(57)【要約】  物理的パラメータ、特に反射構造における層の光学的厚さの変化を測定するために使用される導波路干渉計、特に光ファイバ干渉計は、光源（１）、導波路、特に、ファイバ状又は平面状のファイバ（６）上に形成されたカプラ（７）を含み、少なくともコアの１つの端面が活性化され、少なくとも１つの導波路コア（６）がマルチコアファイバの光源（１）と同じ側に位置する信号検出器（２）に直接または間接的に接続されている導波路。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的パラメータ、特に反射構成における層の光学的厚さの変化を測定するために使用される導波路干渉計、特に光ファイバ干渉計であって、
光源（１）と、
少なくともダブルコアの導波路（６）、特に平面導波路または光ファイバ上に形成されたカプラ（７）を有し、
少なくとも１つのコアの端面が活性化され、
少なくとも１つの導波路のコア（６）が前記マルチコア導波路の前記光源（１）と同じ側に位置する信号検出器（２）に直接又は間接的に接続されている、干渉計。
【請求項２】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、他の物質が接続可能な少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項３】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、環境要因にさらされたときに切断され得る少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項４】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、環境要因にさらされたときにそのパラメータ、特に厚さ及び／又は吸収及び／又は屈折率を変化させる少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１記載の干渉計。
【請求項５】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、任意の既知の方法により少なくとも１つの誘電体の部分（８）を接続することによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項６】
前記誘電体（８）の部分は、ガラス、ガラスピン、導波路、光ファイバから選択されることを特徴とする請求項５に記載の干渉計。
【請求項７】
前記マルチコア導波路のコア（６）のうちの１つが他と異なる長さを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の干渉計。
【請求項８】
活性化とは別に、誘電体のセクションが、任意の既知の方法を用いて少なくとも１つの導波路コア（６）に接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計。
【請求項９】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つが任意の既知の技術を用いて少なくとも１つの活性物質（５）でその端面がコーティングされた誘電体の部分（８）を接続することによって延長されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１０】
前記活性化された導波路コア（５）のそれぞれが異なる方法を用いて活性化されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１１】
前記活性化された導波路コア（６）のそれぞれが異なる物質（５）でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１２】
前記使用される導波路（６）が偏波保持導波路であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１３】
測定システムの構造に使用される要素が偏波保存要素であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１４】
前記ファイバ状マルチコア導波路（６）に取り付けられた前記カプラ（７）のそれぞれが、前記光ファイバの構造が孔を有する場合には孔（１０）を囲むこと、及び／又は、テーパリングすることによって形成される、請求項１〜１３のいずれかに記載の干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、マルチコア導波路上、特にファイバ状または平面状のいずれかの導波路上に形成された干渉計であり、その本質は以下に開示するようにコア活性化（アクチベーション）プロセスを適用することである。
【０００２】
マイクロメトリックセット（又はマイクロメーターサイズのセット）を使用して行われる層の幾何学的厚さの測定は、測定機器を用いて層全体の物理的把握を評価することを必要とし、これは変形可能な要素または液体の測定の場合には困難である。この種の装置の使用はまた、溶液または生物学的物質を検査するとき、または生物学的試験を実行するとき、例えば細菌およびウイルスを培養および観察するときには不可能である。
【０００３】
そして、光学的厚さは光路長と呼ばれ、幾何学的層の厚さとその屈折率との積によって表される。以下、光学的厚さのこの意味が適用されるものとする。
【０００４】
この種の物質（変形可能、液体など）の検査は通常顕微鏡下で行われ、これは時間がかかり、高価で汎用性のない測定および観察機器の使用を必要とする。インサイチュ（in situ）での検査の実施もまた著しく妨げられている。
【０００５】
一般的に言えば、光学的厚さ測定は干渉計を使用して実施することができる。それ故、位相要素の厚さを測定する既知の方法は、例えば、マイケルソン干渉計またはマッハツェンダー干渉計など、干渉計を使用する方法を含む。しかしながら、体積干渉計（又は容積干渉計／Volumetric interferometer）は、数ナノメートルから数百ナノメートルまたは一桁のマイクロメートルの比較的小さい層についての光学的厚さのインサイチュでの変化を測定することができない。
【０００６】
導波路干渉計の様々な構造、特に光ファイバに基づくものが技術的に知られている。それらの使用を想定した測定方法も知られている。
【０００７】
光ファイバのテーパを仮定した光ファイバ干渉計の構造は、2013年にPIERS Proceedingsによって出版された、Hun-Pin Change等の著作の「液面検出用のテーパファイバマッハツェンダー干渉計」というタイトルの論文に記載されている。この要素の構造は、標準のシングルモードファイバを使用し、このファイバに２つの非断熱（non-adiabatic）テーパの実施に基づく。この干渉計の動作の背後にある考え方は、２回目のテーパリング後のこれらのモードの干渉の測定に基づく。干渉計は液面を測定するために使用される。この解決策ではマルチコア導波路は使用されない。
【０００８】
2007年にOptics Expressによって出版された、Joel Vialtor等の著作による「フュージョン・スプリッティングによって構築された単純な全マイクロ光ファイバ干渉計」という題名の論文は、ファイバがカプラとして機能する開口部を囲むように２つの場所でスプライス（又は、接合／splice）されたシングルコアフォトニックファイバ干渉計の概念を提示する。
【０００９】
2011年にLibo Yuanによって書かれ、Photonic Sensorsによって発刊された「ファイバ内集積干渉計の最近の進歩」と題されたレビュー記事は、テーパ付きダブルコアファイバに基づくマッハツェンダーおよびマイケルソン干渉計構造の概念を提示する。提案された構造におけるマイケルソン干渉計は、ファイバ端末の端面全体にミラーを有する。テーパを通過してミラーで反射し、信号が干渉する。
【００１０】
ダブルコアファイバの局所的テーパリングの概念は、2009年にジャーナルオブ で発刊されたE. Zetterlund等による“Gemini Fiber for Interferometry and Sensing Applications”の論文からも知られている。この概念によれば、光ファイバのコアに物質は適用されない（すなわち、ファイバはアクチベーションされない）。この記事で紹介されている例は、均等−測定アームを特徴とする。
【００１１】
マルチコアファイバ干渉計の構造は、Ming Tangらの著作による2013年にApplied Physics Bに発表された「温度検出用の全固体マルチコアファイバベースマルチパスマッハツェンダー干渉計」というタイトルの記事にも記載されている。著者らは、特に温度測定に使用できる干渉計のセンサへの適用を提示する。この概念では、特定のコアの中心の代わりにコア内ケーシングに接続することによって、光ファイバはSMF−28ファイバでスプライスされる。この場合、著者らはマルチビーム干渉の適用を指摘している。従来の干渉計では、コア内空間に作られたスプライスがここでのカプラとして機能する。
【００１２】
Lo. Sojkaらの著作による「センシング用途のためのマルチコアマイクロ構造化光ファイバ」というタイトルの記事は７コアのマイクロ構造化ファイバに基づくマルチビームマッハツェンダー干渉計についての概念を提示している。ファイバの両端で行われるスプライスはカプラとして機能する。使用されているファイバは結合したコア有し、それにより、コア内のパワー移送に対する外部要因の影響を真に調べることができる。
【００１３】
マルチコアファイバに基づくマルチパラメータセンサの構造のためのアイデア（空間多重化）、特に不均一コアを有するマルチコアファイバについては、Lin Ganらの著作によるIEE Photonics Journalに掲載された「マルチパラメータ測定のための不均一マルチコアファイバにおける空間分割多重マッハツェンダー干渉計」というタイトルの論文で発表された。この概念によれば、マッハツェンダー干渉計は７コアファイバ（２つのテーパ）で構成されている７つのコアすべてが、ファンイン／ファンアウト（fan-in/fan-out）要素によって入力で活性化される。システムの終了時には（又はシステム端では）、ファンイン／ファンアウト要素によってすべてのコアから電力が収集される。テーパのパラメータを変えることによって、他の干渉像が検出器を用いて出力に集められる。この概念は温度とひずみの測定に専念しており、著者は交差感度を排除できると主張している。
【００１４】
センサ構造の他の例では、米国特許第４６５３９０６号の明細書に説明されるように、歪み測定に多芯ファイバを含む装置が使用される。この解決法では、ダブルコアファイバが歪み伝達構造に固定される。歪みはコア間のクロストークの値を変化させ、それが光ファイバに影響を与える歪みの信号を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
マルチコアファイバ上に形成された干渉計に基づく上記の解決策は、主に歪みおよび温度の測定専用である。しかしながら、それらは層の光学的厚さの効果的な測定には不適当である。それらのシステムの構造もコアアクティベーションを可能にしない。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、薄層の吸着及び／又は光学的厚さを測定するための導波路干渉計、特に光ファイバ干渉計を開発することであった。導波路干渉計の使用は技術を新しい可能性へと切り開き、それによって干渉計試験は著しい小型化を必要とする研究で使用され、そのような用途は体積干渉計には利用できなかった。本発明の使用による効果的な測定は、その動作の本質であるアーム活性化プロセスのおかげで可能になる。本発明のさらなる利点は、体積光学系から知られているその概念が、干渉計の不均衡の効果によって強化されることである。本発明の他の目的は、温度、伸び／膨張、歪み、圧力、ガス濃度などの他の物理量を測定するのにも適した干渉計構造を開発することであった。さらに、これらの値の変化は、環境要因の変化と呼ばれる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による物理的パラメータ、特に層の幾何学的厚さ及び／又は様々な光学的厚さの層における光屈折率の変化を測定するための干渉計は、反射構造で動作し、光源に接続された導波路、特に光ファイバまたは平面導波路上に形成されたカプラと、少なくともダブルコア（２重コア）を含み、少なくとも１つのコアの端面（又は、面、表面）が活性化され、導波路、特に光ファイバの少なくとも１つのコアがマルチコア導波路の光源と同じ側に位置する信号検出器に直接または間接的に接続される。
【００１８】
少なくとも１つのコアの活性化は、以下の中から有利に選択される方法／プロセスとして理解される。
−他の物質が結合し得る少なくとも１つの化学的に活性な物質でのコーティング（又は、被覆）
−環境要因にさらされたときに切断され得る少なくとも１つの化学的に活性な物質でのコーティング
−環境要因にさらされたときにそのパラメータ、特にその厚さ及び／又はその屈折率及び／又はその吸収を変化させる少なくとも１つの物質でのコーティング
−任意の既知の技術を使用した誘電体のセクション（部分）の接続
【００１９】
少なくとも１つのコアの端面に少なくとも１つの誘電体のセクション（誘電体の部分）を接続することによる活性化は、干渉計が好ましくはこの接続された誘電体のセクションに影響を及ぼす温度、伸び／膨張、歪み、圧力などの外部要因を測定するために使用される場合として理解される。
【００２０】
コアを少なくとも１つの活性物質でコーティングする（被覆する）ことは、コアが位置する領域におけるファイバの端面の表面をこの物質またはその混合物でコーティングすることとして理解される。
【００２１】
一般論として、活性化物質は環境と反応することによってその光学的厚さ及び／又は吸収（又は、吸収率）を変える。特に、活性物質は、環境からの化学物質の吸着剤及び／又は外的要因にさらされると膨潤／収縮する物質及び／又は環境からの化学物質を結合する物質である。
【００２２】
本発明の特定の実施形態では、各コアは前述の方法のうちの１つによって活性化することができ、特に各コアは異なる物質でコーティングすることができる。この有益な実施形態は、本発明による単一の干渉計を使用して様々な物質層の光学的厚さを測定するために使用することができる。
【００２３】
マルチコア導波路、特に光ファイバ上のカプラは、任意の既知の方法によって、好ましくは、導波路の構造が孔を含む場合には孔を囲む（又は、孔を取り囲む／enclose holes）ことによって、及び／又は、テーパリングする（又は、先細りにする）ことによって形成される。具体的には、この方法は、とりわけ、発明出願番号Ｐ４１１４３０の特許明細書に記載されている方法に類似している。テーパリングせずに孔を囲むことは、追加の伸張力を加えることなく孔を囲む手段として理解される。それにもかかわらず、この追加の伸張力を加えずに孔を囲むとき、ガラスが孔上に沈むので、導波路、特に光ファイバの横方向寸法（又は、断面寸法／crosswise dimension）は減少する（テーパリングする）。
【００２４】
本発明による干渉計に使用されるマルチコア導波路はまた、特にキャピラリ内に、または共通の基板上に一緒に固定（又は、セット）された、少なくとも２つの光ファイバ、少なくとも単一コアとして理解される。
【００２５】
本発明の有益な実施形態では、干渉計の構造に使用される導波路は偏波保存（又は、偏光保存／偏波保存型／polarization-preserving）導波路、特に光ファイバである。本発明の有利な実施形態では、導波路を支持し測定システムを形成する要素も偏波保存要素である。
【００２６】
本発明の有益な実施形態では、コアを活性化することとは別に、少なくとも１つの導波路コアは他と異なる長さを有する。特に、誘電体のセクション（特にガラス、特に導波路）は、任意の既知の方法を使用して、導波路のコアのうちの少なくとも１つ、特にマルチコア光ファイバに接続される。接続は、スプライス、接着またはバット・カップリング（又は、突合せ結合）によって行われる。
【００２７】
接続された誘電体の部分は、選択された導波路コアの選択的活性化を容易にする。本発明のこの有益な実施形態では、干渉計を不均衡にすることは、活性化物質の光学パラメータの予想される変化に適応するように干渉計の感度を最適化することをもたらす。接続された誘電体のセクションの端面を活性物質でコーティングすることによって、誘電体のセクションが接続されている干渉計のこのアームを活性化させることが特に可能である。本発明の別の有益な実施形態では、マルチコア導波路のコアのうちの１つは、工場で製造されるかまたは異なる方法によって製造されるかのいずれにせよ、残りのコアに対して異なる長さを有することができる。好ましくは、光源は広域スペクトル光を放射し、特にスーパーコンティニューム光源、ハロゲンランプまたはスーパールミネセンスランプを含む。波長可変レーザを用いても同様の効果が得られる。有益な実施形態では、検出器はスペクトル分析器または光学分光計である。波長可変レーザを使用する場合、フォトダイオードは検出器として有利に使用することができる。
【００２８】
本発明の有益な実施形態では、光は、光サーキュレータ、光カプラまたはファンイン／ファンアウト装置を介して、導波路、好ましくはマルチコア光ファイバの１つまたは複数のコアに入力される。
【００２９】
本発明の別の有益な実施形態では、光源からの信号は第一のサーキュレータポートまで光ファイバを移動する。第２のサーキュレータポートはマルチコア導波路のコアのうちの１つ、特にダブルコアファイバに接続され、第３のポートは検出器に接続される。この有益な実施形態では、スーパールミネセンスダイオードまたはスーパーコンティニューム光源が光源として働き、好ましは、検出器は分光計を含む。光ファイバは、任意の既知の方法を使用して、特に、使用される光ファイバが孔を有する場合には、孔を囲むことによって、及び／又は、テーパリングさせることによって、形成されたカプラを含むマルチコア光ファイバに接続される。マルチコア導波路のコアのうちの１つは、任意の既知の方法を使用して、特に、スプライシング、接着または突合せ結合によって、誘電部、この場合は光ファイバを接続することによってその出力で活性化される。活性化されたコアは、干渉計アームの光路を有利に変化させる。
【００３０】
2番目のサーキュレータポートを出ると、信号はシングルコア光ファイバを介してカプラを含むマルチコア光ファイバのコアの１つに向けられる。マルチコアファイバでは、信号は、好ましくは両方のファイバコア間で信号を分割（又は、分離）するカプラに到達するまでコアの１つを伝搬する。コアの１つでは、信号は接続されているファイバの先端で反射され、第２のコアからの信号はダブルコアファイバの先端で反射される。反射光は、ダブルコアファイバとそれに取り付けられたカプラを通って戻り、サーキュレータを通って検出器に到達する。検出器はスペクトル帯（波長）の干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは接続された光ファイバのパラメータの変化に依存し、伸び、歪み、温度変化および他の要因から生じ得る。
【００３１】
本発明の別の有益な実施形態では、光源からの信号は第一のサーキュレータポートまで光ファイバ上で移動する。第２のサーキュレータポートは、好ましくは均質コアを有するマルチコアファイバ、特にダブルコアファイバのコアのうちの１つに接続されている。反射信号は光ファイバを通って第２のサーキュレータポートに戻り、第３のサーキュレータポートから検出器への光ファイバに送られる。この有益な実施形態では、スーパールミネセンスダイオードまたはスーパーコンティニューム光源が光源として働き、検出器は分光計を含むことが好ましい。光ファイバは、任意の既知の方法を使用して、特に、使用される光ファイバが孔を有する場合には、孔を囲むことによって、及び／又は、テーパリングによって形成されたカプラを含むマルチコア光ファイバに接続される。マルチコアファイバのコアの１つは、コーティングを施すことによってその出力で活性化される。この例では光ファイバである誘電体のセクションは、任意の既知の方法を使用して、特に、スプライシング、接着または突合せ結合によって第２のコアに接続される。接続されたセクションは、物質が接続されていないコアを露出させ、それによって干渉計アームの光路を変化させる。
【００３２】
2番目のサーキュレータポートを出ると、信号はシングルコア光ファイバを介してカプラを含むマルチコア光ファイバのコアの１つに導かれる。マルチコアファイバでは、信号は、好ましくは両方のファイバコア間で信号を分離するカプラに到達するまでコアの１つを伝搬する。コアの１つでは、信号は接続されているファイバの先端で反射され、第２のコアからの信号はダブルコアファイバの先端で反射される。反射光は、ダブルコアファイバとそれに取り付けられたカプラを通って戻り、サーキュレータを通って検出器に到達する。検出器はスペクトル帯（波長）の干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは接続された光ファイバのパラメータの変化に依存し、それは伸び、歪み、温度変化および他の要因から生じ得る。
【００３３】
本発明の別の有益な実施形態では、光源からの信号は第一のサーキュレータポートまで光ファイバ上を移動させる。第２のサーキュレータポートは、好ましくは均質コアを有するマルチコアファイバ、特にダブルコアファイバのコアのうちの１つに接続されている。反射信号は光ファイバを通って第２のサーキュレータポートに戻り、第３のサーキュレータポートから検出器への光ファイバに送られる。この有益な実施形態では、スーパールミネセンスダイオードまたはスーパーコンティニューム光源が光源として働き、検出器は分光計を含むことが好ましい。光ファイバは、任意の既知の方法を使用して、特に、使用される光ファイバが孔を有する場合には、孔を囲むことによって、及び／又は、テーパリングによって形成されたカプラを含むマルチコア光ファイバに接続される。マルチコアファイバのコアの１つは、コーティングを施すことによってその出力で活性化される。この例では光ファイバである誘電体のセクションは、任意の既知の方法を使用して、特に、スプライシング、接着または突合せ結合によって第２のコアに接続される。接続部分は、物質が接続されていないコアを露出させ、それによって干渉計アームの光路を変化させる。
【００３４】
2番目のサーキュレータポートを出ると、信号はシングルコア光ファイバを介してカプラを含むマルチコア光ファイバのコアの１つに向けられる。マルチコアファイバでは、信号は、好ましくは両方のファイバコア間で信号を分離するカプラに到達するまでコアの１つを伝搬する。コアのうちの１つでは、信号は接続されたファイバの先端で反射され、第２のコアからの信号はその先端で層から反射される。反射光は、ダブルコアファイバとそれに取り付けられたカプラを通って戻り、サーキュレータを通って検出器に到達する。検出器はスペクトル帯（波長）に干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。
【００３５】
本発明の別の有益な実施形態では、光源からの信号はマルチコアファイバ、好ましくは３コアファイバのコアのうちの１つに向けられる。この有益な実施形態では、スーパーコンティニューム光源または２つの接続されたスーパールミネセンスダイオードが光源として働き、シングルコア入力ファイバを通して、好ましくはマルチコア（好ましくは３コア）ファイバの中央コアに光を向ける。検出器（複数）は入力ファイバを介して残りの光ファイバコアに接続されている。カプラはマルチコアファイバ上に形成され、出力上の２つのコアは初期層厚を適用することによって活性化する。干渉計アームの光路を変化させるために、誘電体のセクション、好ましくはガラスピンが、既知の方法のいずれかを用いて、特に接合、接着または突合せ結合によって第３のコアに接続される。マルチコアファイバでは、信号は、ファイバコア間で信号を分割するカプラに到達するまで、コアの１つを伝播する。
【００３６】
カプラは、任意の既知の方法を使用して、特に、使用される光ファイバが孔を有する場合には、孔を囲むことによって、及び／又は、テーパリングによって形成される。光ファイバの各コアの直径は、形成されたカプラのおかげで（又は、形成されたカプラの作用により）、波長λ１については光が中央コアおよび１つの外部コアを伝搬し、波長λ２についは光が中央コアおよび２番目の外部コアを伝播するように選択される。
【００３７】
カプラを通過した後、光はさらに特定のコア内を伝搬し、被測定層および接続されたファイバで反射して、その経路を戻り、マルチコアファイバを通って検出器に至る。検出器はスペクトル帯（波長）に干渉ストライプを表示し、そのシフト及び／又はコントラストは層の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。
【００３８】
本発明の別の有利な実施形態では、光源からの信号はマルチコア（好ましくは７コア）ファイバのコアのうちの１つに向けられる。カプラはマルチコアファイバ上に作成される。この有益な実施形態では、スーパーコンティニューム光源または接続されたスーパールミネセンスダイオードが光源として働き、シングルコア入力ファイバを通して、好ましくはマルチコア（好ましくは７コア）ファイバの中央コアに光を向ける。検出器は入力ファイバを介して残りの光ファイバコアに接続される。検出器を各ファイバに接続することができ、あるいは単一の検出器を手動でまたは光スイッチを使用して複数の光ファイバの間で切り替えることができる。干渉計アームの光路を変化させるために、誘電体のセクション、好ましくはガラスピンが、既知の方法のいずれかを用いて、特に接合、接着または突合せ結合によって第３のコアに接続される。残りのコアは、初期層厚を適用することによってそれらの出力で活性化される。本発明の別の有益な実施形態では、各コアに異なる物質を適用することができる。マルチコアファイバでは、信号は、ファイバコア間で信号を分割するカプラに到達するまで、コアの１つを伝播する。
【００３９】
カプラは、任意の既知の方法を使用して、特に、使用される光ファイバが孔を有する場合には、孔を囲むことによって、及び／又は、テーパリングによって形成される。光ファイバのコアの直径は、製造されたカプラのおかげで、特定の波長が中央コア及び特に外部コアを伝搬するように選択される。
【００４０】
カプラを通過した後、光はさらに特定のコア内を伝播し、被測定層および接続されたガラスピンで反射して、マルチコアファイバを通って検出器へと同じ経路を戻る。検出器は干渉を表示し、そのシフト及び／又はコントラストは層の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層の光学的厚さの変化は干渉ストライプの位置を変える。
【００４１】
本発明の別の有益な実施形態では、光源からの信号は光ファイバを通って第１のサーキュレータポートに向けられる。第２のサーキュレータポートは、光ファイバによってマルチコア（好ましくはダブルコア）ファイバのコアのうちの１つに接続されている。この有益な実施形態では、スーパーコンティニューム光源またはスーパールミネセンスダイオードが光源として機能する。光ファイバは、任意の既知の方法を使用して、特に、使用される光ファイバが孔を有する場合には、孔を囲むことによって、及び／又は、テーパリングによって形成されたカプラを含むマルチコア光ファイバに接続される。マルチコアファイバのコアの１つは、層を適用することによってその出力で活性化する。マルチコアファイバでは、信号がファイバコア間で信号を分割するカプラに到達するまで、信号はコアの１つを伝播する。
【００４２】
2番目のサーキュレータポートを出ると、信号はシングルコア光ファイバを介してカプラを含むマルチコア光ファイバのコアの１つに向けられる。マルチコアファイバでは、信号は、好ましくは両方のファイバコア間で信号を分割するカプラに到達するまでコアの１つで伝搬される。コアのうちの１つでは、信号は接続されたファイバの先端で反射され、第２のコアからの信号はその先端で層から反射される。反射光は、ダブルコアファイバとそれに取り付けられたカプラを通って戻り、サーキュレータを通って検出器に到達する。検出器はスペクトル帯（波長）に干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層の光学的厚さの変化は干渉ストライプの位置を変える。
【００４３】
本発明の別の有益な実施形態では、ＰＬＣスプリッタ（平面光波回路スプリッタ）に基づく平面導波路技術が適用される。この有益な実施形態では、等パワースプリッタが特定の波長が使用され、２×２の有益な構成が使用される。広帯域光が波源として使用される。スプリッタの出力の１つは、初期層厚を適用することによって活性化される。第２のスプリッタ出力は、干渉計の不均衡および動作の安定性を確実にするために、好ましくは工場で拡張または短縮され、好ましくはスプリッタのハウジング内に隠される。
【００４４】
光源から、信号は入力スプリッタポートに通じる光ファイバを通って導かれる。検出器が入力ファイバを介して第２の入力ポートに接続されている。検出器は好ましくは光スペクトル分析器を含む。光源からの信号は、ＰＬＣスプリッタによって分割され、ハウジング内に隠れている延長アームと層の先端で反射する。先端と層で反射すると、光はスプリッタを通って同じ経路を戻る。検出器はスペクトル帯（波長）に干渉ストライプを表示し、そのシフト及び／又はコントラストは層の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層の光学的厚さの変化は干渉ストライプの位置を変える。
【００４５】
本発明は、物理的パラメータ、特に光学的厚さ及び／又は層吸収を測定するためのセンサとして特に使用することができ、それらはそれらの増加を決定するために使用することができる。
【００４６】
本発明の主題は、光学的厚さ及び／又は層吸収の直接測定に、あるいは間接的にこれらの層に影響を与える他の物理量（温度、湿度、ガス濃度など）の測定に使用することができる。本発明を使用して、歪み／伸び、圧力または温度などの他のパラメータを測定することが可能である。本発明の利点の１つは、光学層の厚さのナノメートルの変化を研究する可能性である。本発明のさらなる利点は、そのアームを不均衡にすることによって干渉計の感度を増大させる可能性である。
【００４７】
以下に提示される本発明の実施形態は、説明されるように、本発明の本質から生じるその可能な変形形態を限定しない。特に、被測定層の光学的厚さ及び／又は吸収の測定された変化は、様々な外的要因（温度、伸び、圧力、収縮、膨潤、湿度、ガス濃度など）によって引き起こされることができない。光学的厚さ（厚さ、屈折率）及び／又は吸収に変化を生じさせる方法は、本発明の物理的動作原理に影響を与えず、それはすべての場合において同一である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
本発明の特定の実施形態を図に示した。
【図１】図１は、実施例１における本発明の有利な実施形態を示しており、光源１、検出器２、光ファイバサーキュレータ３、シングルコア入力ファイバ４、マルチコアファイバ６、マルチコアファイバ６上に形成されたカプラ７、全長がｄのマルチコアファイバ６のコアの１つに接続されたシングルコアファイバの部分８が示されている。
【図２】図２は、マルチコアファイバをテーパリングする（先細りにする）ことによって作られたカプラ７の有益な実施形態の拡大図を示しており、初期直径ｄ１のファイバ６は直径ｄ２にテーパリングしており、適切なテーパ部はｃの全長さを有し、テーパリングの遷移ゾーン−立ち下がりゾーンと立ち上がりゾーンの合計長さは、ｂｌとｂ２である。テーパリングの外側の光ファイバの長さは、光が供給される側と信号が反射される側から数えて、それぞれａ１とａ２に等しい。
【図３】図３は、実施例１に適用可能な光ファイバ６の断面を示し、ここで、微細構造要素−コア９．１、９．２、および孔１０は、ケーシング１１内でΛに等しい距離で並んでいる。
【図４】図４は、例２および６における本発明の有益な実施形態であり、以下の例が可能である：光源１、検出器２、光ファイバサーキュレータ３、シングルコア入力ファイバ４、コアの１つに適用された活性化層５、マルチコアファイバ６、マルチコアファイバ６上に形成されたカプラ７、マルチコアファイバ６のコアの１つに接続された全長ｄのシングルコアファイバの部分８。
【図５】図５は、実施例２に適用可能な光ファイバ６の断面を示しており、微細構造要素−コア９．１、９．２および孔１０は、ケーシング１１内でΛに等しい距離で並んでいる。
【図６】図６は、実施例３における本発明の有利な実施形態を示し、光源１、検出器２、シングルコア入力ファイバ４、２つのコアに適用された活性化層５．１および５．２、マルチコアファイバ６、マルチコアファイバ６上に形成されたカプラ７、マルチコアファイバ６のコアのうちの１つに接続された全長ｄのシングルコアファイバの部分８が示されている。
【図７】図７は、実施例３に適用可能な光ファイバ６の断面を示しており、ここでは、微細構造要素−コア９．１、９．２、および９．３、ならびに孔１０が、ケーシング１１内でΛに等しい距離で並んでいる。
【図８】図８は、実施例４における本発明の有益な実施形態を示し、光源１、検出器２、ファンイン／ファンアウト要素１２を介してマルチコアファイバ６に接続されたシングルコア入力ファイバ４、コアのうちの２つに適用された活性化層５、マルチコアファイバ６、マルチコアファイバ６上に形成されたカプラ７、マルチコアファイバ６のコアのうちの１つに接続された全長ｄのシングルコアファイバの部分８。
【図９】図９は、実施例４に適用可能な光ファイバ６の断面を示しており、ここで、微細構造要素−コア９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、９．６、９．７および孔１０は、ケーシング１１内で六角形格子の節点上でΛに等しい距離で配置されている。
【図１０】図１０は、実施例４における本発明の有益な実施形態を示しており、光源１、検出器２、偏波保持ファイバサーキュレータ３、偏波保持シングルコア入力ファイバ４、２つのコアに適用された活性化層５、マルチコアファイバ６、マルチコアファイバ６上に形成されたカプラ７が示されている。
【図１１】図１１は、実施例５に適用可能な光ファイバ６の断面を示し、微細構造要素−コア９．１、９．２、および孔１０は、ケーシング１１内でΛに等しい距離で並んでいる。
【図１２】図１２は、実施例６に適用可能な光ファイバ６の断面を示し、コア９．１、９．２はケーシング１１内でΛに等しい距離で並んでいる。
【図１３】図１３は、実施例７からの本発明の有利な実施形態を示しており、以下の要素、すなわち、光源１、検出器２、ハウジング１４内に配置された２つの出力アーム１３．１および１３．２を有するＰＬＣスプリッタ１３、およびアームの１つの先端に適用された活性化層５が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
実施例１
光源１は光ファイバ４を介して第１のサーキュレータ３のポートＣ．１に接続され、第２のポートＣ２に接続された光ファイバ４もカプラ７を有するダブルコアファイバ６に接続されている。ダブルコアファイバ６のコアの１つの面（端面）は、光ファイバ８の部分をスプライスすることによって活性化される。検出器は、光ファイバ４を介してサーキュレータ３の第３のポートＣ３に接続されている。
【００５０】
光源１からの信号は、光ファイバ４をサーキュレータ３の第１のポートＣ．１、サーキュレータ３の第２のポートＣ２は光ファイバ４によってマルチコアファイバ６のコアの１つに接続され、第３のポートＣ３は検出器２に接続されている。スーパールミネセンスダイオードは光源１として機能する。検出器は分光計を含むことが好ましい。マルチコアファイバ６のコアの１つは、任意の既知の方法、特にスプライス、を使用して光ファイバ８を接続することによってその出力で活性化される。活性化コアは、干渉計アームの光路を有利に変化させる。
【００５１】
光ファイバは以下のものを含む。
−３．５モル％のＧｅＯ２をドープした全直径８．２μｍのＧｅＯ２ドープＳｉＯ２からなる２つのコア９．１および９．２
−ノンドープＳｉＯ２シリカで形成された直径ｄ１＝１２５μｍのケーシング１１
−全直径７．２μｍのコア間の７つの空気孔
コアと孔は一緒に並んでおり、それらの中心はΛ＝９μｍごとにまたがっている。
結合光ファイバ８の部分の長さは１ｍｍである。
【００５２】
カプラ７は取り囲む孔を有するテーパとして形成される。テーパリングのパラメータは、ｂ１＝７ｍｍ、ｃ＝１０ｍｍ、ｂ２＝８ｍｍである。ファイバは、ｄ２＝０．３・ｄ１となるようにテーパが付けられている。
【００５３】
サーキュレータ３の第２のポートＣ２を出て、信号は、シングルコア光ファイバ４を通ってカプラ７を含むマルチコア光ファイバ６のコアの１つに進む。マルチコアファイバ６において、信号は、カプラに到達するまでコアのうちの１つを伝搬し、カプラは、は好ましくはファイバ６の両方のコアの間でこれを分割する。コアの１つでは、信号は接続されたファイバ８の先端で反射され、第２のコアからの信号はダブルコアファイバの先端で反射される。反射された光は、ダブルコアファイバ６およびそれに取り付けられたカプラ７を通って戻り、次にサーキュレータ３を通って検出器２に達する。検出器は、スペクトル帯（波長）における干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは、接続された光ファイバ８のパラメータ変化に異存する。この場合、測定された干渉ストライプの位置の変化は、約１μεの部分８の伸びに対して約５ｎｍである。
【００５４】
実施例２
光源１は光ファイバ４を介してサーキュレータ３の第１のポートＣ１に接続され、第２のポートＣ２に接続された光ファイバ４もカプラ７を有するダブルコアファイバ６に接続されており、ダブルコアファイバ６のコアの１つの面は、コーティング５、および光ファイバ８の部分によって活性化される。検出器は、光ファイバ４を介してサーキュレータ３の第３のポートＣ３に接続されている。
【００５５】
光源１（スーパーエレクトロルミネセンスダイオード）からの信号は、サーキュレータ３に向けてシングルコア光ファイバ４を伝搬する。サーキュレータ３の第２のポートＣ２は、シングルコア光ファイバ４を介して均質コア９．１、９．２を有するダブルコアファイバ６のコアの１つに接続される。第３のポートＣ３は、検出器２（分光計の形態のスペクトル分析器）に接続している。光ファイバ４は、追加のテーパ無しで孔を囲むことによって形成されたカプラ７を含むダブルコアファイバ６に接続されている。マルチコアファイバ６のコアのうちの１つは、層５を適用することによってその出力で活性化される。シングルコアファイバ８の部分は、マルチコアファイバ６の第２のコア９．１に接続されている。
【００５６】
光ファイバは以下のものを含む。
−全直径が８．２μｍでコア間距離が１２６μｍの３．５％ＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２からなる２つのドープコア９．１および９．２
−ノンドープＳｉＯ２シリカからなる、直径ｄ１＝２５０μｍのケーシング１１
−ｄ／Λ＝０．８、すなわち、孔の直径が０．８・Λで、Λ＝１８μｍの格子定数を有する六方格子の節点上にコアと共に配置された空気孔１０
【００５７】
カプラ７は、追加のテーパリングなしで３ｍｍの長さで孔を囲むことによって形成される。ダブルコアファイバにスプライスされたシングルコアファイバ部８は、コア９．１および９．２と同じドーピングおよびコア寸法を有することを特徴とし、長さは５０μｍである。
【００５８】
コア９．２上への塗布に使用される物質は、約１．３３の屈折率を有する過フッ素化ポリマーである。ファイバをポリマー溶液に浸すことによって、物質５をコア９．２上に配置することができる。１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタンのような炭素、塩素およびフッ化物化合物を含む冷却媒体の効果にさらされると、層は膨潤（又は、膨張）する。この構成では、物質の厚さは約１ｍｍ変化し、これは、約２ｎｍのストライプのシフトに相当する
【００５９】
サーキュレータ３の第２のポートＣ１を出て、信号は、シングルコア光ファイバ４を介してカプラ７を含むダブルコア光ファイバ６に導かれる。ダブルコア光ファイバ６では、信号は、カプラ７に到達するまでコアのうちの１つを伝搬し、カプラ７は、信号をファイバコアの間で分離する。コアのうちの１つでは、信号は接続されたファイバ８の先端で反射され、第２のコアからの信号は、層５からその先端で反射される。反射光は、ダブルコアファイバ６およびそれに取り付けられたカプラ７を通って戻り、次にサーキュレータ３を通って検出器２に達する。検出器は、スペクトル帯（波長）で干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層５の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。
【００６０】
実施例３
光源１は、光ファイバ４を介して、カプラ７が形成された３コアファイバ６のコアの１つの入力に接続され、ガラスピンはカプラの後でコアの１つにスプライスされ、３コアファイバ６コアの残りの面は、層５．１および５．２を適用することによって活性化され、３コアファイバ６のコア（複数）は、光源側のファイバ（複数）４によって検出器４に接続される。
【００６１】
光源１からの信号は３コアファイバ６のコアの１つに導かれる。スーパーコンティニューム（supercontinuum）光源は光源１として働き、シングルコア入力ファイバ４を通して３コアファイバの中心コアに光を入射する。検出器は入力ファイバ４によってファイバ６の残りのコアに接続されている。カプラ７が３コアファイバ６上に形成され、コア（複数）の２つが初期層厚５．１および５．２を適用することによってそれらの出力で活性化される。ガラスピンの部分８はコアの３番目にスプライスされている。マルチコアファイバ６内の信号は、それが３つのファイバコアの間で信号を分割するカプラ７に到達するまで、コアのうちの１つを伝播する。
【００６２】
カプラ７は、追加のテーパリングなしに光ファイバ６内で孔を囲むことによって形成される。
【００６３】
光ファイバは以下のものを含む。
−ＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２からなる３つのコア９．１、９．２および９．３：全直径８．２μｍの中央コア９．１は３．５モル％のＧｅＯ２がドープされ、全直径６．１μｍのサイドコア９．２は４．５モル％のＧｅＯ２がドープされ、全直径６．２４μｍのサイドコア９．３は４．５モル％のＧｅＯ２がドープされている。
−ノンドープＳｉＯ２シリカからなる全直径ｄ１＝１２５μｍのケーシング１１
−全直径１０μｍのコア間の７つの空気孔
【００６４】
コア９と孔１０とは互いに並んでおり（直線上に並んでおり）、それらの中心はそれぞれΛ＝２０μｍ間隔である。
【００６５】
カプラ７は、追加のテーパリングなしに５ｍｍの長さで孔を囲むことによって形成される。ファイバの直径は、カプラのおかげで、１．５７μｍの波長で光が中心コア９．１および１つの外部コア９．３を伝播し、１．４５μｍの波長で光が中心コア９．１と２番目の外部コア９．２を伝播するように選択される。コアファイバ６にスプライスされたガラスピンの部分８は、長さ８０μｍであり、シリカ製である。
【００６６】
コア９．２上に適用された物質５．１は酸化イットリウムであり、小さな気孔率および約１．３５の屈折率を特徴とする。物質５．１は、その蒸気がファイバ上に沈着するように酸化イットリウムでの高出力レーザーパルスのショットを用いて得ることができる。このようにして作られた層は塩酸フラッディングセンサ（hydrochloric acid flooding sensor）として機能することができる。塩酸の影響を受けた場合、層の厚さは約５０ｎｍ変化し、これは、約５ｎｍのストライプのシフトを引き起こす。
【００６７】
同時に、コア９．２上に塗布された物質は、約１．３３の屈折率を有する過フッ素化ポリマーである。ファイバをポリマー溶液に浸すことによって、物質５をコア９．２上に配置することができる。１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタンのような炭素、塩素およびフッ化物化合物を含む冷却媒体の効果にさらされると、層は膨潤（又は膨張）する。この構成では、物質の厚さは約１０ｎｍ変化し、これは、約２ｎｍのストライプシフトに相当する。光がカプラ７を通過した後、それは特定のコア内を伝播し、測定された層５．１および５．２および接続されたファイバ８で反射して、同じ経路でマルチコアファイバ６を通って検出器２へ戻る。
【００６８】
検出器はスペクトル帯（波長）における干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層５．１および５．２の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。
【００６９】
実施例４
光源１は、ファンイン／ファンアウト要素を介して光ファイバ４を介して７コアファイバ６のコアの１つの入力に接続され、カプラ７は７コアファイバ上に形成され、ガラスピンが中央コア９．１の面にスプライスされ、７コアファイバ６の外部コアの面が層５を適用することによって活性化され、７コアファイバ６のコアは、ファンイン／ファンアウト要素１２を通過した後、光源の側でファイバ４により検出器２に接続される。
【００７０】
光源からの信号は７コアファイバ６のコアの１つに向けられる。スーパーコンティニューム光源は、シングルコア入力ファイバ４を通してマルチコアファイバ６の中心コアに光を向ける光源として働く。検出器２は入力ファイバ４を介して残りの光ファイバコアに接続される。検出器２（複数）は各ファイバに接続することができ、あるいは単一の検出器を手動でまたは光スイッチを使用して光ファイバ間で切り替えることができる。カプラ７は７コアファイバ６上に形成され、外部コアは初期層５の厚さを適用することによってそれらの出力で活性化される。ガラスピンの部分８が中央コア９．１にスプライスされている。７コアファイバ９．１では、信号は、それがファイバコア間で信号を分割するカプラに到達するまで、一つのコア内を伝搬する。
【００７１】
カプラは、追加のテーパリングなしに光ファイバ６内で孔を囲むことによって形成される。光ファイバのコアの直径は、形成されたカプラのおかげで、特定の波長が中央コア、特に外部コアを伝搬するように選択される。
【００７２】
光ファイバは以下のものを含む。
−ＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２からなる７つのコア９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、９．６および９．７
−３．５モル％のＧｅＣをドープした８．２μｍの中心コア９．１、。
−４．５モル％のＧｅＯ２をドープした６．２４μｍの外部コア９．２、
−４．５モル％のＧｅＯ２をドープした６．１μｍの外部コア９．３、
−４．５モル％のＧｅＯ２をドープした５．９６μｍの外部コア９．４、
−４．５モル％のＧｅＯ２をドープした５．８２μｍの外部コア９．５、
−４．５モル％のＧｅＯ２をドープした５．８６μｍの外部コア９．６、
−４．５モル％のＧｅＯ２をドープした５．５４μｍの外部コア９．７、
−ノンドープＳｉＯ２シリカからなる全直径ｄ１＝３００μｍのケーシング１１、
−全直径１０μｍのコア間の空気孔
【００７３】
コアは、Λ=２０μｍの格子定数の六方格子の節に置かれる。
【００７４】
カプラ７は、追加のテーパリングなしに１０ｍｍの長さで孔を囲むことによって形成される。ファイバの直径は、形成されたカプラのおかげで下記のように選ばれる：
−およそ１．５７μｍの波長が９．１および９．２のコア対を伝播し、
−およそ１．４５μｍの波長が９．１および９．３のコア対を伝播し、
−およそ１．３５μｍの波長が９．１および９．４のコア対を伝播し、
−およそ１．２５μｍの波長が９．１および９．５のコア対を伝播し、
−およそ１．１５μｍの波長が９．１および９．６のコア対を伝播し、
−およそ１．０５μｍの波長が９．１および９．７のコア対を伝播する。
【００７５】
ガラスピンの部分８の長さは１００μｍであり、シリカ製である。
【００７６】
適用される物質５は、１の屈折率を有する加水分解コラーゲンである。物質５は、ファイバを加水分解コラーゲンの１％水溶液に浸漬し、それを乾燥させることによって適用される。この構成は、冷たい水や空気中の湿気にさらされるとコラーゲンが膨張するため、湿度を測定するために使用される。２０℃の水に浸されると、コラーゲンは膨潤し、その厚さを１００ｎｍから２００ｎｍに変化させ、ストライプを約２ｎｍだけシフトさせる。カプラ７を通過した後、光はさらに特定のコア内を伝搬し、被測定層５および接続されたファイバ８を反射して、同じ経路を戻ってマルチコアファイバ６を通って検出器２に至る。検出器は、スペクトル帯（波長）内の干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層５の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層の光学的厚さの変化は干渉ストライプの位置を変化させる。
【００７７】
実施例５
光源１は偏波保存光ファイバ４を介して偏波保存サーキュレータの第１のポートＣ１に接続され、第２のポートＣ２に接続された偏波保存光ファイバ４もカプラ７が形成されたダブルコアファイバ６に接続され、ダブルコアファイバ６のコアの１つの面が層５を適用して活性化される。検出器が光ファイバ４を介してサーキュレータ３の第３のポートＣ３に接続される。
【００７８】
光源１からの信号は第１のサーキュレータ３のポートＣに向けて光ファイバ４を伝搬する。サーキュレータ３は、偏波保存サーキュレータである。サーキュレータ３の第２のポートＣ２は、偏波保存光ファイバ４によってダブルコアファイバ６のコアのうちの１つに接続されている。スーパールミネセンスダイオードが光源１としての役割を果たす。
【００７９】
サーキュレータ３の第２のポートＣ２を出て、信号は偏波保存シングルコア光ファイバ４を通ってカプラ７を含むマルチコア光ファイバ６のコアのうちの１つに向けられる。マルチコア光ファイバ６内で信号はカプラに到達するまでコアの１つを伝搬し、カプラは信号を好ましくは両方のファイバ６コア間で分割する。コアの１つでは、信号は接続されたファイバ６の先端で反射され、第２のコアからの信号はその先端で層５から反射される。反射光は、ダブルコアファイバ６およびそれに取り付けられたカプラ７を通って戻り、次にサーキュレータ３を通って検出器２に達する。検出器は、スペクトル帯（波長）における干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは、被測定層５の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層５の光学的厚さの変化は、干渉ストライプの位置を変化させる。
【００８０】
カプラは、既知の方法のいずれかを使用して、特に孔を囲み、テーパリングすることによって形成される。
【００８１】
光ファイバは以下のものを含む：
−全直径８．２μｍの３．５モル％ＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２からなる２つのコア９．１および９．２
−ノンドープＳｉＯ２シリカからなる全直径ｄ１＝１２５μｍのケーシング１１
−コア間の全孔径１５μｍの空気孔
【００８２】
コアと孔は一緒に並んでおり（又は、直線上に並んでおり）、それらの中心はそれぞれΛ＝１５μｍだけ離間している。ダブルコアファイバ６は偏波保存ファイバである。
【００８３】
カプラ７は孔を囲むテーパで形成されている。テーパリングのパラメータは、ｂ１＝ｂ２＝５ｍｍ、ｃ＝５ｍｍである。ファイバは、ｄ２＝０．６・ｄ１となるようにテーパが付けられている。
【００８４】
適用された物質５は、約１．５の屈折率を有するポリスチレンである。物質５は、１％塩化メチレン溶液中にファイバを浸しそしてそれを乾燥することによりファイバ上に適用される。アセトンにさらされると層が膨潤するため、センサをアセトンセンサとして使用できる。室温のアセトンに浸漬すると、層はその厚さを約９００ｎｍ増加させ、ストライプを約１２０ｎｍだけシフトさせる。
【００８５】
実施例６
光源１は、光ファイバ４を介してサーキュレータの第１のポートＣ．１に接続され、第２のポートＣ２に接続された光ファイバ４もカプラ７が形成されたダブルコアファイバ６に接続され、ダブルコアファイバ６のコア９．１のうちの１つの面が活性物質で被覆されることによって活性化されている。検出器が光ファイバ４を介してサーキュレータ３の第３のポートＣ３に接続されている。
【００８６】
光源１からの信号は、サーキュレータ３の第１のポートＣ．１に向けて光ファイバ４を伝搬する。サーキュレータ３の第２のポートＣ２は、光ファイバ４を介してダブルコアファイバ６のコアのうちの１つに接続されている。スーパールミネセンスダイオードが光源１として機能する。
【００８７】
サーキュレータ３の第２のポートＣ２を出て、信号は、シングルコア光ファイバ４を通ってカプラ７を含むマルチコア光ファイバ６のコアの１つに向けられる。マルチコアファイバ６において、信号は、カプラ７に到達するまで伝搬されるコアのうちの１つを伝搬し、カプラ７は好ましくは両方のファイバ６コアの間でそれを分割する。コアのうちの１つでは、信号は接続されたファイバ８の先端で反射され、第２のコアからの信号はその先端で層５から反射される。反射光は、ダブルコアファイバ６およびそれに取り付けられたカプラ７を通って戻り、次にサーキュレータ３を通って検出器２に達する。検出器は、スペクトル帯（波長）で干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは被測定層５の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層５の光学的厚さの変化は、干渉ストライプの位置を変化させる。
【００８８】
カプラは既知の方法のいずれかを使用して、特にテーパリングによって形成される。
光ファイバは以下のものを含む：
−全直径８．２μｍの３．５モル％のＧｅＯ２をドープしたＳｉＯ２からなる２つのコア９．１および９．２
−ノンドープＳｉＯ２シリカからなる全直径ｄ１＝１２５μｍのケーシング１１
【００８９】
コアは互いに並んでおり、それらの中心はそれぞれΛ＝２５μｍだけ離間している。
【００９０】
カプラ７は先細りになっている。テーパリングのパラメータは、ｂ１＝ｂ２＝５ｍｍ、ｃ＝５ｍｍである。ファイバは、ｄ２＝０．５・ｄ１となるようにテーパが付けられている。
【００９１】
ダブルコアファイバにスプライスされたシングルコアファイバ８の部分は、コア９．１および９．２と同じドーピングおよびコア寸法によって特徴付けられ、長さは７５μｍである。
【００９２】
このファイバは、硫酸と３０％ペルヒドロロールとを３：１の割合で含有する溶液に１時間浸漬することによって調製される。このようにして調製された表面は活性であり、アリルアミンポリ塩酸塩を含有する溶液中にファイバを配置した後、厚さ２ｎｍおよび約１．５の屈折率を有するポリマー層がファイバに接続される。２ｎｍの層を接続すると、０．５ｎｍのストライプのシフトが生じる。センサはアリルアミンポリ塩酸塩を検出するために使用される。
【００９３】
実施例７
本発明の有益な実施形態では、ＰＬＣスプリッタ（平面光波回路スプリッタ）に基づく平面導波路技術が適用される。光ファイバ４を使用して、光源１はＰＬＣスプリッタ１４に接続される。スプリッタの出力の１つ１３．１は初期層５の厚さを適用することによって活性化され、第２のスプリッタ出力１３．２は、干渉計の不均衡および動作の安定性を確保するため、４０μｍで製造されスプリッタハウジング１４の内側に隠される。スプリッタの戻りアームは、光ファイバ４によってデコーダ２に接続されている。
【００９４】
光源から、信号は光ファイバを通ってスプリッタの入力ポートに導かれる。検出器が入力ファイバを介して第２の入力ポートに接続されている。検出器は好ましくは光スペクトル分析器を含む。光源からの信号は、ＰＬＣスプリッタによって分割され、層とハウジング内に隠れている延長アームの先端で反射する。先端と層で反射すると、光は、スプリッタを通って同じ経路を戻る。検出器はスペクトル帯（波長）に干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層の光学的厚さの変化は干渉ストライプの位置を変化させる。
【００９５】
この有益な実施形態では、等パワースプリッタ１３が１５００ｎｍの波長と２×２の構成に使用される。１９００Ｋの黒体に対応する明色を有するタングステン電球が光源として機能する。
【００９６】
光源１からの信号は、入力ファイバ１を通って入力スプリッタポートに導かれる。検出器２は入力ファイバ４を介して第２の入力スプリッタポートに接続されている。検出器は光スペクトラムアナライザである。光源１から、信号はＰＬＣスプリッタ内で分割され、次いで層５及びハウジング内に隠された拡張アーム１３．２の先端から反射される。先端１３．２および層５を反射して、光は同じ経路でスプリッタ１３を通って戻る。検出器は、スペクトル帯（波長）に干渉ストライプを示し、そのシフト及び／又はコントラストは層５の吸収及び／又は光学的厚さの変化に依存する。この場合、被測定層５の光学的厚さの変化は干渉ストライプの位置を変化させる。
【００９７】
出力ポート上に塗布された物質３は、約１．４の屈折率を有するエチルセルロースである。物質３は、ダブルコアファイバを酢酸ブチルの０．５％溶液に浸し、それを抽出しそして乾燥することによりポートに適用される。このようにして被覆された光ファイバはエタノール蒸気に反応し、これがそれを膨潤させる。約５０ｎｍの層厚の変化は、約１０ｎｍシフトだけストライプをシフトさせる。
【００９８】
下記は、本願の出願当初に記載の発明である。
＜請求項１＞
物理的パラメータ、特に反射構成における層の光学的厚さの変化を測定するために使用される導波路干渉計、特に光ファイバ干渉計であって、
光源（１）と、
少なくともダブルコアの導波路（６）、特に平面導波路または光ファイバ上に形成されたカプラ（７）を有し、
少なくとも１つのコアの端面が活性化され、
少なくとも１つの導波路のコア（６）が前記マルチコア導波路の前記光源（１）と同じ側に位置する信号検出器（２）に直接又は間接的に接続されている、干渉計。
＜請求項２＞
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、他の物質が接続可能な少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
＜請求項３＞
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、環境要因にさらされたときに切断され得る少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
＜請求項４＞
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、環境要因にさらされたときにそのパラメータ、特に厚さ及び／又は吸収及び／又は屈折率を変化させる少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１記載の干渉計。
＜請求項５＞
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、任意の既知の方法により少なくとも１つの誘電体の部分（８）を接続することによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
＜請求項６＞
前記誘電体（８）の部分は、ガラス、ガラスピン、導波路、光ファイバから選択されることを特徴とする請求項５に記載の干渉計。
＜請求項７＞
前記マルチコア導波路のコア（６）のうちの１つが他と異なる長さを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項８＞
活性化とは別に、誘電体のセクションが、任意の既知の方法を用いて少なくとも１つの導波路コア（６）に接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項９＞
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つが任意の既知の技術を用いて少なくとも１つの活性物質（５）でその端面がコーティングされ、誘電体の部分（８）を接続することによって延長されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項１０＞
前記活性化された導波路コア（５）のそれぞれが異なる方法を用いて活性化されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項１１＞
前記活性化された導波路コア（６）のそれぞれが異なる物質（５）でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項１２＞
前記使用される導波路（６）が偏波保持導波路であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項１３＞
測定システムの構造に使用される要素が偏波保存要素であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の干渉計。
＜請求項１４＞
前記ファイバ状マルチコア導波路（６）に取り付けられた前記カプラ（７）のそれぞれが、前記光ファイバの構造が孔を有する場合には孔（１０）を囲むこと、及び／又は、テーパリングすることによって形成される、請求項１〜１３のいずれかに記載の干渉計。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月7日(2018.5.7)
【手続補正１】
【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】
物理的パラメータ、特に反射構成における層の光学的厚さの変化を測定するために使用される導波路干渉計、特に光ファイバ干渉計であって、
前記導波路干渉計は、
光源（１）と、
少なくともダブルコアの導波路（６）、特に平面導波路または光ファイバ上に形成されたカプラ（７）を有し、
少なくとも１つのコアの端面が活性化され、
少なくとも１つの導波路のコア（６）が前記マルチコア導波路の前記光源（１）と同じ側に位置する信号検出器（２）に直接又は間接的に接続されている、干渉計。
【請求項２】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、他の物質が接続可能な少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項３】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、環境要因にさらされたときに切断され得る少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項４】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、環境要因にさらされたときにそのパラメータ、特に厚さ及び／又は吸収及び／又は屈折率を変化させる少なくとも１つの化学的に活性な物質（５）でコーティングすることによって活性化されることを特徴とする請求項１記載の干渉計。
【請求項５】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つの端面が、任意の既知の方法により少なくとも１つの誘電体の部分（８）を接続することによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項６】
前記誘電体（８）の部分は、ガラス、ガラスピン、導波路、光ファイバから選択されることを特徴とする請求項５に記載の干渉計。
【請求項７】
前記マルチコア導波路のコア（６）のうちの１つが他と異なる長さを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の干渉計。
【請求項８】
活性化とは別に、誘電体のセクションが、任意の既知の方法を用いて少なくとも１つの導波路コア（６）に接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計。
【請求項９】
前記導波路のコア（６）の少なくとも１つが任意の既知の技術を用いて少なくとも１つの活性物質（５）でその端面がコーティングされた誘電体の部分（８）を接続することによって延長されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１０】
前記活性化された導波路コア（５）のそれぞれが異なる方法を用いて活性化されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１１】
前記活性化された導波路コア（６）のそれぞれが異なる物質（５）でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１２】
前記使用される導波路（６）が偏波保持導波路であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１３】
測定システムの構造に使用される要素が偏波保存要素であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１４】
前記ファイバ状マルチコア導波路（６）に取り付けられた前記カプラ（７）のそれぞれが、前記光ファイバの構造が孔を有する場合には孔（１０）を囲むこと、及び／又は、テーパリングすることによって形成される、請求項１〜１３のいずれかに記載の干渉計。
【国際調査報告】
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