳＬＤ光源ｋ３は、第３波長帯のＳＬＤ光（第３のＳＬＤ光）を光合波器ｋ４の第３入射ポートに出射する。
【００２５】
光合波器ｋ４は、３つの入射ポート（第１〜第３入射ポート）と１つの出射ポートとを備え、第１〜第３入射ポートから入射する第１〜第３のＳＬＤ光を合波し、出射ポートから光源光として第１の方向性結合器Ｂ１に出射する。
【００２６】
複数の方向性結合器Ｂ１、Ｂ２、……のうち、第１の方向性結合器Ｂ１は、上記光源ユニットＫと第１の光干渉ユニットＵ１との間に設けられ、入射端が光合波器ｋ４の出射端に接続され、出射端が第１の３対３光カプラ１ａの第１の一端側ポートａ１に接続されている。この第１の方向性結合器Ｂ１は、光源ユニットＫから入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１の光干渉ユニットＵ１に向けて通過させる一方、第１の光干渉ユニットＵ１から入射する第１〜第３の検出光の通過を抑制する光学部品である。
【００２７】
第１の光干渉ユニットＵ１において、第１の３対３光カプラ１ａは、３本の光ファイバの途中部位を融着させた光学部品であり、３つの一端側ポートａ１〜ａ３と３つの他端側ポートａ４〜ａ６とを有する。３つの一端側ポートａ１〜ａ３のうち、第１の一端側ポートａ１は、上記第１の方向性結合器Ｂ１の出射端に接続され、第２の一端側ポートａ２は、第１の光分波器１ｉの入射端に接続され、第３の一端側ポートａ３は、第２の光分波器１ｊの入射端に接続されている。
【００２８】
また、３つの他端側ポートａ４〜ａ６のうち、第１の他端側ポートａ４は、第１の光ファイバ１ｂの一端に接続され、第２の他端側ポートａ５は、第２の光ファイバ１ｃの一端に接続され、第３の他端側ポートａ６は、第２の方向性結合器Ｂ２の入射端に接続されている。
【００２９】
このような第１の３対３光カプラ１ａは、第１の方向性結合器Ｂ１から入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１の光ファイバ１ｂ、第２の光ファイバ１ｃ及び第２の方向性結合器Ｂ２に出射する。また、このような第１の３対３光カプラ１ａは、第１の光ファイバ１ｂ及び第２の光ファイバ１ｃから入射する干渉光（第１〜第３の干渉光）を第１の方向性結合器Ｂ１及び第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊに出射する。
【００３０】
ここで、第１の３対３光カプラ１ａから第１の光ファイバ１ｂ、第２の光ファイバ１ｃ及び第２の方向性結合器Ｂ２に各々出射される光源光は、波長は何れも同一であるが、位相が互いに１２０°異なる。すなわち、第１の光ファイバ１ｂに入射する光源光の位相を０°（基準位相）とした場合、第２の光ファイバ１ｃに入射する光源光の位相は＋１２０°、第２の方向性結合器Ｂ２に入射する光源光の位相は−１２０°の関係となる。
【００３１】
また、第１の３対３光カプラ１ａから第１の方向性結合器Ｂ１及び第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊに出射される干渉光は、波長は何れも同一であるが、位相が互いに１２０°異なる。すなわち、第１の方向性結合器Ｂ１に出射される干渉光の位相を０°（基準位相）とした場合、第１の光分波器１ｉに出射される干渉光の位相は＋１２０°、第２の光分波器１ｊに出射される干渉光の位相は−１２０°の関係となる。
【００３２】
第１〜第５の光ファイバ１ｂ〜１ｆのうち、第１の光ファイバ１ｂは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第１の３対３光カプラ１ａにおける第１の他端側ポートａ４に接続され、他端が第１の波長分割多重カプラ１ｇの一端側ポートに接続されている。
【００３３】
第２の光ファイバ１ｃは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第１の３対３光カプラ１ａにおける第２の他端側ポートａ５に接続され、他端が第２の波長分割多重カプラ１ｈの一端側ポートに接続されている。なお、図示していないが、第１の光ファイバ１ｂあるいは第２の光ファイバ１ｃには、遅延用光ファイバとデポラライザとが付加的に設けられている。
【００３４】
第３の光ファイバ１ｄは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第１の波長分割多重カプラ１ｇにおける第１の他端側ポートｂ１に接続され、他端が第２の波長分割多重カプラ１ｈにおける第１の他端側ポートｃ１に接続されている。
【００３５】
第４の光ファイバ１ｅは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第１の波長分割多重カプラ１ｇにおける第２の他端側ポートｂ２に接続され、他端が第２の波長分割多重カプラ１ｈにおける第２の他端側ポートｃ２に接続されている。
【００３６】
第５の光ファイバ１ｆは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第１の波長分割多重カプラ１ｇにおける第３の他端側ポートｂ３に接続され、他端が第２の波長分割多重カプラ１ｈにおける第３の他端側ポートｃ３に接続されている。
【００３７】
第１〜第３のＡＥセンサｓ１〜ｓ３は、弾性波を所定の物理量としてを検出する光センサ、つまり光ファイバが所定径の心材に巻回された光ファイバコイルである。これら第１〜第３のＡＥセンサｓ１〜ｓ３は、上記心材を金属構造物等の各測定箇所（計測点）に密着させることにより、当該各測定箇所が放出する弾性波（ＡＥ（Acoustic Emission）波）を検出する。
【００３８】
このような第１〜第３のＡＥセンサｓ１〜ｓ３のうち、第１のＡＥセンサｓ１は、第３の光ファイバ１ｄの途中部位に挿入されており、第２のＡＥセンサｓ２は、第４の光ファイバ１ｅの途中部位に挿入されており、第３のＡＥセンサｓ３は、第５の光ファイバ１ｆの途中部位に挿入されている。
【００３９】
すなわち、第１のＡＥセンサｓ１は、第３の光ファイバ１ｄから入射される上記光源光を第１測定箇所のＡＥ波（第１のＡＥ波Ｗ１）で光位相変調し、当該第１のＡＥ波Ｗ１を示す第１の検出光を第３の光ファイバ１ｄに出射する。第２のＡＥセンサｓ２は、第４の光ファイバ１ｅから入射される光源光を第２測定箇所のＡＥ波（第２のＡＥ波Ｗ２）で光位相変調し、当該第２のＡＥ波Ｗ２を示す第２の検出光を第４の光ファイバ１ｅに出射する。また、第３のＡＥセンサｓ３は、第５の光ファイバ１ｆから入射される光源光を第３測定箇所のＡＥ波（第３のＡＥ波Ｗ３）で光位相変調し、当該第３のＡＥ波Ｗ３を示す第３の検出光を第５の光ファイバ１ｆに出射する。
【００４０】
第１、第２の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈのうち、第１の波長分割多重カプラ１ｇは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｂ１〜ｂ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１〜第３の他端側ポートｂ１〜ｂ３に分波して出射すると共に、第１〜第３の他端側ポートｂ１〜ｂ３からそれぞれ入射する第１〜第３の検出光を一端側ポートに合波して出射する。
【００４１】
すなわち、第１の波長分割多重カプラ１ｇは、第１の光ファイバ１ｂから入射する第１〜第３のＳＬＤ光のうち、第１のＳＬＤ光を第３の光ファイバ１ｄに出射し、第２のＳＬＤ光を第４の光ファイバ１ｅに出射し、第３のＳＬＤ光を第５の光ファイバ１ｆに出射する。また、この第１の波長分割多重カプラ１ｇは、第３〜第５の光ファイバ１ｄ〜１ｆからそれぞれ入射する第１〜第３の検出光を第１の光ファイバ１ｂに出射する。
【００４２】
第２の波長分割多重カプラ１ｈは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｃ１〜ｃ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１〜第３の他端側ポートｃ１〜ｃ３に分波して出射すると共に、第１〜第３の他端側ポートｃ１〜ｃ３からそれぞれ入射する第１〜第３の検出光を一端側ポートに合波して出射する。
【００４３】
すなわち、第２の波長分割多重カプラ１ｈは、第２の光ファイバ１ｃから入射する第１〜第３のＳＬＤ光のうち、第１のＳＬＤ光を第３の光ファイバ１ｄに出射し、第２のＳＬＤ光を第４の光ファイバ１ｅに出射し、第３のＳＬＤ光を第５の光ファイバ１ｆに出射する。また、この第１の波長分割多重カプラ１ｇは、第３〜第５の光ファイバ１ｄ〜１ｆからそれぞれ入射する第１〜第３の検出光を第２の光ファイバ１ｃに出射する。
【００４４】
第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊのうち、第１の光分波器１ｉは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｄ１〜ｄ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する第１〜第３の検出光を第１〜第３の他端側ポートｄ１〜ｄ３に分波して出射する。第２の光分波器１ｊは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｅ１〜ｅ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する第１〜第３の検出光を第１〜第３の他端側ポートｅ１〜ｅ３に分波して出射する。
【００４５】
第１〜第６の光検出器１ｋ〜１ｒのうち、第１の光検出器１ｋは、入射端が第１の光分波器１ｉの第１の他端側ポートｄ１に接続され、出力端が第１の信号処理部１ｓの一方の入力端に接続されている。この第１の光検出器１ｋは、第１の光分波器１ｉから入射する干渉光（第１〜第３の干渉光）を第１の電気信号（第１の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第１の検出信号は、上述した第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を成分とする音響信号である。
【００４６】
第２の光検出器１ｍは、入射端が第２の光分波器１ｊの第１の他端側ポートｅ１に接続され、出力端が第１の信号処理部１ｓの他方の入力端に接続されている。この第２の光検出器１ｍは、第２の光分波器１ｊから入射する干渉光（第１〜第３の干渉光）を第２の電気信号（第２の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第２の検出信号は、上述した第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を成分とする音響信号である。
【００４７】
第３の光検出器１ｎは、入射端が第１の光分波器１ｉの第２の他端側ポートｄ２に接続され、出力端が第２の信号処理部１ｔの一方の入力端に接続されている。この第３の光検出器１ｎは、第１の光分波器１ｉから入射する第１〜第３の検出光を第３の電気信号（第３の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第３の検出信号は、上述した第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を成分とする音響信号である。
【００４８】
第４の光検出器１ｐは、入射端が第２の光分波器１ｊの第２の他端側ポートｅ２に接続され、出力端が第２の信号処理部１ｔの他方の入力端に接続されている。この第４の光検出器１ｐは、第２の光分波器１ｊから入射する第１〜第３の検出光を第４の電気信号（第４の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第４の検出信号は、上述した第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を成分とする音響信号である。
【００４９】
第５の光検出器１ｑは、入射端が第１の光分波器１ｉの第３の他端側ポートｄ３に接続され、出力端が第３の信号処理部１ｕの一方の入力端に接続されている。この第５の光検出器１ｑは、第１の光分波器１ｉから入射する第１〜第３の検出光を第５の電気信号（第５の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第５の検出信号は、上述した第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を成分とする音響信号である。
【００５０】
第６の光検出器１ｒは、入射端が第２の光分波器１ｊの第３の他端側ポートｅ３に接続され、出力端が第３の信号処理部１ｕの他方の入力端に接続されている。この第６の光検出器１ｒは、第２の光分波器１ｊから入射する第１〜第３の検出光を第６の電気信号（第６の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第６の検出信号は、上述した第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を成分とする音響信号である。
【００５１】
第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕのうち、第１の信号処理部１ｓは、一方の入力端が第１の光検出器１ｋの出力端に接続され、他方の入力端が第２の光検出器１ｍの出力端に接続されている。この第１の信号処理部１ｓは、第１の光検出器１ｋから入力される第１の検出信号と第２の光検出器１ｍから入力される第２の検出信号との差分を演算すると共に、当該差分に含まれる第１のＡＥ波Ｗ１を抽出する。
【００５２】
第２の信号処理部１ｔは、一方の入力端が第３の光検出器１ｎの出力端に接続され、他方の入力端が第４の光検出器１ｐの出力端に接続されている。この第２の信号処理部１ｔは、第３の光検出器１ｎから入力される第３の検出信号と第４の光検出器１ｐから入力される第４の検出信号との差分を演算すると共に、当該差分に含まれる第２のＡＥ波Ｗ２を抽出する。
【００５３】
第３の信号処理部１ｕは、一方の入力端が第５の光検出器１ｑの出力端に接続され、他方の入力端が第６の光検出器１ｒの出力端に接続されている。この第３の信号処理部１ｕは、第５の光検出器１ｑから入力される第５の検出信号と第６の光検出器１ｒから入力される第６の検出信号との差分を演算すると共に、当該差分に含まれる第３のＡＥ波Ｗ３を抽出する。
【００５４】
ここで、上記第１、第２の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈは、光源ユニットＫが出射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）の数に対応するものであり、３つの光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を各々個別に分波して第１〜第３の他端側ポートｂ１〜ｂ３、ｃ１〜ｃ３に出射すると共に、３つの検出光（第１〜第３の検出光）を１つに合波して一端側ポートに出射する。また、上記第３〜第５の光ファイバ１ｄ〜１ｆは、このような第１、第２の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈと同様に、光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）の数に対応して３つ設けられている。また、第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕも同様に光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）の数に対応して３つ設けられている。
【００５５】
また、第２の方向性結合器Ｂ２は、第１の光干渉ユニットＵ１と第２の光干渉ユニットＵ２との間に設けられ、入射端が第１の３対３光カプラ１ａにおける第３の他端側ポートａ６に接続され、出力端が第２の３対３光カプラ２ａの第１の一端側ポートｆ１に接続されている。この第２の方向性結合器Ｂ２は、第１の光干渉ユニットＵ１から入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第２の光干渉ユニットＵ２に向けて通過させる一方、第２の光干渉ユニットＵ２から入射する第４〜第１２の検出光の通過を抑制する光学部品である。
【００５６】
第２の光干渉ユニットＵ２において、第２の３対３光カプラ２ａは、３本の光ファイバの途中部位を融着させた光学部品であり、３つの一端側ポートｆ１〜ｆ３と３つの他端側ポートｆ４〜ｆ６とを有する。３つの一端側ポートｆ１〜ｆ３のうち、第１の一端側ポートｆ１は、上記第２の方向性結合器Ｂ２の出力端に接続され、第２の一端側ポートｆ２は、第３の光分波器２ｉの入射端に接続され、第３の一端側ポートｆ３は、第４の光分波器２ｊの入射端に接続されている。
【００５７】
また、３つの他端側ポートｆ４〜ｆ６のうち、第１の他端側ポートｆ４は、第６の光ファイバ２ｂの一端に接続され、第２の他端側ポートｆ５は、第７の光ファイバ２ｃの一端に接続され、第３の他端側ポートｆ６は、第３の方向性結合器（図示略）の入射端に接続されている。
【００５８】
このような第２の３対３光カプラ２ａは、第２の方向性結合器Ｂ２から入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第６の光ファイバ２ｂ、第７の光ファイバ２ｃ及び第３の方向性結合器（図示略）に出射する。また、このような第２の３対３光カプラ２ａは、第６の光ファイバ２ｂ及び第７の光ファイバ２ｃから入射する干渉光（第４〜第１２の干渉光）を第２の方向性結合器Ｂ２及び第３、第４の光分波器２ｉ、２ｊに出射する。
【００５９】
ここで、第２の３対３光カプラ２ａから第６の光ファイバ２ｂ、第７の光ファイバ２ｃ及び第３の方向性結合器に各々出射される光源光は、波長は何れも同一であるが、位相が互いに１２０°異なる。すなわち、第６の光ファイバ２ｂに入射する光源光の位相を０°（基準位相）とした場合、第７の光ファイバ２ｃに入射する光源光の位相は＋１２０°、第３の方向性結合器に入射する光源光の位相は、−１２０°の関係となる。
【００６０】
また、第２の３対３光カプラ２ａから第２の方向性結合器Ｂ２及び第３、第４の光分波器２ｉ、２ｊに出射される干渉光は、波長は何れも同一であるが、位相が互いに１２０°異なる。すなわち、第２の方向性結合器Ｂ２に出射される干渉光の位相を０°（基準位相）とした場合、第３の光分波器２ｉに出射される干渉光の位相は＋１２０°、第４の光分波器２ｊに出射される干渉光の位相は−１２０°の関係となる。
【００６１】
第６〜第１０の光ファイバ２ｂ〜２ｆのうち、第６の光ファイバ２ｂは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第２の３対３光カプラ２ａにおける第１の他端側ポートｆ４に接続され、他端が第３の波長分割多重カプラ２ｇの一端側ポートに接続されている。
【００６２】
第７の光ファイバ２ｃは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第２の３対３光カプラ２ａにおける第２の他端側ポートｆ５に接続され、他端が第４の波長分割多重カプラ２ｈの一端側ポートに接続されている。なお、図示していないが、第６の光ファイバ２ｂあるいは第７の光ファイバ２ｃには、遅延用光ファイバとデポラライザとが付加的に設けられている。
【００６３】
第８の光ファイバ２ｄは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第３の波長分割多重カプラ２ｇにおける第１の他端側ポートｇ１に接続され、他端が第４の波長分割多重カプラ２ｈにおける第１の他端側ポートｈ１に接続されている。
【００６４】
第９の光ファイバ２ｅは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第３の波長分割多重カプラ２ｇにおける第２の他端側ポートｇ２に接続され、他端が第４の波長分割多重カプラ２ｈにおける第２の他端側ポートｈ２に接続されている。
【００６５】
第１０の光ファイバ２ｆは、所定長さ（光路長）を有する光導波路であり、一端が第３の波長分割多重カプラ２ｇにおける第３の他端側ポートｇ３に接続され、他端が第４の波長分割多重カプラ２ｈにおける第３の他端側ポートｈ３に接続されている。
【００６６】
第４〜第１２のＡＥセンサｓ４〜ｓ１２は、弾性波（ＡＥ波）を所定の物理量としてを検出する光センサ、つまり第１〜第３のＡＥセンサｓ１〜ｓ３と同様な光ファイバコイルである。これら第４〜第１２のＡＥセンサｓ４〜ｓ１２は、各測定箇所（計測点）が放出する弾性波（ＡＥ波）を検出する。
【００６７】
このような第４〜第１２のＡＥセンサｓ４〜ｓ１２のうち、第４のＡＥセンサｓ４は、第８の光ファイバ２ｄの途中部位に挿入されている。この第４のＡＥセンサｓ４は、第８の光ファイバ２ｄから入射される上記光源光を第４測定箇所のＡＥ波（第４のＡＥ波Ｗ４）で光位相変調し、当該第４のＡＥ波Ｗ４を示す第４の検出光を第８の光ファイバ２ｄに出射する。
【００６８】
第５のＡＥセンサｓ５は、第８の光ファイバ２ｄの途中部位に挿入されている。第５のＡＥセンサｓ５は、第８の光ファイバ２ｄから入射される光源光を第５測定箇所のＡＥ波（第５のＡＥ波Ｗ５）で光位相変調し、当該第５のＡＥ波Ｗ５を示す第５の検出光を第８の光ファイバ２ｄに出射する。
【００６９】
第６のＡＥセンサｓ６は、第８の光ファイバ２ｄの途中部位に挿入されている。この第６のＡＥセンサｓ６は、第８の光ファイバ２ｄから入射される光源光を第６測定箇所のＡＥ波（第６のＡＥ波Ｗ６）で光位相変調し、当該第６のＡＥ波Ｗ６を示す第６の検出光を第８の光ファイバ２ｄに出射する。
【００７０】
ここで、上記第４〜第６のＡＥセンサｓ４〜ｓ６は、何れも第８の光ファイバ２ｄに設けられているが、検出対象である第４〜第６のＡＥ波Ｗ４〜Ｗ６の周波数が異なっているので、共振周波数（検出特性）が第４〜第６のＡＥ波Ｗ４〜Ｗ６の周波数に応じて異なっている。
【００７１】
第７のＡＥセンサｓ７は、第９の光ファイバ２ｅの途中部位に挿入されている。第７のＡＥセンサｓ７は、第９の光ファイバ２ｅから入射される上記光源光を第７測定箇所のＡＥ波（第７のＡＥ波Ｗ７）で光位相変調し、当該第７のＡＥ波Ｗ７を示す第７の検出光を第９の光ファイバ２ｅに出射する。
【００７２】
第８のＡＥセンサｓ８は、第９の光ファイバ２ｅの途中部位に挿入されている。第８のＡＥセンサｓ８は、第９の光ファイバ２ｅから入射される上記光源光を第８測定箇所のＡＥ波（第８のＡＥ波Ｗ８）で光位相変調し、当該第８のＡＥ波Ｗ８を示す第８の検出光を第９の光ファイバ２ｅに出射する。
【００７３】
第９のＡＥセンサｓ９は、第９の光ファイバ２ｅの途中部位に挿入されている。第９のＡＥセンサｓ９は、第９の光ファイバ２ｅから入射される上記光源光を第９測定箇所のＡＥ波（第９のＡＥ波Ｗ９）で光位相変調し、当該第９のＡＥ波Ｗ９を示す第９の検出光を第９の光ファイバ２ｅに出射する。
【００７４】
ここで、上記第７〜第９のＡＥセンサｓ７〜ｓ９は、何れも第９の光ファイバ２ｅに設けられているが、検出対象である第７〜第９のＡＥ波Ｗ７〜Ｗ９の周波数が異なっているので、共振周波数（検出特性）が第７〜第９のＡＥ波Ｗ７〜Ｗ９の周波数に応じて異なっている。
【００７５】
第１０のＡＥセンサｓ１０は、第１０の光ファイバ２ｆの途中部位に挿入されている。第１０のＡＥセンサｓ１０は、第１０の光ファイバ２ｆから入射される上記光源光を第１０測定箇所のＡＥ波（第１０のＡＥ波Ｗ１０）で光位相変調し、当該第１０のＡＥ波Ｗ１０を示す第１０の検出光を第１０の光ファイバ２ｆに出射する。
【００７６】
第１１のＡＥセンサｓ１１は、第１０の光ファイバ２ｆの途中部位に挿入されている。第１１のＡＥセンサｓ１１は、第１０の光ファイバ２ｆから入射される上記光源光を第１１測定箇所のＡＥ波（第１１のＡＥ波Ｗ１１）で光位相変調し、当該第１１のＡＥ波Ｗ１１を示す第１１の検出光を第１０の光ファイバ２ｆに出射する。
【００７７】
第１２のＡＥセンサｓ１２は、第１０の光ファイバ２ｆの途中部位に挿入されている。第１２のＡＥセンサｓ１２は、第１０の光ファイバ２ｆから入射される上記光源光を第１２測定箇所のＡＥ波（第１２のＡＥ波Ｗ１２）で光位相変調し、当該第１２のＡＥ波Ｗ１２を示す第１２の検出光を第１０の光ファイバ２ｆに出射する。
【００７８】
ここで、上記第１０〜第１２のＡＥセンサｓ１０〜ｓ１２は、何れも第１０の光ファイバ２ｆに設けられているが、検出対象である第１０〜第１２のＡＥ波Ｗ１０〜Ｗ１２の周波数が異なっているので、共振周波数（検出特性）が第１０〜第１２のＡＥ波Ｗ１０〜Ｗ１２の周波数に応じて異なっている。
【００７９】
第３、第４の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈのうち、第３の波長分割多重カプラ２ｇは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｇ１〜ｇ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１〜第３の他端側ポートｇ１〜ｇ３に分波して出射すると共に、第１〜第３の他端側ポートｇ１〜ｇ３からそれぞれ入射する第４〜第１２の検出光を一端側ポートに合波して出射する。
【００８０】
すなわち、第３の波長分割多重カプラ２ｇは、第６の光ファイバ２ｂから入射する第１〜第３のＳＬＤ光のうち、第１のＳＬＤ光を第８の光ファイバ２ｄに出射し、第２のＳＬＤ光を第９の光ファイバ２ｅに出射し、第３のＳＬＤ光を第１０の光ファイバ２ｆに出射する。また、この第３の波長分割多重カプラ２ｇは、第８〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆからそれぞれ入射する第４〜第１２の検出光を第６の光ファイバ２ｂに出射する。
【００８１】
第４の波長分割多重カプラ２ｈは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｈ１〜ｈ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１〜第３の他端側ポートｈ１〜ｈ３に分波して出射すると共に、第１〜第３の他端側ポートｈ１〜ｈ３からそれぞれ入射する第４〜第１２の検出光を一端側ポートに合波して出射する。
【００８２】
すなわち、第４の波長分割多重カプラ２ｈは、第７の光ファイバ２ｃから入射する第１〜第３のＳＬＤ光のうち、第１のＳＬＤ光を第８の光ファイバ２ｄに出射し、第２のＳＬＤ光を第９の光ファイバ２ｅに出射し、第３のＳＬＤ光を第１０の光ファイバ２ｆに出射する。また、この第４の波長分割多重カプラ２ｈは、第８〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆからそれぞれ入射する第４〜第１２の検出光を第７の光ファイバ２ｃに出射する。
【００８３】
第３、第４の光分波器２ｉ、２ｊのうち、第３の光分波器２ｉは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｉ１〜ｉ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する第４〜第１２の検出光を第１〜第３の他端側ポートｉ１〜ｉ３に分波して出射する。第４の光分波器２ｊは、１つの一端側ポートと３つの他端側ポートｊ１〜ｊ３（第１〜第３の他端側ポート）とを備え、一端側ポートから入射する第４〜第１２の検出光を第１〜第３の他端側ポートｊ１〜ｊ３に分波して出射する。
【００８４】
第７〜第１２の光検出器２ｋ〜２ｒのうち、第７の光検出器２ｋは、入射端が第３の光分波器２ｉの第１の他端側ポートｉ１に接続され、出力端が第４の信号処理部２ｓの一方の入力端に接続されている。この第７の光検出器２ｋは、第３の光分波器２ｉから入射する第４〜第１２の検出光を第７の電気信号（第７の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第７の検出信号は、上述した第７のＡＥ波Ｗ７を成分とする音響信号である。
【００８５】
第８の光検出器２ｍは、入射端が第４の光分波器２ｊの第１の他端側ポートｊ１に接続され、出力端が第４の信号処理部２ｓの他方の入力端に接続されている。この第８の光検出器２ｍは、第４の光分波器２ｊから入射する第４〜第１２の検出光を第８の電気信号（第８の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第８の検出信号は、上述した第８のＡＥ波Ｗ８を成分とする音響信号である。
【００８６】
第９の光検出器２ｎは、入射端が第３の光分波器２ｉの第２の他端側ポートｉ２に接続され、出力端が第５の信号処理部２ｔの一方の入力端に接続されている。この第９の光検出器２ｎは、第３の光分波器２ｉから入射する第４〜第１２の検出光を第９の電気信号（第９の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第９の検出信号は、上述した第９のＡＥ波Ｗ９を成分とする音響信号である。
【００８７】
第１０の光検出器２ｐは、入射端が第４の光分波器２ｊの第２の他端側ポートｊ２に接続され、出力端が第５の信号処理部２ｔの他方の入力端に接続されている。この第１０の光検出器２ｐは、第４の光分波器２ｊから入射する第４〜第１２の検出光を第１０の電気信号（第１０の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第１０の検出信号は、上述した第１０のＡＥ波Ｗ１０を成分とする音響信号である。
【００８８】
第１１の光検出器２ｑは、入射端が第３の光分波器２ｉの第３の他端側ポートｉ３に接続され、出力端が第６の信号処理部２ｕの一方の入力端に接続されている。この第１１の光検出器２ｑは、第３の光分波器２ｉから入射する第４〜第１２の検出光を第１１の電気信号（第１１の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第１１の検出信号は、上述した第１１のＡＥ波Ｗ１１を成分とする音響信号である。
【００８９】
第１２の光検出器２ｒは、入射端が第４の光分波器２ｊの第３の他端側ポートｊ３に接続され、出力端が第６の信号処理部２ｕの他方の入力端に接続されている。この第１２の光検出器２ｒは、第４の光分波器２ｊから入射する第４〜第１２の検出光を第１２の電気信号（第１２の検出信号）に変換する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。上記第１２の検出信号は、上述した第１２のＡＥ波Ｗ１２を成分とする音響信号である。
【００９０】
第４〜第６の信号処理部２ｓ〜２ｕのうち、第４の信号処理部２ｓは、一方の入力端が第７の光検出器２ｋの出力端に接続され、他方の入力端が第８の光検出器２ｍの出力端に接続されている。この第４の信号処理部２ｓは、第７の光検出器２ｋから入力される第７の検出信号と第８の光検出器２ｍから入力される第８の検出信号との差分を演算すると共に、当該差分に含まれる第４〜第６のＡＥ波Ｗ４〜Ｗ６を抽出する。
【００９１】
第５の信号処理部２ｔは、一方の入力端が第９の光検出器２ｎの出力端に接続され、他方の入力端が第１０の光検出器２ｐの出力端に接続されている。この第５の信号処理部２ｔは、第９の光検出器２ｎから入力される第９の検出信号と第１０の光検出器２ｐから入力される第１０の検出信号との差分を演算すると共に、当該差分に含まれる第７〜第９のＡＥ波Ｗ７〜Ｗ９を抽出する。
【００９２】
第６の信号処理部２ｕは、一方の入力端が第１１の光検出器２ｑの出力端に接続され、他方の入力端が第１２の光検出器２ｒの出力端に接続されている。この第６の信号処理部２ｕは、第１１の光検出器２ｑから入力される第１１の検出信号と第１２の光検出器２ｒから入力される第１２の検出信号との差分を演算すると共に、当該差分に含まれる第１０〜第１２のＡＥ波Ｗ１０〜Ｗ１２を抽出する。
【００９３】
ここで、上記第３、第４の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈは、光源ユニットＫが出射する光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）の数に対応するものであり、３つの光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を各々個別に分波して第１〜第３の他端側ポートｇ１〜ｇ３、ｈ１〜ｈ３に出射すると共に、３つの検出光（第１〜第３の検出光）を１つに合波して一端側ポートに出射する。また、上記第６〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆは、このような第３、第４の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈと同様に、光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）の数に対応して３つ設けられている。また、第４〜第６の信号処理部２ｓ〜２ｕも同様に光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）の数に対応して３つ設けられている。
【００９４】
このようなサニャック型光ファイバＡＥ装置は、サニャック型光干渉装置に第１〜第１２のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ１２の検出機能（つまり第１〜第１２のＡＥセンサｓ１〜ｓ１２）を付加したものであり、例えば各種の金属構造物の応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生予測をするために用いられる。
【００９５】
次に、本実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置の動作について、詳しく説明する。
【００９６】
このサニャック型光ファイバＡＥ装置では、光源ユニットＫが光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を第１の方向性結合器Ｂ１に出射すると、この光源光は、第１の方向性結合器Ｂ１を介して第１の光干渉ユニットＵ１における第１の３対３光カプラ１ａの第１の一端側ポートａ１に入射する。
【００９７】
そして、この光源光は、第１の３対３光カプラ１ａにおいて３分岐される。そして、そのうち１つは、３対３光カプラ１ａの第１の他端側ポートａ４を介して第１の光ファイバ１ｂの一端に入射する。また、他の１つは、第２の他端側ポートａ５を介して第２の光ファイバ１ｃの一端に入射する。さらに、残りの１つは、第３の他端側ポートａ６を介して第２の方向性結合器Ｂ２の入射端に入射する。
【００９８】
第１の光ファイバ１ｂの一端に入射した光源光は、図示するようにＣＣＷ光（反時計回り光）として第１の光ファイバ１ｂを経由して第１の波長分割多重カプラ１ｇに入射して、第１〜第３のＳＬＤ光に分波する。そして、このような光源光のうち、第１のＳＬＤ光は第３の光ファイバ１ｄに入射し、第２のＳＬＤ光は第４の光ファイバ１ｅに入射し、また第３のＳＬＤ光は第５の光ファイバ１ｆに入射する。
【００９９】
一方、第２の光ファイバ１ｃの一端に入射した光源光は、ＣＷ光（時計回り光）として第２の光ファイバ１ｃを経由して第２の波長分割多重カプラ１ｈに入射して、第１〜第３のＳＬＤ光に分波する。そして、このような光源光のうち、第１のＳＬＤ光は第３の光ファイバ１ｄに入射し、第２のＳＬＤ光は第４の光ファイバ１ｅに入射し、また第３のＳＬＤ光は第５の光ファイバ１ｆに入射する。
【０１００】
すなわち、第１の光干渉ユニットＵ１では、第１の３対３光カプラ１ａ、第１〜第５の光ファイバ１ｂ〜１ｆ及び第１、第２の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈによって構成されるループ状の光伝搬路（第１の環状伝搬路）に伝搬方向が逆方向となるＣＷ光とＣＣＷ光とが伝搬する。この結果、ＣＷ光及びＣＣＷ光は、第１の環状伝搬路において相互干渉して干渉光を発生させる。
【０１０１】
そして、この干渉光は、第１の他端側ポートａ４及び第２の他端側ポートａ５を介して第１の３対３光カプラ１ａに入射する。そして、この干渉光は、第１の３対３光カプラ１ａの第２の一端側ポートａ２を介して第１の光分波器１ｉの一端側ポートに入射して３分岐されると共に、第３の一端側ポートａ３を介して第２の光分波器１ｊの一端側ポートに入射して３分岐される。
【０１０２】
ここで、上述したＣＷ光及びＣＣＷ光は、第３〜第５の光ファイバ１ｄ〜１ｆの途中部位に各々設けられた第１〜第３のＡＥセンサｓ１〜ｓ３において光位相変調される。すなわち、ＣＷ光及びＣＣＷ光のうち、第１のＳＬＤ光は、第１のＡＥセンサｓ１に作用する第１のＡＥ波Ｗ１で光位相変調され、また第２のＳＬＤ光は、第２のＡＥセンサｓ２に作用する第２のＡＥ波Ｗ２で光位相変調され、さらに第３のＳＬＤ光は、第３のＡＥセンサｓ３に作用する第３のＡＥ波Ｗ３で光位相変調される。
【０１０３】
したがって、第１の光干渉ユニットＵ１における干渉光は、第１のＳＬＤ光のＣＷ光及びＣＣＷ光に基づく第１の干渉光、第２のＳＬＤ光のＣＷ光及びＣＣＷ光に基づく第２の干渉光及び第３のＳＬＤ光のＣＷ光及びＣＣＷ光に基づく第３の干渉光を含むものとなる。
【０１０４】
そして、第１の光分波器１ｉに入射した干渉光（第１〜第３の干渉光）は、第１の他端側ポートｄ１から第１の光検出器１ｋに入射して第１の検出信号に変換され、また第２の他端側ポートｄ２から第３の光検出器１ｎに入射して第３の検出信号に変換され、さらに第３の他端側ポートｄ３から第５の光検出器１ｑに入射して第５の検出信号に変換される。
【０１０５】
一方、第２の光分波器１ｊに入射した干渉光（第１〜第３の干渉光）は、第１の他端側ポートｅ１から第２の光検出器１ｍに入射して第２の検出信号に変換され、また第２の他端側ポートｅ２から第４の光検出器１ｐに入射して第４の検出信号に変換され、さらに第３の他端側ポートｅ３から第６の光検出器１ｒに入射して第６の検出信号に変換される。
【０１０６】
ここで、第１の３対３光カプラ１ａの第２の一端側ポートａ２から出射された干渉光に基づいて生成された第１の検出信号、第３の検出信号及び第５の検出信号は、第１の３対３光カプラ１ａの第３の一端側ポートａ３から出射された干渉光に基づいて生成された第２の検出信号、第４の検出信号及び第６の検出信号とは位相が１２０°異なった強度変調信号（振幅変調信号）である。
【０１０７】
このような第１の検出信号及び第２の検出信号は、第１の信号処理部１ｓにおいて差分が演算されることによりノイズ成分が除去あるいは抑制された後に、フィルタ処理（周波数帯域制限処理）されることにより第１のＡＥ波Ｗ１が抽出される。また、第３の検出信号及び第４の検出信号は、第２の信号処理部１ｔにおいて差分が演算されることによりノイズ成分が除去あるいは抑制された後に、フィルタ処理（周波数帯域制限処理）されることにより第２のＡＥ波Ｗ２が抽出される。さらに、第５の検出信号及び第６の検出信号は、第３の信号処理部１ｕにおいて差分が演算されることによりノイズ成分が除去あるいは抑制された後に、フィルタ処理（周波数帯域制限処理）されることにより第３のＡＥ波Ｗ３が抽出される。  
【０１０８】
また、光源ユニットＫの光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）は、第１の光干渉ユニットＵ１の第１の３対３光カプラ１ａを介して第２の光干渉ユニットＵ２にも入射する。すなわち、光源光は、第１の３対３光カプラ１ａの第３の他端側ポートａ６→第２の方向性結合器Ｂ２を経由して第２の３対３光カプラ２ａの第１の一端側ポートｆ１に入射する。
【０１０９】
第２の光干渉ユニットＵ２では、第２の３対３光カプラ２ａ、第６〜第１０の光ファイバ２ｂ〜２ｆ及び第３、第４の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈによって構成されるループ状の光伝搬路（第２の環状伝搬路）に伝搬方向が逆方向となるＣＷ光とＣＣＷ光とが伝搬する。この結果、ＣＷ光及びＣＣＷ光は、第２の環状伝搬路において相互干渉して干渉光を発生させる。
【０１１０】
そして、この干渉光は、第１の他端側ポートｆ４及び第２の他端側ポートｆ５を介して第２の３対３光カプラ２ａに入射する。そして、この干渉光は、第２の３対３光カプラ２ａの第２の一端側ポートｆ２を介して第３の光分波器２ｉの一端側ポートに入射して３分岐されると共に、第３の一端側ポートｆ３を介して第４の光分波器２ｊの一端側ポートに入射して３分岐される。
【０１１１】
そして、上記ＣＷ光及びＣＣＷ光は、第８〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆの途中部位に各々設けられた第４〜第１２のＡＥセンサｓ４〜ｓ１２において光位相変調される。すなわち、ＣＷ光及びＣＣＷ光のうち、第１のＳＬＤ光は、第４のＡＥセンサｓ４に作用する第４のＡＥ波Ｗ４で光位相変調され、また第５のＡＥセンサｓ５に作用する第５のＡＥ波Ｗ５で光位相変調され、さらに第６のＡＥセンサｓ６に作用する第６のＡＥ波Ｗ６で光位相変調される。
【０１１２】
一方、第２のＳＬＤ光は、第７のＡＥセンサｓ７に作用する第７のＡＥ波Ｗ７で光位相変調され、また第８のＡＥセンサｓ８に作用する第８のＡＥ波Ｗ８で光位相変調され、さらに第９のＡＥセンサｓ９に作用する第９のＡＥ波Ｗ９で光位相変調される。さらに、第３のＳＬＤ光は、第１０のＡＥセンサｓ１０に作用する第１０のＡＥ波Ｗ１０で光位相変調され、また第１１のＡＥセンサｓ１１に作用する第１１のＡＥ波Ｗ１１で光位相変調され、さらに第１２のＡＥセンサｓ１２に作用する第１２のＡＥ波Ｗ１２で光位相変調される。
【０１１３】
したがって、第２の光干渉ユニットＵ２における干渉光は、第１のＳＬＤ光のＣＷ光及びＣＣＷ光に基づく第４〜第６の干渉光、第２のＳＬＤ光のＣＷ光及びＣＣＷ光に基づく７〜第９の干渉光及び第３のＳＬＤ光のＣＷ光及びＣＣＷ光に基づく第１０〜第１２の干渉光を含むものとなる。
【０１１４】
そして、第３の光分波器２ｉに入射した干渉光（第４〜第１２の干渉光）は、第１の他端側ポートｉ１から第７の光検出器２ｋに入射して第７の検出信号に変換され、また第２の他端側ポートｉ２から第９の光検出器２ｎに入射して第９の検出信号に変換され、さらに第３の他端側ポートｉ３から第１１の光検出器２ｑに入射して第１１の検出信号に変換される。
【０１１５】
一方、第４の光分波器２ｊに入射した干渉光（第４〜第１２の干渉光）は、第１の他端側ポートｊ１から第８の光検出器２ｍに入射して第８の検出信号に変換され、また第２の他端側ポートｊ２から第１０の光検出器２ｐに入射して第１０の検出信号に変換され、さらに第３の他端側ポートｊ３から第１２の光検出器２ｒに入射して第１２の検出信号に変換される。
【０１１６】
ここで、第２の３対３光カプラ２ａの第２の一端側ポートｆ２から出射された干渉光に基づいて生成された第７の検出信号、第９の検出信号及び第１１の検出信号は、第２の３対３光カプラ２ａの第３の一端側ポートｆ３から出射された干渉光に基づいて生成された第８の検出信号、第１０の検出信号及び第１２の検出信号とは位相が１２０°異なった強度変調信号（振幅変調信号）である。
【０１１７】
このような第７の検出信号及び第８の検出信号は、第４の信号処理部２ｓにおいて差分が演算されることによりノイズ成分が除去あるいは抑制された後に、フィルタ処理（周波数帯域制限処理）されることにより第４〜第６のＡＥ波Ｗ４〜Ｗ６が抽出される。また、第９の検出信号及び第１０の検出信号は、第５の信号処理部２ｔにおいて差分が演算されることによりノイズ成分が除去あるいは抑制された後に、フィルタ処理（周波数帯域制限処理）されることにより第７〜第９のＡＥ波Ｗ７〜Ｗ９が抽出される。さらに、第１１の検出信号及び第１２の検出信号は、第６の信号処理部２ｕにおいて差分が演算されることによりノイズ成分が除去あるいは抑制された後に、フィルタ処理（周波数帯域制限処理）されることにより第１０〜第１２のＡＥ波Ｗ１０〜Ｗ１２が抽出される。  
【０１１８】
このような本第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置によれば、複数の光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……に各々設けられた３対３光カプラ１ａ、２ａ、……を用いることにより光源光を複数の光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……に分配供給するので、光干渉ユニットＵ１、Ｕ２、……毎に光源ユニットＫを設ける必要がなく、よって光源ユニットＫ（光源）の個数を従来よりも削減することが可能である。したがって、本第１実施形態によれば、従来よりも簡単な構成で多点計測を実現することが可能である。
【０１１９】
また、本第１実施形態によれば、光波長多重（光周波数多重）と弾性波周波数多重とを組み合わせることにより、多点計測の計測数の増大を図ることが可能である、すなわち、第１の光干渉ユニットＵ１では、３つの波長帯の光源光つまり第１〜第３のＳＬＤ光による光波長多重（光周波数多重）を用いることにより第１〜第３のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ３を検出する。また、第２の光干渉ユニットＵ２では、第１〜第３のＳＬＤ光による光波長多重（光周波数多重）と第４〜第１２のＡＥセンサｓ４〜ｓ１２の弾性波周波数多重とを組み合わせることにより第４〜第１２のＡＥ波Ｗ４〜Ｗ１２を検出する。したがって、本第１実施形態によれば、多点計測の計測数の増大を図ることが可能である。
【０１２０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図２〜図４を参照して説明する。この第２実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置は、光波長多重（光周波数多重）及び弾性波周波数多重に時分割多重を組み合わせるものである。
【０１２１】
本第２実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置は、図２に示すように、パルス発生器Ｐ，光源ユニットＫ、複数の検出ユニットＲ１、Ｒ２、……、複数の方向性結合器Ｂ１、Ｂ２、……、処理ユニットＭ及び同期抽出器Ｄを備えている。なお、このサニャック型光ファイバＡＥでは、第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付している。以下では第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置との相違点についてのみ説明する。
【０１２２】
パルス発生器Ｐは、同期検波器Ｄから入力されるタイミング信号に基づいて３つの駆動パルスを生成する。第１の駆動パルスは、第１のＳＬＤ光源ｋ１の作動タイミングを設定するパする信号であり、第２の駆動パルスは、第２のＳＬＤ光源ｋ２の作動タイミングを設定するパする信号であり、第３の駆動パルスは、第３のＳＬＤ光源ｋ３の作動タイミングを設定するパする信号である。
【０１２３】
複数の検出ユニットＲ１、Ｒ２、……のうち、第１の検出ユニットＲ１は、図２に示すように、第１実施形態の第１の３対３光カプラ１ａ、第１〜第５の光ファイバ１ｂ〜１ｆ、第１、第２の波長分割多重カプラ１ｇ、１ｈ及び第１〜第３のＡＥセンサｓ１〜ｓ３を備えている。すなわち、この第１の検出ユニットＲ１は、第１実施形態の第１の光干渉ユニットＵ１から第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊ、第１〜第６の光検出器１ｋ〜１ｒ及び第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕを削除したものである。
【０１２４】
第２の検出ユニットＲ２は、図２に示すように、第１実施形態の第２の３対３光カプラ２ａ、第６〜第１０の光ファイバ２ｂ〜２ｆ、第３、第４の波長分割多重カプラ２ｇ、２ｈ及び第４〜第１２のＡＥセンサｓ４〜ｓ１２を備えている。すなわち、この第２の検出ユニットＲ２は、第１実施形態の第２の光干渉ユニットＵ２から第３、第４の光分波器２ｉ、２ｊ、第７〜第１２の光検出器２ｋ〜２ｒ及び第４〜第６の信号処理部２ｓ〜２ｕを削除したものである。なお、これら第１、第２の検出ユニットＲ１、Ｒ２を除く他の検出ユニットも同様の構成を備えている。
【０１２５】
処理ユニットＭは、図２に示すように、第１実施形態の第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊ、第１〜第６の光検出器１ｋ〜１ｒ及び第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕに加えて、複数の２対１光カプラｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、……を備える。
【０１２６】
これら複数の２対１光カプラｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、……のうち、第１の２対１光カプラｍ１は、一方の一端側ポートが第３の２対１光カプラｍ３の他端側ポートに接続され、他方の一端側ポートが第１の３対３光カプラ１ａの第２の一端側ポートａ２に接続され、他端側ポートが第１の光分波器１ｉの一端側ポートに接続されている。
【０１２７】
第２の２対１光カプラｍ２は、一方の一端側ポートが第４の２対１光カプラｍ４の他端側ポートに接続され、他方の一端側ポートが第１の３対３光カプラ１ａの第３の一端側ポートａ３に接続され、他端側ポートが第２の光分波器１ｊの一端側ポートに接続されている。
【０１２８】
第３の２対１光カプラｍ３は、一方の一端側ポートが第５の２対１光カプラ（図示略）の他端側ポートに接続され、他方の一端側ポートが第２の３対３光カプラ２ａの第２の一端側ポートｆ２に接続され、他端側ポートが第１の２対１光カプラｍ１の一方の一端側ポートに接続されている。
【０１２９】
第４の２対１光カプラｍ４は、一方の一端側ポートが第６の２対１光カプラ（図示略）の他端側ポートに接続され、他方の一端側ポートが第２の３対３光カプラ２ａの第３の一端側ポートｆ３に接続され、他端側ポートが第２の２対１光カプラｍ２の一方の一端側ポートに接続されている。
【０１３０】
同期抽出器Ｄは、上記第１〜第３の駆動パルスに同期して第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕの出力から複数のＡＥ波を時分割的に抽出する電子回路である。すなわち、この同期抽出器Ｄは、光源ユニットＫから出射される第１〜第２のＳＬＤ光の出射タイミングに同期して第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕの出力から複数のＡＥ波を時分割的に抽出する。
【０１３１】
このように構成されたサニャック型光ファイバＡＥ装置において、パルス発生器Ｐは、同期検波器Ｄから入力されるタイミング信号に基づいて第１〜第３の駆動パルスを生成して第１〜第３のＳＬＤ光源ｋ１〜ｋ３に出力する。これら第１〜第３の駆動パルスは、図３の再上段に示すように、第１の検出ユニットＲ１用の駆動パルスＸ１と第２の検出ユニットＲ２用の駆動パルスＸ２とを含む。
【０１３２】
第１〜第３のＳＬＤ光源ｋ１〜ｋ３は、図３の上から２段目に示すように、このような第１〜第３の駆動パルスに同期したタイミングでバースト状の光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）を複数の検出ユニットＲ１、Ｒ２、……に向けて出射する。
【０１３３】
そして、このようなバースト状の光源光（第１〜第３のＳＬＤ光）は、複数の検出ユニットＲ１、Ｒ２、……における第１〜第１２のＡＥセンサｓ１〜ｓ１２等のＡＥセンサによって第１〜第１２のＡＥ波Ｗ１〜Ｗ１２等によって光位相変調され、第１〜第１２の検出光等の検出光として第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊにそれぞれ入射する。
【０１３４】
この検出光は、図３の上から３段目に示すように、光源光に対してΔｔだけ時間遅れしたタイミングで第１、第２の光分波器１ｉ、１ｊに入射する。上記遅延時間Δｔは、複数の検出ユニットＲ１、Ｒ２、……における光源光及び検出光の光伝搬時間に相当する。
【０１３５】
そして、このような検出光は、第１〜第６の光検出器１ｋ〜１ｒによって第１〜第１２の検出信号等に変換され、さらに第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕで信号処理されることによってＡＥ波（図３の下から２段目参照）に変換されて同期抽出器Ｄに入力される。そして、第１〜第３の信号処理部１ｓ〜１ｕの出力信号（ＡＥ波）は、図３の最下段に示すように、第１〜第３の駆動パルスに同期する抽出パルスによって時分割的に切り出されることにより、第１の検出ユニットＲ１で検出されたＡＥ波と第２の検出ユニットＲ２で検出されたＡＥ波とに分離抽出される。
【０１３６】
このような本第２実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置によれば、第１実施形態における光波長多重（光周波数多重）及び弾性波周波数多重に加え、時分割多重を採用するので、図４に示すように光周波数、弾性波周波数及び時間の組み合わせに応じた個数のＡＥ波を取得することが可能であり、よって第１実施形態に係るサニャック型光ファイバＡＥ装置よりもさらに多くの計測箇所についてＡＥ波を計測することが可能である。
【０１３７】
また、図１と図２とを比較するとわかるように、本第２実施形態によれば、第１実施形態に比較して光分波器、光検出器及び信号処理部の個数を半減することが可能である。すなわち、本第２実施形態によれば、第１実施形態に比較して部品点数をトータル的に削減することが可能である。
【０１３８】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、３つのＳＬＤ光（第１〜第３のＳＬＤ光）つまり３つの光源光を光波長多重（光周波数多重）したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、光波長多重（光周波数多重）の多重数つまり光源光の数は３つ以外でもよい。また、３つ以外の多重数を採用する場合には、その多重数に応じて波長分割多重カプラの分波数、光ファイバの数及び信号処理部の数を適宜設定すればよい。
【０１３９】
（２）上記各実施形態では、第８〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆに互いに共振周波数（検出特性）が異なる３つのＡＥセンサを設けた、つまり弾性波周波数の多重数を３としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、弾性波周波数の多重数を２あるいは４以上としてもよい。
【０１４０】
（３）上記第２実施形態では、時分割多重数を一例として３に設定したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、時分割多重数を２あるいは４以上としてもよい。
【０１４１】
（４）上記各実施形態では、光源ユニットＫと第１の光干渉ユニットＢ１との間及び互いの隣り合う２つの光干渉ユニット、例えば第１の光干渉ユニットＢ１と第１の光干渉ユニットＢ２の間に第１の方向性結合器Ｂ１及び第２の方向性結合器Ｂ２等を設けたが、本発明はこれに限定されない。これら方向性結合器については、必要に応じて削除してもよい。
【０１４２】
（５）上記各実施形態では、サニャック型光干渉装置にＡＥ波の検出機能を付加したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、検出対象をＡＥ波以外とすべく、第１〜第１２のＡＥセンサｓ１〜ｓ１２以外の光センサを第３〜第５の光ファイバ１ｄ〜１ｆあるいは第８〜第１０の光ファイバ２ｄ〜２ｆに連結してもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
Ｋ  光源ユニット
Ｂ１  第１の方向性結合器
Ｂ２  第２の方向性結合器
ｓ１  第１のＡＥセンサ
ｓ２  第２のＡＥセンサ
ｓ３  第３のＡＥセンサ
ｓ４  第４のＡＥセンサ
ｓ５  第５のＡＥセンサ
ｓ６  第６のＡＥセンサ
ｓ７  第７のＡＥセンサ
ｓ８  第８のＡＥセンサ
ｓ９  第９のＡＥセンサ
ｓ１０  第１０のＡＥセンサ
ｓ１１  第１１のＡＥセンサ
ｓ１２  第１２のＡＥセンサ
Ｕ１  第１の光干渉ユニット
Ｕ２  第２の光干渉ユニット
１ａ  第１の３対３光カプラ
１ｂ  第１の光ファイバ
１ｃ  第２の光ファイバ
１ｄ  第３の光ファイバ
１ｅ  第４の光ファイバ
１ｆ  第５の光ファイバ
１ｇ  第１の波長分割多重カプラ
１ｈ  第２の波長分割多重カプラ
１ｉ  第１の光分波器
１ｊ  第２の光分波器
１ｋ  第１の光検出器
１ｍ  第２の光検出器
１ｎ  第３の光検出器
１ｐ  第４の光検出器
１ｑ  第５の光検出器
１ｒ  第６の光検出器
１ｓ  第１の信号処理部
１ｔ  第２の信号処理部
１ｕ  第３の信号処理部
２ａ  第２の３対３光カプラ
２ｂ  第６の光ファイバ
２ｃ  第７の光ファイバ
２ｄ  第８の光ファイバ
２ｅ  第９の光ファイバ
２ｆ  第１０の光ファイバ
２ｇ  第３の波長分割多重カプラ
２ｈ  第４の波長分割多重カプラ
２ｉ  第３の光分波器
２ｊ  第４の光分波器
２ｋ  第７の光検出器
２ｍ  第８の光検出器
２ｎ  第９の光検出器
２ｐ  第１０の光検出器
２ｑ  第１１の光検出器
２ｒ  第１２の光検出器
２ｓ  第４の信号処理部
２ｔ  第５の信号処理部
２ｕ  第６の信号処理部
Ｐ  パルス発生器
Ｒ１  第１の検出ユニット
Ｒ２  第２の検出ユニット
Ｍ  処理ユニット
ｍ１  第１の２対１光カプラ
ｍ２  第２の２対１光カプラ
ｍ３  第３の２対１光カプラ
ｍ４  第４の２対１光カプラ
Ｄ  同期抽出器
【図１】
2019196974.tif 000003
【図２】
2019196974.tif 000004
【図３】
2019196974.tif 000005
【図４】
2019196974.tif 000006