(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号（Ｓ１）が光学的センサ（５０、５５）内で少なくとも検出すべき測定量（Ｍ）と供給された光信号（Ｓ１）の波長（λ）と擾乱量（Ｔ、Ｖ）とに関係して影響される、光学的センサ（５０、５５）の擾乱量補償方法において、
光学的センサ（５０、５５）とブラッグ格子として構成された補償要素（４０、４５）とが共通の擾乱量作用範囲（６０、６５）内に配置され、この共通の擾乱量作用範囲（６０、６５）内において擾乱量（Ｔ、Ｖ）が光学的センサ（５０、５５）および補償要素（４０、４５）にほぼ等しく作用し、
光信号（Ｓ１）がブラッグ格子として構成された補償要素（４０、４５）に供給され、
光信号（Ｓ１）は、ブラッグ格子（４０、４５）内で反射される際に、擾乱量（Ｔ、Ｖ）の影響のもとにその波長を、擾乱量（Ｔ、Ｖ）に基づいて光学的センサ（５０、５５）内に生じる光信号変化と変更された波長に基づいて光学的センサ（５０、５５）内に生じる光信号変化とがほぼ相殺するように変更され、
ブラッグ格子（４０、４５）内で反射された光信号（Ｓ１）が光学的センサ（５０、５５）に供給され、
この光学的センサ（５０、５５）自体内において、擾乱量（Ｔ、Ｖ）に基づいて生じた光信号変化が、変更された波長に基づいて生じた光信号変化によってほぼ相殺される
ことを特徴とする光学的センサの擾乱量補償方法。
【請求項２】
擾乱量（Ｔ、Ｖ）が温度（Ｔ）または振動（Ｖ）であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
光信号（Ｓ１）により通過され、測定量（Ｍ）と光信号（Ｓ１）の波長（λ）と擾乱量（Ｔ、Ｖ）とに対して感受性を有する光学的センサ（５０、５５）の擾乱量補償装置において、
光学的センサ（５０、５５）と一緒に共通の擾乱量作用範囲（６０、６５）内に、ブラッグ格子として構成された補償要素（４０、４５）が配置され、
共通の擾乱量作用範囲（６０、６５）内において、擾乱量（Ｔ、Ｖ）が光学的センサ（５０、５５）およびブラッグ格子（４０、４５）にほぼ等しく作用し、
ブラッグ格子（４０、４５）は、ブラッグ格子（４０、４５）内で反射された光信号（Ｓ１）に擾乱量（Ｔ、Ｖ）の影響のもとに惹き起こされた波長変化（Δλ）が、光学的センサ（５０、５５）を通過する光信号（Ｓ１）に波長に関係する光信号変化を生じ、この光信号変化が光学的センサ（５０、５５）内の擾乱量（Ｔ、Ｖ）に関係する光信号変化をほぼ補償するように構成され、
光信号（Ｓ１）がブラッグ格子（４０、４５）に供給され、ブラッグ格子（４０、４５）内で反射された光信号（Ｓ１）が光学的センサ（５０、５５）に供給され、
この光学的センサ（５０、５５）自体内において、擾乱量（Ｔ、Ｖ）に基づいて生じた光信号変化が、変更された波長に基づいて生じた光信号変化によってほぼ補償される
ことを特徴とする光学的センサの擾乱量補償装置。
【請求項４】
ブラッグ格子が、温度（Ｔ）または振動（Ｖ）の形態で存在している擾乱量に対して設計されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
ブラッグ格子（４０、４５）がケース（４３、４４）を含み、ケース（４３、４４）は、擾乱量（Ｔ、Ｖ）の影響のもとに前記波長変化（Δλ）が生じるように構成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】
ブラッグ格子（４０、４５）が、擾乱量（Ｔ、Ｖ）の影響のもとに前記波長変化（Δλ）を生じさせる層（４６）を含んでいることを特徴とする請求項３ないし５の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号が光学的センサ内で少なくとも検出すべき測定量と供給された光信号の波長と擾乱量とに関係して影響される光学的センサの擾乱量補償方法に関する。
さらに本発明は，光信号により通過され、測定量と光信号の波長と擾乱量とに対して感受性を有する光学的センサの擾乱量補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法およびこのような装置は例えば米国特許第 5,764,046号明細書または国際公開第 95/10046 号パンフレットから公知である。これらの公知の方法および装置では、ファラデーセンサまたはポッケルセンサとして構成されているセンサにより磁界強度または電界強度の測定値が求められる。適当なセンサ装置および評価を介してファラデーセンサにより電流も、またポッケルセンサにより電圧が検出される。ファラデー効果もポッケル効果も光学的センサ内に供給された入力光信号の偏光状態の測定量に関係する影響に基づいている。
【０００３】
両センサ形式において測定感度はそれぞれの光学的センサ内に供給された光信号の波長に関係する。この波長依存性がなかんずくセンサ感度を設定するために利用される。
【０００４】
しかし偏光状態の変化は検出すべき測定量（例えば磁界または電界）によって惹き起こされるだけでなく、例えば周囲温度または光学的センサの振動のようなある周囲条件によっても惹き起こされる。これらの望ましくない擾乱量の影響を補償するために米国特許第 5,764,046号明細書または国際公開第 95/10046 号パンフレットには、主として受信器内で受信された出力光信号の適当な評価を利用する方法が記載されている。
【０００５】
これらの補償方法では擾乱量の影響が事後になって初めて信号評価の範囲内で抽出される。その際に、出力光信号内の測定量に関係する成分と測定量に関係しない成分との間の完全な分離が達成され得ないことがある。その結果、この補償方法では誤りが生じ、また測定量が不正確にしか求められないことがある。
【０００６】
測定量と擾乱量との間の分離が事後にはもはや可能でないという問題を回避するために、T.Mitsuiほかの専門論文“ファイバ光学的な電圧センサおよび磁界センサ”、ＩＥＥＥ論文集、電力供給編、第ＰＷＲＤ‐２巻、第１号、１９８７、第８７〜９３頁には、ポッケルセンサに対する温度補償方法であって、擾乱となる温度の影響の補償が直接的にポッケルセンサ自体内で行われる方法が記載されている。そのためにポッケルセンサに対して、温度検出のために使用されるポッケル効果の温度依存性がちょうど光学活性の温度依存性とほとんど相殺する特別な構成が使用される。このことは、ポッケルセンサ内で行われる測定量に関係する入力光信号の影響が擾乱量である周囲温度にほぼ無関係に影響されることを意味する。従って、出力光信号内の測定量に関係する成分と擾乱量に関係する成分との事後の分離は必要でない。しかしながら、この専門論文に記載されている特に有利な補償方法は特別な用途に対してしか、すなわちポッケルセンサのまさにこの材料選定の際およびまさにこの幾何学的寸法の際にしか可能でない。それは特別な解決策であり、他の光学的センサには転用可能でない。
【０００７】
米国特許第 6,016,702号明細書には他のセンサ形式、すなわちブラッグ格子センサに対する補償方法が記載されている。光学的センサのほかに追加的な補償要素が設けられており、両者がそれぞれ互いに異なるブラッグ波長を有するブラッグ格子要素として構成されている。センサ内では測定量および擾乱量による波長の影響が行われ、それに対して補償要素内では擾乱量のみによる波長の影響が行われる。補償作用は主として、両者の波長シフトが互いに差し引かれることに基づいている。波長シフトの差はその場合に測定量との完成のみを有する。すなわち補償は、波長差し引きが行われる分離した評価ユニット内で行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、可能なかぎり良好な擾乱量補償が特に種々の形式の光学的センサに対しても可能であるように、冒頭に記載されている種類の方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
方法に関する課題を解決するために請求項１の特徴に相応する方法が示される。
【００１０】
本発明による光学的センサの擾乱量補償方法は、光信号が光学的センサ内で少なくとも検出すべき測定量と供給された光信号の波長と擾乱量とに関係して影響される、光学的センサの擾乱量補償方法において、
光学的センサとブラッグ格子として構成された補償要素とが共通の擾乱量作用範囲内に配置され、この共通の擾乱量作用範囲内において擾乱量が光学的センサおよび補償要素にほぼ等しく作用し、
光信号がブラッグ格子として構成された補償要素に供給され、
光信号は、ブラッグ格子内で反射される際に、擾乱量の影響のもとにその波長を、擾乱量に基づいて光学的センサ内に生じる部分影響（光信号変化）と変更された波長に基づいて光学的センサ内に生じる部分影響（光信号変化）とがほぼ相殺するように変更され、
ブラッグ格子内で反射された光信号が光学的センサに供給され、
この光学的センサ自体内において、擾乱量に基づいて生じた部分影響（光信号変化）が、変更された波長に基づいて生じた部分影響（光信号変化）によってほぼ相殺されることを特徴とする。
【００１１】
装置に関する課題を解決するために請求項３の特徴に相応する方法が示される。
【００１２】
本発明による光学的センサの擾乱量補償装置は、光信号により通過され、測定量と光信号の波長と擾乱量とに対して感受性を有する光学的センサの擾乱量補償装置において、
光学的センサと一緒に共通の擾乱量作用範囲内に、ブラッグ格子として構成された補償要素が配置され、
共通の擾乱量作用範囲内において、擾乱量が光学的センサおよびブラッグ格子にほぼ等しく作用し、
光信号がブラッグ格子として構成された補償要素に供給され、
ブラッグ格子は、ブラッグ格子内で反射された光信号に擾乱量の影響のもとに惹き起こされた波長変化が、光学的センサを通過する光信号に波長に関係する部分影響（光信号変化）を生じ、この部分影響（光信号変化）が光学的センサ内の擾乱量に関係する部分影響（光信号変化）をほぼ補償するように構成され、
ブラッグ格子内で反射された光信号が光学的センサに供給され、
この光学的センサ自体内において、擾乱量に基づいて生じた部分影響（光信号変化）が、変更された波長に基づいて生じた部分影響（光信号変化）によってほぼ補償されることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、多くの異なる形式の光学的センサが所望の測定量感度と共に少なくとも１つの擾乱量との関係、またさらに供給された光信号の波長との関係を有するという認識に基づいている。光学的な測定量検出のための公知の方法および装置では最後にあげた関係は通常重要ではない。なぜならば、波長は入力光信号の発生の際に一回選ばれ、その後は通常もはや変更されないからである。擾乱量の影響はそれと異なって光学的センサ内の測定量の検出を妨げる。
【００１４】
いま、光学的センサの波長依存性が的確に擾乱量依存性を補償するために使用されることが認識された。そのために特別な補償要素内にことさらに波長変化がもたらされる。この波長変化はまさに、光学的センサ内にこの波長変化に基づいて生ずる部分影響がまさに擾乱量により惹き起こされる入力光信号の部分影響と相殺するような大きさである。
【００１５】
補償要素内の波長変化が自動的に、その影響が光学的センサ内で補償されるべき等しい擾乱量により惹き起こされることは特に好ましい。そのために補償要素は相応に構成されている。これは例えば波長および補償すべき擾乱量に対する光学的センサの依存性に関する予め求められた測定値または予め実行された計算の助けをかりて行われる。次いで、光学的センサ内の波長に関係する部分影響と擾乱量に関係する部分影響とを相互に補償するために必要な波長と擾乱量との間のほぼ逆の関連が求められる。波長または波長変化と擾乱量との間のこうして求められた関連が次いで補償要素の的確な構成のために使用される。すなわち補償要素はこの関連に従ってモデル化される。
【００１６】
この補償方法により、光学的センサ内で光信号がほぼ検出すべき測定値によってのみ影響されることが達成される。それによって、評価ユニット内で擾乱量により惹き起こされる影響を初めて事後に消去する際よりも正確な測定値検出が達成される。さらに本発明による補償方法は相い異なる形式の光学的センサに対しても使用可能である。それは特に特定の材料または特定のセンサジオメトリに制限されていない。この方法は例えばポッケルセンサにもファラデーセンサにも応用可能である。ファラデーセンサは透過センサとして構成されていても反射センサとして構成されていてもよいし、またガラスリングセンサとして構成されていてもファラデー光学的センサとして構成されていてもよい。そのほかにもちろん他の形式の光学的センサにおける使用も可能である。
【００１７】
本発明による方法および本発明による装置の特別な実施態様は請求項１または請求項４にそれぞれ従属する請求項にあげられている。
【００１８】
補償要素がブラッグ格子として構成されている実施態様は好ましい。このようなブラッグ格子上に当たる光信号のうち特定の波長または特定の波長成分が反射される。どの波長またはどの波長成分がブラッグ格子から反射されるかはブラッグ格子の格子周期および光を導く媒体の屈折率に関係する。この格子周期またはこの屈折率が擾乱量の影響のもとに変更されると、その結果として、反射される信号内に擾乱量に関係する変化が生ずる。上記の実施態様ではまさにこの過程が補償要素に対して必要とされる。
【００１９】
好ましい実施態様では、補償すべき擾乱量が温度（例えば周囲温度）の形態で、または光学的センサが曝されている機械的な振動の形態で存在している。補償要素が光学的センサと実際上等しい擾乱量の影響、すなわち例えば等しい周囲温度または等しい機械的な振動に曝されているならば、光学的センサの特に良好な擾乱量補償が達成される。
【００２０】
別の好ましい実施態様では、補償要素の前記のモデル化が波長変化と擾乱量との間の所望の予め求められた関係に相応してケースによって実行される。特別な構成形態（例えばケースの形状）により、波長が補償要素内の擾乱量の影響のもとに所望の予め定められた様式で変化することが達成され得る。この所望の予め定められた様式は光学的センサの予め求められた擾乱量依存性および波長依存性から生ずる。
【００２１】
ケースに対して代替的または追加的に、補償要素は擾乱量による所望の波長の影響をもたらす層を有し得る。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に好ましい実施例を図面により一層詳細に説明する。図面を分かりやすくするため図面は正しい尺度では示されていない。また、いくつかの特徴が概要を示されている。
【００２３】
図１ないし図４において互いに相応する部分は同一の参照符号を付されている。
【００２４】
図１には擾乱量補償された光学的な測定値検出のための装置１００が示されている。装置１００は測定量Ｍを検出するための光学的センサ５０を含んでいる。センサ５０を作動させるため、光源１０から発生された入力光信号Ｓ１が結合要素３０を介してセンサ５０に供給される。入力光信号Ｓ１はセンサ５０を通過し、ここで測定量に関係する変更を受ける。しかし所望の測定量感度と共にセンサ５０は擾乱量（この場合には周囲温度Ｔ）に対する望ましくない感度をも有する。従って、入力光信号Ｓ１はセンサ５０を通過する際に測定量Ｍによってだけでなく温度Ｔによっても影響される。
【００２５】
センサ５０でのこの望ましくない擾乱量影響を補償するため、センサ５０の後に、入力光信号Ｓ１をセンサ５０に新たに通過させるように反射する補償要素４０が接続されている。この補償作用は光学的センサ５０内に追加的に存在している測定量感度の波長変化依存性に基づいている。光学的センサ５０内の影響はセンサ５０を通過する光信号の波長λに関係して行われる。補償要素４０により波長λは、光学的センサ５０内の擾乱量に関係する部分影響と波長変化に関係する部分影響とが実際上完全に相殺するように変更される。
【００２６】
従って補償要素４０はまさに、反射される波長成分内に、この実施例で擾乱量として存在している周囲温度Ｔに関係している変化Δλをもたらすように構成されている。補償要素４０により生ぜしめられる波長変化Δλはまさに、説明される補償効果が光学的センサ５０内の両部分影響に生ずるような大きさである。
【００２７】
補償要素４０は、波長に影響する特性がまさにセンサ５０のこれに関する必要条件に適合されているファイバ‐ブラッグ格子として構成されている。可能なかぎり良好な補償を達成するため、そのつどの用途に使用される光学的センサ５０に対して先ず、波長に関係する影響に対する測定値と、擾乱量に関係する部分影響に対する測定値とが求められる。それから波長λと擾乱量Ｔとの間の関係が求められる。この関係から擾乱量Ｔの各値に対して、光学的センサ５０内で可能なかぎり完全な補償を達成するために、どのように波長λが変更されなければならないかが求められる。次いで補償要素４０はこの求められた関係に従って構成される。
【００２８】
ファイバ‐ブラッグ格子として構成されている補償要素４０では、入射される光信号の、ブラッグ格子周期と光を導く媒体の屈折率とにより決定される波長選択性反射が行われる。相応の措置により、ファイバ‐ブラッグ格子において反射される光成分の波長λはここに擾乱量として存在している周囲温度Ｔに関係して変更される。その場合、光学的センサ５０も補償要素４０も共通の擾乱量作用範囲６０内に位置するならば、光学的センサ５０は周囲温度Ｔの有害な影響の特に良好な補償を有する。図１の実施例では等温範囲として構成されている共通の擾乱量作用範囲内でセンサ５０および補償要素４０は周囲温度Ｔの等しい変動を受ける。
【００２９】
広帯域の入力光信号Ｓ１のうち、補償要素４０内で、波長λまたはその重心波長が予め定められたように周囲温度Ｔに関係して変更されている成分が反射される。この反射された成分はセンサ５０を新たに通過し、通過の際に擾乱量補償に基づいて主として検出すべき測定量Ｍによってのみ影響される。出力信号Ｓ２としてこの測定量Ｍに関する情報を運ぶ光信号がセンサ５０を去り、結合要素３０を介して受信器２０に供給される。ここで評価および測定量Ｍに対する測定値の計算が行われる。
【００３０】
説明される補償方法は特殊な形式の光学的センサ５０に制限されない。それは例えばポッケルセンサとして構成された光学的センサ５０またはファラデーセンサとして構成された光学的センサ５０にも適している。同じく応用範囲は補償すべき単一の擾乱量として周囲温度Ｔに制限されていない。
【００３１】
図２には、擾乱量として周囲温度Ｔではなく他の光学的センサ５５が曝されている機械的な振動Ｖを補償すべき、擾乱量補償された光学的な測定値検出のための他の装置２００が示されている。図１の装置１００の場合と類似して光学的センサ５５も、再びファイバ‐ブラッグ格子として構成されている補償要素４５と共に、共通の擾乱量作用範囲６５内に位置している。こうして再びセンサ５５および補償要素４５は等しく擾乱量（ここでは機械的な振動Ｖ）に曝されている。装置２００の場合にも補償要素４５は擾乱量に関係する波長変化を入力光信号Ｓ１内に生じさせる。
【００３２】
装置１００の場合にも装置２００の場合にも光源１０は、補償要素４０または４５の波長変化が擾乱量の影響のもとに行われ得る全波長範囲をカバーするスペクトル帯域を有する波長スペクトルを放射する。補償要素４０または４５に対して選ばれたファイバ‐ブラッグ格子の実施例に応じて、ファイバ‐ブラッグ格子から反射された入力光信号Ｓ１の成分は均等なファイバ‐ブラッグ格子の際の数１００μｍからチャープされたファイバ‐ブラッグ格子の際の数ナノメートルまでのスペクトル範囲を有し得る。
【００３３】
装置２００は、入力光信号Ｓ１が戻る光路が装置１００と異なっている。入力光信号Ｓ１は光源１０での発生の後にファイバ結合器３０を介して先ず補償要素４５に供給される。ここでなかんずく機械的な振動Ｖにより決定される波長変化選択性の反射も生ずる。こうして反射された光信号は結合要素３０を介して次いで光学的センサ５５に供給される。この実施例では光学的センサ５５をただ１回通過した後に、測定量の影響により変更された出力光信号Ｓ２が受信器２０に供給される。光路の相違にもかかわらず装置２００における擾乱量補償は装置１００と関連して説明された原理で行われる。同じ有利な作用が生ずる。
【００３４】
補償作用を再度簡単な数式により説明する。入力光信号Ｓ１は光学的センサ５０または５５内で、以下ではｆSensorと呼ばれる影響を受ける。入力光信号Ｓ１は特にその偏光状態、強度、位相などをほぼ任意に影響され得る。影響関数ｆSensorは３つの影響量すなわち測定量Ｍ、波長λおよび擾乱量（ここでは例として温度Ｔ）に関係している。それは下式により表される。
ｆSensor＝ｆ（Ｍ，λ，Ｔ）＝ｆ1（Ｍ）・ｆ2（λ）・ｆ3（Ｔ）  （１）
ここで記号“・”は任意の演算、例えば乗算、加算または類似の演算を示す。さらに、簡単化のため、しかし決して制約することなく、全関数ｆSensorは、それぞれ３つの影響量Ｍ、λおよびＴの１つにのみ関係する３つの互いに無関係な部分影響関数ｆ1、ｆ2およびｆ3の上記の意味で理解すべき演算として表される。
【００３５】
補償要素４０または４５内で入力光信号Ｓ１は同じく、擾乱量（すなわち温度）にのみ関係し、ここでシンボルｆKompを付されている影響を受ける。
ｆKomp＝ｆ4（Ｔ）＝λ（Ｔ）＝λ0＋Δλ（Ｔ）                  （２）
ここでλ0は重心点波長、特にファイバ‐ブラッグ格子として構成された補償要素４０または４５のブラッグ波長であり、Δλは波長変化または波長シフトである。温度Ｔの影響のもとに波長λはΔλだけシフトする。補償要素４０または４５内でこうして式（１）の３つの影響量の２つが互いに関係付けられる。
【００３６】
式（１）に式（２）を代入することにより下式が得られる。
ｆSensor＝ｆ1（Ｍ）・ｆ2（λ（Ｔ））・ｆ3（Ｔ）＝ｆ1（Ｍ）
【００３７】
入力光信号Ｓ１が補償要素４０または４５もセンサ５０または５５も通過することにより、補償要素４０または４５内で惹き起こされる波長変化Δλ（Ｔ）はセンサ５０または５５内で変更された部分影響ｆ2を生じさせる。補償要素４０または４５はまさに、擾乱量温度Ｔにより補償要素４０または４５内で惹き起こされる波長変化Δλ（Ｔ）が光学的センサ５０または５５内で，擾乱量‐部分影響ｆ3を実際上補償する部分影響ｆ2を生じるように構成されている。演算ｆ2（λ（Ｔ））・ｆ3（Ｔ）はその場合にまさに単位演算子を生ずる。補償は直接的にセンサ５０または５５自体の場所で行われる。すなわちここに特別な評価ユニットは必要でなく、それによって費用が低減される。
【００３８】
装置１００および２００に対して、予め定められたように擾乱量に関係する波長変化を反射された光信号内に惹き起こすそれぞれ１つの補償要素４０または４５が必要とされる。図３および４には、特別に所望の温度依存性に応じてモデル化された構成を有するこのような補償要素４０の実施例が示されている。必要であれば所望の温度依存性の模擬はセクションごとに直線化された近似によっても行われる。
【００３９】
図３の例では少なくとも、ファイバ‐ブラッグ格子４２が配置されている光導波路４１の部分はケース内に入れられている。光導波路４１は２つのケース部分４３、４４間のファイバ‐ブラッグ格子４２の範囲内に配置されている。両方のケース部分４３、４４は相い異なる温度膨張を有する。すなわち例えばケース部分４３は大きい温度膨張を有する材料から、ケース部分４４は小さい温度膨張を有する材料から製作されている。ケース部分４３、４４に対する相応の材料選定および形状選定によりファイバ‐ブラッグ格子４２の温度Ｔに関係する反射特性が設定される。特に、ケース部分４３、４４間の光導波路４１に与えられているバイアス応力に基づいて、温度変化に関係する負の波長変化（＝負の波長‐温度勾配）を設定することも可能である。
【００４０】
ファイバ‐ブラッグ格子に力を作用させるための他の可能なケース形態および配置はドイツ特許出願公開第 199 39 583 号明細書に記載されている。すなわちケースの使用により、光導波路４１内に配置されているファイバ‐ブラッグ格子４２の自然の温度膨張が強められ、所望の温度依存性を有するものとしても構成され得る。他の擾乱量（例えば機械的な振動Ｖ）に対する相応の依存性も類似に実現される。
【００４１】
図４に示されているように、光導波路４１内に配置されているファイバ‐ブラッグ格子４２を有する補償要素４０は、ケースの代わりに、層４６をも有し得る。層４６は、擾乱量が波長変化Δλを生じさせるように選ばれている。
【００４２】
図３および図４の両実施例の組み合わせも同じく可能である。すなわち層を有し、かつケース内に配置されている光導波路４１も使用され得る。
【００４３】
例として以下に磁界または電流感受性の光学的センサ５０に対する補償要素４０の構成が説明される。測定量感受性はこのセンサ形式ではいわゆるヴェルデ定数により決定される。ヴェルデ定数は検出すべき量（ここでは磁界）との関係を示すだけでなく、補償すべき擾乱量（例えば温度）ならびに入力光信号Ｓ１の波長λとの関係をも示す。
【００４４】
ヴェルデ定数の温度依存性はセンサ５０の温度使用範囲内でほぼ０．０１％／℃と０．０２％／℃との間である。ここに考察される−４０℃と＋８０℃との間の温度使用範囲内ではヴェルデ定数の線形な温度依存性が仮定される。測定結果は１２０℃の全温度範囲ΔＴに亘って温度により惹き起こされる偏差（±０．６％〜±１．２％）を有する。この望ましくない影響が補償されなければならない。
【００４５】
ヴェルデ定数の波長依存性は例えば０．０００３％／ｐｍである（A.H.Roseほか“焼鈍された光学的ファイバ電流センサにおけるヴェルデ定数の分散”、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第１５巻、第５号、１９９７、第８０３〜８０７頁参照）。温度により惹き起こされる偏差（±０．６％〜±１．２％）を補償するためには、補償要素４０は３３ｐｍ／℃〜６６ｐｍ／℃の温度に関係する波長変化を有するべきであろう。１２０℃の全温度範囲ΔＴに亘って４ｎｍ〜８ｎｍの波長変化が生じ、ここで考察される例に使用されるファイバ‐ブラッグ格子４２は約８５０ｎｍの重心点波長を有する。
【００４６】
ファイバ‐ブラッグ格子４２内の波長シフトの自然の温度依存性は約６．５ｐｍ／℃のオーダーにあり、補償のために必要とされる３３ｐｍ／℃〜６６ｐｍ／℃の値に比較して過度に低い。従って温度依存性は相応の層４６の使用により高められる。例えばY.Liu ほか“ポリマーパッケージングを有するファイバ‐ブラッグ格子の高められた圧力および温度感度”、ＳＰＩＥ、第３７４０巻、１９９９、第２８４〜２８７頁に記載されている５０ｐｍ／℃を有するポリマーを層４６の材料として使用する際には、まさにここで必要とされる３３ｐｍ／℃と６６ｐｍ／℃との間の範囲内にある値が達成される。相応して他の層材料により、他の要求される、温度または他の補償すべき擾乱量により惹き起こされる補償要素４０内の波長変化も達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】補償要素を用いて擾乱量補償された光学的な測定値検出をするための装置を示す概略図。
【図２】補償要素を用いて擾乱量補償された光学的な測定値検出をするための別の装置を示す概略図。
【図３】図１または図２による装置で使用するためのケースを有する補償要素を示す概略断面図。
【図４】図１または図２による装置で使用するための層を有する補償要素を示す概略図。
【符号の説明】
１０  光源
２０  受信器
３０  結合要素
４０、４５  補償要素、ブラッグ格子
４１  光導波路
４２  ブラッグ格子
４３、４４  ケース部分
４６  層
５０、５５  光学的センサ
６０、６５  擾乱量作用範囲
１００、２００  擾乱量補償された光学的な測定値検出のための装置
Ｓ１  入力光信号
Ｓ２  出力光信号
Ｍ    測定量
λ    波長
Δλ  波長変化
Ｔ    温度
Ｖ    振動
【図１】
0004472239.tif 000002
【図２】
0004472239.tif 000003
【図３】
0004472239.tif 000004
【図４】
0004472239.tif 000005