JPH07311215A

JPH07311215A - レーザドップラ流速計

Info

Publication number: JPH07311215A
Application number: JP7040933A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kato; 覚加藤; Hiroshi Ito; 伊藤　　博; Tadashi Ichikawa; 正市川; Manabu Kagami; 学各務
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1995-11-28
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: US5587785A; JP3279116B2

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲な流速測定対象を高精度で測定する。【構成】半導体レーザ２０を鋸状注入電流で周波数変調
して発振させた光をコリメータ２４、光アイソレータ２
６を介して光ファイバに伝送し、光分波器３２で２分岐
する。光路長差がある光ファイバ２８、３０を介してプ
ローブ４２にレーザ光を伝送し、集光部４４に集光させ
る。集光部４４で散乱された光を、プローブ４２及び光
ファイバ４６を介して、光検出器４８に伝送し、ヘテロ
ダイン検波によってドップラ周波数のみ検出する。周波
数変調と光路長差を適当な値に定めるとオフセット周波
数を任意に設定でき、広範囲な流速測定対象を高精度で
測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザドップラ流速計に
係り、より詳しくは、レーザ光を被測定領域の少なくと
も１点に照射し、受光された信号のドップラシフト周波
数から被測定領域の流速および流速の方向を測定するレ
ーザドップラ流速計に関する。このレーザドップラ流速
計は、レーザドップラ顕微鏡やレーザドップラレーダに
も利用することができる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
の基礎になった従来のレーザドップラ流速計（特開昭５
７−５９１７３号公報）を図１に示す。図１において、
１はレーザ光源、１４は光ファイバ、２はビームスプリ
ッタ、１０はマイクロレンズと光ファイバとを一体化し
た測定プローブ、１１は光ファイバあるいはマイクロレ
ンズ付光ファイバプローブ、１２はプローブ固定用治具
を示す。また、１３はマイクロレンズ、６はＡＰＤ、フ
ォトマルＰＩＮＰＤのような受光素子、７は光受信機、
８は被測定流体、９は光散乱粒子である。

【０００３】このレーザドップラ流速計は差動型のレー
ザドップラ流速計であり、レーザ光源１から射出された
レーザ光をビームスプリッタ２で２分割して投光２光束
とし、光ファイバで測定プローブまで送り、測定プロー
ブのマイクロレンズを用いてレーザ光を１点に集光し、
光受信機７でヘテロダイン検波された、ヘテロダイン検
波周波数から流速を検出するものである。このレーザド
ップラ流速計では、ドップラシフトが流速に比例して現
れるので流速を検出することはできるが、流速の方向は
検出できない。

【０００４】すなわち、集光部では両レーザ光の周波数
は同一であり、そのときのドップラシフト周波数ｆ_Dは
以下の（２）式で示すことができるが、このような差動
型構成では集光部を紙面上で上から下へ移動する散乱粒
子と下から上へ移動する散乱粒子によるドップラシフト
周波数ｆ_Dは同じ値となるため、流速方向は検出できな
い。

【０００５】一方、２分割されたレーザ光の一方の周波
数を他方の周波数と異なる値とすると、ヘテロダイン検
波によりこの周波数の差周波を検出することができるの
で、光受信機７からの受光信号は、この差周波をオフセ
ット周波数として（１）式で表されるような流速に比例
したものとなる。すなわち、このオフセット周波数が既
知であれば、流速方向と流速値とを検出することができ
る。

【０００６】そこで、従来では、流速の方向を検出する
ために、投光用の１光束を音響光学素子を通過させて周
波数をシフトさせる構成としている（特開昭５７−５９
１７３号公報第３頁左欄第１５行〜第１７行）。

【０００７】この技術では、散乱粒子からの受光信号の
周波数ｆ_SAは次式で与えられる。ｆ_SA＝ｆ_AD＋ｆ_D ・・・（１）ｆ_D＝（２ｖ／λ）ｓｉｎ（φ／２）・・・（２）ここで、ｆ_ADは音響光学素子による周波数シフト量、ｆ
_Dは散乱粒子によるドップラシフト周波数、ｖは散乱粒
子の流速（ベクトル量）、λは光源光の波長、φは投光
２光束の交差角である。すなわち、受光信号の周波数は
周波数シフト量ｆ_ADをオフセット周波数として検出され
るため、このオフセット周波数を予め求めておくことに
より、ドップラシフト周波数ｆ_Dのみを検出することが
でき、検出したドップラシフト周波数ｆ_Dから流速及び
流速方向が判別可能となる。

【０００８】しかし、音響光学素子は一定の周波数でし
か安定に駆動できないため、オフセット周波数である周
波数シフト量ｆ_ADを任意に設定できず、低速度の測定対
象についてはドップラシフト周波数解析器による制限
（例えば、ｆ_AD＝８０ＭＨｚでｆ_D＝１００Ｈｚという
ような制限）により、高精度な測定ができないのが現状
である。

【０００９】この点を改善するため、’９０春第３７
回応用物理学会学術講演会講演予稿集２８ａ−ｃ
−７の「ＬＤの周波数偏移特性とセルフミキシング効果
を用いた二次元ベクトルＬＤＶ」には、半導体レーザが
温度や注入電流の変化に伴って発振周波数が変化し、ま
た、半導体レーザの発振領域に自ら発したレーザ光の一
部が戻ると、縦モードの跳び、多数縦モードの発振化、
雑音の発生等の振舞いをするという性質を利用したシス
テムが提案されている。

【００１０】このシステムは、注入電流に対する周波数
偏移の特徴を利用してビート信号にオフセット周波数を
与える周波数変調ＬＤＶ（レーザドップラ流速計）と戻
り光と発振の干渉を利用したセルフミキシング型ＬＤＶ
とを組み合わせることにより、図２のような二次元ベク
トルＬＤＶを構成している。なお、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は
ミラー、ＨＭはハーフミラーである。二次元速度ベクト
ルの測定は、周波数変調ＬＤＶとセルフミキシング型Ｌ
ＤＶで検出される速度成分との方向が各々異なるため可
能となる。また、速度成分の方向の識別は、周波数変調
ＬＤＶのオフセット周波数に対する信号周波数のシフト
の向きから、セルフミキシング型ＬＤＶが信号波として
観測される鋸波の向きから各々判別できる。

【００１１】すなわち、このシステムは、光源に半導体
レーザを用い、発振周波数を注入電流により鋸波によっ
て直線的に変化させ、投光用２光束に光路長差を持たせ
た差動型の光学系によって測定対象に光を照射し、通過
した粒子からの散乱光の一方を半導体レーザに戻し、自
己混合効果（特開平２−２０１１６５号公報）を利用し
て流速及び流速の方向を測定するものである。このと
き、検出された信号の周波数成分ｆ_SMは次のようにな
る。

【００１２】ｆ_SM＝ｆ_OF＋ｆ_D±（ｆ_OF＋ｆ_D）・（Ｄ／ｃ）（３）ｆ_OF＝（ｄν／ｄｔ）・（Ｄ／ｃ）（４）ここで、ｄν／ｄｔは光源である半導体レーザの発振周
波数の時間変化率、Ｄは照明光１、２の光路長差、ｃは
真空中での光速である。

【００１３】このシステムでは、大気中で光路長差を持
たせているため、システム自体が大型になり、それによ
り測定部位の範囲が制限される。また、大気の揺らぎや
システムの振動によりオフセット周波数に相当する信号
周波数が変動し、また投光用の光路長差を持った２光路
からの散乱光が同時に光源に戻るため、自己混合効果に
よる出力信号には両者の光路長差に比例したドップラシ
フト以外の周波数成分も含まれ、この結果検出信号ｆ_SM
にはｆ_OFとｆ_D以外の周波数成分が現れることになり、
ｆ_Dのみを安定に検出できないので安定な信号解析がで
きない。さらに、システムの構造上光路長差には制限が
あるため、精度良く測定可能な範囲が狭い、等の問題が
ある。

【００１４】また、複数の測定点の流速情報を同時に測
定する流速計としては、各測定プローブに所定のレーザ
波長を割当て、測定プローブと同数のレーザ光源及び光
検出器を用いた装置が知られているが、光源、測定プロ
ーブ及び光検出器が複数個必要になるため、構成が複雑
になる、という問題がある。

【００１５】また、特開平２−１０７９８８号公報に示
されたレーザドップラ流速計は、１つのレーザ光源を用
いてレーザビームを直交する２偏光成分に分割して各々
異なる被測定対象に照射し、これらの複数の測定光と参
照光とを合成し、その偏光状態に応じて複数の合成光を
得て、単一の光変調器と複数の光検出器により多点を同
時に測定している。このレーザドップラ流速計では、光
源は単体であるが、各偏光により得られるドップラ信号
を検出するための光検出器が複数必要になり、また、相
互に干渉しないように直交する２偏光成分を分離してい
るため、同時に測定できるのは原理的に２測定点のみに
なる。

【００１６】本発明は上記問題点を解消するために成さ
れたもので、広範囲な流速測定対象を高精度で測定する
ことができると共に、複数の測定点を測定する場合には
比較的簡単な構成で測定点の数に原理的に制限なく速度
情報を同時に測定することができるレーザドップラ流速
計を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、周波数が少なくとも一定期間連続的に
変化する１つのレーザ光を射出する光源と、光源から射
出されたレーザ光を少なくとも２つに分岐する分岐装置
と、分岐装置で分岐されたレーザ光の１つを各々伝送す
る一対の光ファイバで構成されると共に、該光ファイバ
の間に光路長差が設けられた少なくとも１つの光ファイ
バ対と、光ファイバ対により伝送されたレーザ光を被測
定領域に集光する少なくとも１つの集光装置と、集光装
置と対応して設けられると共に、被測定領域に集光され
たレーザ光による散乱光が入射される少なくとも１つの
入射装置と、入射装置に入射された散乱光を受光する１
つの受光装置と、受光装置で受光された受光信号の周波
数、前記光路長差及びレーザ光の周波数の変化率に基づ
いて被測定領域におけるドップラシフト周波数を少なく
とも１つ算出する算出装置と、を含んで構成したもので
ある。

【００１８】また、第２の発明は、周波数が少なくとも
一定期間連続的に変化する１つのレーザ光を射出する光
源と、光源から射出されたレーザ光を少なくとも２つに
分岐する分岐装置と、分岐装置で分岐されたレーザ光の
１つを参照光として伝送する少なくとも１つの参照光用
光ファイバと、分岐装置で分岐されたレーザ光の１つを
測定光として伝送し、かつ参照光用光ファイバに対して
光路長差を有する少なくとも１つの測定光用光ファイバ
と、測定光用光ファイバにより伝送されたレーザ光を被
測定領域に集光する少なくとも１つの集光装置と、集光
装置と対応して設けられると共に、被測定領域に集光さ
れたレーザ光による散乱光が入射される少なくとも１つ
の入射装置と、入射装置に入射されたた散乱光及び参照
光用光ファイバにより伝送された参照光を受光する１つ
の受光装置と、受光装置で受光された受光信号の周波
数、前記光路長差及びレーザ光の周波数の変化率に基づ
いて被測定領域におけるドップラシフト周波数を少なく
とも１つ算出する算出装置と、を含んで構成したもので
ある。

【００１９】

【作用】第１の発明によれば、光源から周波数が少なく
とも一定期間連続的に変化する１つのレーザ光が射出さ
れ、このレーザ光は分岐装置によって少なくとも２つに
分岐される。光源としては、縦単一モード発振で周波数
を連続的に変調可能な半導体レーザ等のレーザが使用で
きる。光路長差が設けられた一対の光ファイバから成る
少なくとも１つの光ファイバ対が設けられており、分岐
されたレーザ光の各々は１つずつ光ファイバによって伝
送され、少なくとも１つの集光装置によって被測定領域
に集光される。そして、被測定領域を通過する液体また
は気体中の散乱粒子からの前方または後方散乱光が入射
装置に入射されて１つの受光装置により受光され、算出
装置によって受光装置で受光された受光信号の周波数、
光ファイバの光路長差及びレーザ光の周波数の変化率に
基づいて被測定領域におけるドップラシフト周波数が少
なくとも１つ算出される。

【００２０】すなわち、レーザ光を２つに分岐しかつ１
つの光ファイバ対を用いる場合を考え、周波数νの時間
ｔに関する変化率をｄν／ｄｔ、光路長差をＬ、レーザ
光の真空中の速度をｃとすると、２つのレーザ光の周波
数差、すなわちオフセット周波数ｆ_OFは次の式で与えら
れる。

【００２１】ｆ_OF＝（ｄν／ｄｔ）（Ｌ／ｃ）・・・（５）また、受光信号の周波数ｆ_Sは、ドップラシフト周波数
をｆ_Dとすると、次の式で与えられる。

【００２２】ｆ_S＝ｆ_OF＋ｆ_D ・・・（６）このように、ｆ_OFをオフセット周波数としてドップラシ
フトが現れるため、予めオフセット周波数ｆ_OFを測定し
ておけば、ドップラシフト周波数ｆ_Dのみを精度良く測
定可能となり、測定したドップラシフト周波数をｆ_Dか
ら散乱粒子の速度、すなわち流速と流速方向とを算出可
能となる。

【００２３】なお、分岐装置によってレーザ光を２Ｎ
（Ｎは自然数）に分岐し、光路長差が各々異なるＮ個の
光ファイバ対でレーザ光を伝送し、Ｎ個の集光装置で被
測定領域のＮ個の測定点に集光し、Ｎ個の入射装置に散
乱光を入射し、合成してまたは別々に１つの受光装置に
受光させれば、Ｎ個のドップラシフト周波数が得られる
ので、Ｎ個の測定点の流速と流速方向とを同時に検出可
能となる。

【００２４】第２の発明は、第１の発明と原理は同一で
あり、少なくとも２つに分岐されたレーザ光の少なくと
も１つを測定光として被測定領域に集光し、他の少なく
とも１つを参照光としたものである。受光装置は、被測
定領域に集光されたレーザ光による散乱光及び参照光を
受光する。そして、第１の発明で説明したように、流速
と流速方向とが検出可能となる。

【００２５】また、分岐装置によってレーザ光を２Ｎに
分岐し、Ｍ個（１≦Ｍ≦Ｎ）の参照光用光ファイバで参
照光を伝送し、光路長差が各々異なるＮ個の測定用光フ
ァイバでレーザ光を伝送し、Ｎ個の集光装置で被測定領
域のＮ個の測定点に集光し、Ｎ個の入射装置に散乱光を
入射し、合成してまたは別々に受光装置に受光させれ
ば、Ｎ個の測定点の流速と流速方向とを同時に検出可能
となる。

【００２６】上記第１及び第２の発明によれば、光源の
周波数の変化率と光ファイバの光路長差とを適当な値に
設定することにより、オフセット周波数を任意に設定で
きるので、測定対象に制限されることなく広い設定範囲
に対して、すなわち低速から高速に渡って高精度で測定
が可能となる。また、光ファイバを用いているので、レ
ーザ光を２分岐するのに光ファイバ方向性結合器を用い
ることができ、光ファイバ方向性結合器を用いればシス
テムとして小型化と安定化を図ることができる。

【００２７】また、複数の測定点を測定する場合には比
較的簡単な構成で測定点の数に原理的に制限なく速度情
報を同時に測定することができる。

【００２８】さらに、各光ファイバを近接配置すれば、
各光ファイバで温度条件が同一になるので、温度変動に
よる影響がキャンセルされ、安定なオフセット周波数を
得ることができる。また、散乱光受光用に専用の光ファ
イバを用いれば、有効に散乱光を受光できる構成となり
安定に周波数解析が可能となる。

【００２９】なお、光ファイバの光路長差をレーザ光の
可干渉距離より短く設定することにより、被測定領域の
集光部に形成される干渉縞の鮮明度が高くなり信号対雑
音比の高い受光信号を得ることができる。可干渉距離よ
りも長く設定しても全く信号が得られないわけではな
く、受光信号の信号対雑音比が低下するのみである。

【００３０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図３は第１実施例の差動型の光ファイバレー
ザドップラ流速計の構成図である。差動型の光ファイバ
レーザドップラ流速計は、光軸に垂直方向の速度成分を
測定可能である。光源である半導体レーザ２０には、半
導体レーザの注入電流を鋸波状に変調するための駆動回
路２２が接続されている。半導体レーザ２０のレーザ光
射出側には、レーザ光を平行光線束にするコリメートレ
ンズ２４が配置されている。コリメートレンズ２４のレ
ーザ光射出側には、半導体レーザ２０へ戻り光が入射し
ないようにして半導体レーザ２０が安定に縦単一モード
で発振するようにするための光アイソレータ２６が配置
されている。この光アイソレータ２６は、光ファイバ対
で構成された光ファイバ束により、測定プローブ４２に
光結合されている。

【００３１】光アイソレータ２６と測定プローブ４２と
を光結合する光結合手段としての光ファイバ束は、第１
の投光用光ファイバ２８、第２の投光用光ファイバ３０
及び入力されたレーザ光を２つに分岐する光分波器を備
えている。光アイソレータ２６には、第１の投光用光フ
ァイバ２８の一端が光結合され、第１の投光用光ファイ
バ２８の光アイソレータ２６に光結合された端部近傍部
分は、一端が自由端にされた第２の投光用光ファイバ３
０の端部近傍部分と、入力されたレーザ光を２つに分岐
するための光分波器としての１入力２出力の光ファイバ
方向性結合器３２によって光結合されている。

【００３２】第２の投光用光ファイバ３０は、第１の投
光用光ファイバ２８より光路長が所定長Ｌだけ長くなっ
ており、光ファイバ間に光路長差Ｌが設けられている。
この光路長差Ｌは、第１の投光用光ファイバ２８と第２
の投光用光ファイバ３０とをコアの屈折率が各々ｎの同
一構成とし、第２の投光用光ファイバ３０の長さを第１
の投光用光ファイバ２８よりΔＬだけ長くすることによ
りＬ＝ｎ・ΔＬとして得られる。なお、第１の投光用光
ファイバ２８と第２の投光用光ファイバ３０の屈折率を
異ならせても光路長差Ｌが得られる。

【００３３】また、第１の投光用光ファイバ２８及び第
２の投光用光ファイバ３０は、温度変動等による影響が
同等となるように可能な限り近接して配置されている。

【００３４】上記実施例では、光分波器として光ファイ
バ方向性結合器３２を示したが、ハーフミラーや偏光ビ
ームスプリッタ等で置き換えることも可能である。

【００３５】図４にも示すように、測定プローブ４２内
には、第１の投光用光ファイバ２８及び第２の投光用光
ファイバ３０の他端が挿入されると共に、コリメートレ
ンズ３４、３６、集光レンズ３８及び受光レンズ４０が
収納されている。

【００３６】第１の投光用光ファイバ２８及び第２の投
光用光ファイバ３０の射出端面は、各々コリメートレン
ズ３４、３６の焦点位置に配置されている。これによ
り、平行な２光束（投光ビームＡ、投光ビームＢ）が得
られる。コリメートレンズ３４、３６の投光ビーム射出
側には、集光レンズ３８が配置されている。集光レンズ
３８は、２光束を焦点位置に集光（交差）する。

【００３７】また、測定プローブ４２内には、一端が光
検出器４８に接続された受光用光ファイバ４６の他端
が、受光用光ファイバ４６の端面が受光レンズ４０の焦
点位置に位置するように挿入されている。この光検出器
４８は、散乱された光を光電変換面でヘテロダイン検波
して（６）式に示す受光信号を出力し、算出装置６２は
この受光信号からドップラシフト周波数を算出し、流速
及び流速の方向を算出する。

【００３８】次に本実施例の作用を説明する。駆動回路
２２は、半導体レーザ２０への注入１３を鋸波状に変調
する。これにより、半導体レーザの発振周波数は注入電
流の大きさに比例して変化し、図５（１）に示すよう
に、周波数の直線的な変化が周期的に得られる。この注
入電流に対する周波数の変化率は、〜３ＧＨｚ／ｍＡ
（波長０．８μｍ帯の半導体レーザ）であり、１０ｍＡ
程度はモードジャンプなく縦単一モード発振で連続的に
変化させることができる。

【００３９】半導体レーザ２０からの射出されたレーザ
光は、コリメートレンズ２４により平行光にされ、光ア
イソレータ２６を通過し、光ファイバ方向性結合器３２
で２つに分岐される。光アイソレータ２６を設けている
ので、半導体レーザ２０への戻り光はカットされる。

【００４０】光ファイバ方向性結合器３２で２分岐され
たレーザ光は、第１の投光用光ファイバ２８及び第２の
投光用光ファイバ３０によって測定プローブ４２に伝送
される。測定プローブ４２内に伝送されたレーザ光は、
コリメートレンズ３４、３６により各々平行光である投
光ビームＡ及び投光ビームＢとして射出され、集光レン
ズ３８によって集光部４４に集光、すなわち交差され
る。

【００４１】この集光部４４を散乱粒子が通過すると、
通過する散乱粒子は、投光ビームＡ及び投光ビームＢを
全方向に散乱する。通過する粒子からの散乱光の一部は
再び集光レンズ３８を通して平行光にされ、受光レンズ
４０で焦点位置に集光され受光用光ファイバ４６を介し
て光検出器４８に伝送される。投光用２光束からの散乱
光は、この光検出器４８の光電変換面でヘテロダイン検
波され、算出装置６２で（６）式に示すドップラシフト
周波数が算出される。

【００４２】図５は、測定プローブ４２の集光レンズ３
８で１点に集光された集光部４４における投光ビームＡ
及び投光ビームＢの時間と周波数との関係を示すもので
ある。上記のように、第２の投光用光ファイバ３０は、
第１の投光用光ファイバ２８より光路長差Ｌだけ長くな
っているので、投光ビームＢは投光ビームＡに比較して
光路長差Ｌのため次式に示す時間τだけ遅れる。

【００４３】 τ＝ｎ・ΔＬ／ｃ・・・（７）注入電流が鋸波状に変化されるため、周波数の変化率ｄ
ν／ｄｔは一定であり、この時間τのため図５（１）に
示すように、投光ビームＡ、投光ビームＢは常に周波数
が（５）式で示したオフセット周波数ｆ_OFだけ異なる。
つまり、集光部４４を通過した散乱粒子からの散乱光の
周波数成分ｆ_Sは、このオフセット周波数とドップラ効
果によるシフト分とを加算して上記（６）式で求められ
ることになる。また、このとき受光される受光信号
Ｃ_D、すなわち散乱光の強度は、図５（２）に示すよう
になる。なお、１／ｆ_Sは受光信号の１周期を示してお
り、この周期の逆数が（６）式のｆ_Sになる。

【００４４】すなわち、ｆ_OFをオフセット周波数として
ドップラシフトが現れるため、予めｆ_OFを上記（５）式
に基づいて測定しておけば、受光信号Ｃ_Dからドップラ
シフト周波数ｆ_Dのみを精度良く測定可能となり、散乱
粒子の流速と流速方向とが検出可能となる。

【００４５】本実施例は、光源の発振周波数を変化させ
ると共に、投光用光ファイバに光路長差を与えることに
より、集光部での各投光ビームに周波数差を発生させる
ようにしたものである。その周波数差は（５）式で与え
られるものであり、図５に示すｆ_OFである。このｆ_OFは
（５）式で示すように周波数の変化率ｄν／ｄｔ、光路
長差、従って時間τにより変化させることができる。

【００４６】現状市販されている０．８μｍ帯の縦単一
モード発振の半導体レーザでは、可干渉距離は十数ｍ以
上であり、この値と半導体レーザの電流変調特性とを基
にして（５）式によるオフセット周波数ｆ_OFを演算する
と、３０ＭＨｚ以上になり、従来技術と同程度の値を得
ることが可能である。

【００４７】本実施例では、光照射方向と反対方向に散
乱する後方散乱光を受光する構成を示したが、照射方向
に散乱する前方散乱光を受光する構成にしても同様の検
出が可能である。

【００４８】図６に前方散乱受光型レーザドップラ流速
計の光学系の構成を示す。図６において、図３及び図４
と対応する部分には同一符号を付して説明する。測定プ
ローブ４２において投光光学系は図４と同一の構成であ
る。受光光学系は、投光ビームＡ、Ｂの照射方向に受光
レンズ４０を配置し、受光レンズ４０の焦点位置に端面
が位置するように、光検出器４８に光結合された受光用
光ファイバ４６を配置する。光検出器４８に伝送された
散乱光は光電変換面でヘテロダイン検波され、（６）式
で示されるドップラシフト周波数ｆ_Dの信号が得られ
る。

【００４９】図６では、受光レンズ４０で受光用光ファ
イバ４６の端面に集光部４４の像を結像する構成を示し
たが、光検出器４８の光電変換面を受光用光ファイバ４
０の端面位置、すなわち受光レンズ４０の焦点位置に配
置しても（６）式で示されるドップラシフト周波数ｆ_D
の信号が得られる。

【００５０】次に本発明の第２実施例について説明す
る。上記実施例では、差動型の光ファイバレーザドップ
ラ流速計を示したが、投光と受光とを１本の同一光ファ
イバで行い、ドップラシフトを受けていないレーザ光を
参照光として光検出器の光電変換面でヘテロダイン検波
する構成の参照光型レーザドップラ流速計についても、
上記と同様の原理で流速と流速方向を検出可能である。

【００５１】本願発明を参照光型レーザドップラ流速計
に適用した第２実施例の構成を図７に示す。参照光型レ
ーザドップラ流速計は、光軸方向に移動する粒子の速度
成分を検出可能であり、この速度成分を積分すると変位
が得られるので、一般に振動を計測する振動計として好
適である。この参照光型レーザドップラ流速計は、光源
から光アイソレータ２６を介して伝送されたレーザ光を
光ファイバ方向性結合器３２で２つに分岐し、一方をド
ップラシフトを受けない参照光用光ファイバ５０へ導
き、また、他方のレーザ光は投光受光を兼ねた１本の光
ファイバから成る投受光用光ファイバ５４によって測定
プローブ５６へ伝送する。参照光用光ファイバ５０の端
面は、レーザ光を全反射するように反射膜５２がコーテ
ィングされているので、光ファイバ方向性結合器３２側
から入射されたレーザ光は反射膜５２で反射されて折り
返される。なお、反射膜をコーティングする代わりにミ
ラー等で折り返してもよい。参照光用光ファイバ５０と
投受光用光ファイバ５４との間には、上記と同様に光路
長差Ｌが与えられている。

【００５２】測定プローブ５６は集光レンズ５８を備え
ており、投受光用光ファイバ５４の端面が集光レンズ５
８の焦点位置に位置するように、投受光用光ファイバ５
４の端部が挿入されている。従って、投受光用光ファイ
バ５４の端面から射出されたレーザ光は、集光レンズ５
８で集光部４４に集光される。この集光部４４を矢印の
ように紙面に対して左右方向に移動する粒子からの散乱
光を、再び集光レンズ５８を通して投受光用光ファイバ
５４で光検出器４８へ伝送する。図７から理解されるよ
うに、参照光型レーザドップラ流速計は、差動型レーザ
ドップラ流速計とは流速測定方向が９０°異なってい
る。そして、光検出器４８の光電変換面で粒子からの散
乱光とドップラシフトを受けていない参照光とがヘテロ
ダイン検波される。このとき得られる散乱粒子からの受
光信号の周波数ｆ_Sは次式で与えられる。

【００５３】ｆ_S＝ｆ_OF＋ｆ_DD ・・・（８）ｆ_DD＝（２ｖ／λ）・ｃｏｓθ ・・・（９）ここで、ｆ_OFは（５）式で示されるように、光ファイバ
の光路長差Ｌと半導体レーザの変調特性である半導体レ
ーザの発振周波数の時間変化率とによって定まるオフセ
ット周波数、ｆ_DDは散乱粒子によるドップラシフト周波
数、ｖは散乱粒子の流速、λは光源光の波長、θは散乱
粒子の流速ｖの方向と光軸との成す角である。すなわ
ち、上記と同様に、受光信号の周波数は光源での周波数
シフト量ｆ _OFをオフセット周波数として検出されるた
め、このオフセット周波数を予め求めておくことによ
り、ドップラシフト周波数ｆ_DDのみを検出することがで
き、検出したドップラシフト周波数ｆ_DDから流速及び流
速方向が判別可能となる。

【００５４】次に、本発明を多点測定用の差動型レーザ
ドップラ流速計に適用した第３実施例を図８を参照して
説明する。なお、図８において図３と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。

【００５５】本実施例には、半導体レーザ２０からの射
出光を２つに分岐する３つの１入力２出力の光ファイバ
方向性結合器３２₁、３２₂、３２₃が設けられてい
る。従って、光ファイバ方向性結合器３２₁で２つに分
岐された光の各々は、光ファイバ方向性結合器３２₂、
３２₃でさらに２つに分岐され、合計４つの分岐光が得
られる。なお、光ファイバ方向性結合器に代えてビーム
スプリッタ等を用いてもよい。

【００５６】光ファイバ方向性結合器３２₂、３２
₃は、第１の投光用光ファイバ２８及び第２の投光用光
ファイバ３０から成る第１の光ファイバ対６０₁を介し
て第１の測定プローブ４２₁に光結合されると共に、第
１の投光用光ファイバ２８及び第２の投光用光ファイバ
３０から成る第２の光ファイバ対６０₂を介して第２の
測定プローブ４２₂に光結合されている。第１の光ファ
イバ対６０₁の第１の投光用光ファイバ２８と第２の投
光用光ファイバ３０との間には光路長差Ｌ₁が設けられ
ており、第２の光ファイバ対６０₂の第１の投光用光フ
ァイバ２８と第２の投光用光ファイバ３０との間には光
路長差Ｌ₂（≠Ｌ₁）が設けられている。なお、各測定
プローブは図４と同様の構成である。

【００５７】なお、図８では、光ファイバ方向性結合器
３２₂、３２₃の各々が第１の測定プローブ４２₁及び
第２の測定プローブ４２₂の各々に接続されている例を
示したが、光ファイバ方向性結合器３２₂を第１の測定
プローブ４２₁のみに光結合し、光ファイバ方向性結合
器３２₃を第２の測定プローブ４２₂のみに光結合して
もよい。

【００５８】また、第１の測定プローブ４２₁及び第２
の測定プローブ４２₂は、第１の測定プローブ４２₁及
び第２の測定プローブ４２₂に入射された散乱光を伝送
する受光用光ファイバ４６を介して光検出器４８に光結
合されている。受光用光ファイバ４６は、２本を束ねて
端部が光検出器４８の受光面に位置するように配置して
もよいし、２入力１出力の光ファイバ方向性結合器で１
出力に合成して光検出器４８の受光面に受光されるよう
にしてもよい。この光検出器４８には、バンドパスフィ
ルタＢＰＦ₁、ＢＰＦ₂を介して算出装置６２が接続さ
れている。

【００５９】本実施例では、上記の第１実施例と同様に
各光ファイバ対における２つのレーザ光の周波数差、す
なわちオフセット周波数ｆ_OF1、ｆ_OF2は次式で与えら
れる。

【００６０】ｆ_OF1＝（ｄν／ｄｔ）（Ｌ₁／ｃ）・・・（１０）ｆ_OF2＝（ｄν／ｄｔ）（Ｌ₂／ｃ）・・・（１１）また、各受光信号の周波数ｆ_S1、ｆ_S2は、ドップラシフ
ト周波数を各々ｆ_D1、ｆ_D2とすると、次式で与えられ
る。

【００６１】ｆ_S1＝ｆ_OF1＋ｆ_D1 ・・・（１２）ｆ_S2＝ｆ_OF2＋ｆ_D2 ・・・（１３）これらのオフセット周波数ｆ_OF1、ｆ_OF2は各々異なっ
た値であるため、図９に示すように、周波数領域で考え
ると、周波数ｆ_S1、ｆ_S2の受光信号を各々分離可能にな
る。すなわち、バンドパスフィルタＢＰＦ₁、ＢＰＦ₂
の各通過帯域を、オフセット周波数ｆ_OF1、ｆ_OF2を中
心周波数とし、かつ速度計での流速測定範囲に相当する
ドップラ周波数範囲（上記（２）式により換算すること
ができる）を通過帯域とすることにより分離して同時に
検知可能になる。

【００６２】そして、検知したドップラシフト周波数ｆ
_Di（ｉは測定点に順に付した番号を示す）から次式に基
づいて測定点の流速及び流速方向が検出できる。

【００６３】ｆ_Di＝（２ｖ_i／λ）ｓｉｎ（φ_i／２）・・・（１４）なお、オフセット周波数ｆ_OF1、ｆ_OF2は光路長差
Ｌ₁、Ｌ₂によって定まるため、光路長差Ｌ₁、Ｌ₂を
適当な値に定めることにより、バンドパスフィルタＢＰ
Ｆ₁、ＢＰＦ₂の各通過帯域が重ならないようにして、
精度よく受光信号を分離可能になる。

【００６４】ここで、各測定プローブにおいては、投光
用光ファイバでの光路長差のみが周波数分離のパラメー
タであるため、光ファイバの絶対長については特に制限
はない。

【００６５】図１０に４つの測定点を同時に測定する例
を示す。なお、以下に説明する例では、半導体レーザ２
０、駆動回路２２、コリメートレンズ２４及び光アイソ
レータ２６を単に光源と記載した。この例では、１入力
２出力の光ファイバ方向性結合器３２を１個、２個、４
個の順に３段直列に配置して、１つの光源から出力され
た１つのレーザ光を８つのレーザ光に分岐して光ファイ
バ対６０₁〜６０₄を介してレーザ光を測定プローブの
各々に伝送するようにしている。光ファイバ対６０₁〜
６０₄を構成する第１の投光用光ファイバ２８と第２の
投光用光ファイバ３０との間には各々異なる光路長差Ｌ
₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄が設けられている。

【００６６】また、測定プローブの各々に入射した散乱
光は、受光用光ファイバ４６を介して光検出器４８に入
射される。そして、光検出器４８には、図１３に示すよ
うに、オフセット周波数ｆ_OF1、ｆ_OF2、ｆ_OF3、ｆ
_OF4を通過帯域の中心周波数とするバンドパスフィルタ
ＢＰＦ₁、ＢＰＦ₂、ＢＰＦ₃、ＢＰＦ₄が接続されて
いる。受光信号の各々は強度変調されているので、光検
出器４８で光電変換してバンドパスフィルタを通過させ
ることにより、測定点の各々に対応した周波数の電気信
号が得られ、この電気信号から４測定点の流速及び流速
方向が同時に判別可能となる。

【００６７】レーザ光を分岐するには、図１１に示すよ
うに、単一の１入力８出力の光ファイバ方向性結合器３
２を用いて行うこともできる。

【００６８】図１０の例では、最終段の光ファイバ方向
性結合器から出力されるレーザ光のみが測定プローブに
伝送され、図１１の例では単一の光ファイバ方向性結合
器から出力されるレーザ光のみが測定プローブに伝送さ
れるので、測定プローブには光量が等しいレーザ光が伝
送され、最もＳＮ比の高いドップラ信号が得られる。

【００６９】更に、図１２に示すように、１入力２出力
の光ファイバ方向性結合器３２を１個、２個、２個、２
個の順に４段直列に配置して、１つの光源から出力され
たレーザ光を８つのレーザ光に分岐してもよい。図１２
の例では、図１０及び図１１の例とは異なり、最終段の
光ファイバ方向性結合器から出力されるレーザ光の他に
中間段の光ファイバ方向性結合器から出力されるレーザ
光も測定プローブに伝送させているので、測定プローブ
に伝送されるレーザ光の光量は等しくないが、多少ＳＮ
比が低下するのみであり、このような分岐を行っても計
測することができる。

【００７０】上記差動型ドップラシフト流速計の実施例
では、２測定点、４測定点を測定する場合について説明
したが、本発明は、測定プローブを２つ以上設け、各測
定プローブに光結合される光ファイバ対の光路長差を各
々異なった値に設定することにより、２以上の測定点を
同時に測定することができるものである。

【００７１】すなわち、上記で説明した多点測定用の差
動型レーザドップラ流速計では、光源から射出されたレ
ーザ光を２Ｎ（Ｎは自然数）個に分岐し、光路長差が各
々Ｌ ₁,Ｌ₂,・・・Ｌ_N（Ｌ₁≠Ｌ₂≠・・・≠Ｌ_N）
のＮ組の光ファイバ対で、分岐されたレーザ光をＮ個の
測定プローブの各々に伝送させ、Ｎ個の測定点からの散
乱光を単一の光検出器で検出し、オフセット周波数ｆ
_OFiを中心周波数としかつ通過帯域が各々異なるＮ個の
バンドパスフィルタで分離して検出するようにすればよ
い。

【００７２】次に、本発明を多点測定用の参照型レーザ
ドップラ流速計に適用した第４実施例を図１４を参照し
て説明する。なお、図１４において図３と同一部分には
同一符号を付して説明する。

【００７３】本実施例には、光源から射出された光を２
つに分岐する３つの１入力２出力の光ファイバ方向性結
合器３２₁、３２₂、３２₃が設けられている。従っ
て、３つの光ファイバ方向性結合器によって、合計４つ
の分岐光が得られる。なお、光ファイバ方向性結合器に
代えてビームスプリッタ等を用いてもよい。

【００７４】光ファイバ方向性結合器３２₂で分岐され
た一方のレーザ光は、端面がレーザ光を全反射するよう
に反射膜がコーティングされ、かつドップラシフトを受
けない参照光用光ファイバ５０₁へ導き、また、他方の
レーザ光は投光受光を兼ねた１本の光ファイバから成る
投受光用光ファイバ５４₁によって第１の測定プローブ
へ伝送する。また、光ファイバ方向性結合器３２₃で分
岐された一方のレーザ光は、端面がレーザ光を全反射す
るように反射膜がコーティングされ、かつドップラシフ
トを受けない参照光用光ファイバ５０₂へ導き、また、
他方のレーザ光は投光受光を兼ねた１本の光ファイバか
ら成る投受光用光ファイバ５４₂によって第２の測定プ
ローブへ伝送する。参照光用光ファイバ５０₁と投受光
用光ファイバ５４₁との間には、光路長差Ｌ₁が設けら
れ、参照光用光ファイバ５０₂と投受光用光ファイバ５
４₂との間には、光路長差Ｌ₂が設けられている。

【００７５】本実施例では、上記の実施例と同様に各投
受光用光ファイバにおける２つのレーザ光の周波数差、
すなわちオフセット周波数ｆ_OF1、ｆ_OF2は上記の（１
０）、（１１）で与えられる。

【００７６】このように、ｆ_OF1、ｆ_OF2をオフセット
周波数としてドップラシフトが現れるため、上記と同様
に、バンドパスフィルタを用いてドップラシフト周波数
ｆ_D1、ｆ_D2のみを精度良く測定可能となり、次式に従っ
て散乱粒子の速度、すなわち流速と流速方向とを算出可
能となる。

【００７７】ｆ_DDi＝（２ｖ_i／λ）・ｃｏｓθ_i ・・・（１５）図１５は、参照光用光ファイバとして一本の参照光用光
ファイバ５０を用い投受光用光ファイバ５４₁と投受光
用光ファイバ５４₂とで参照光用光ファイバを共用した
例を示すものであり、投受光用光ファイバ５４₁と投受
光用光ファイバ５４₂とは参照光用光ファイバ５０に対
して各々光路長差Ｌ₁、Ｌ₂が与えられている。

【００７８】図１６、図１７は、４つの測定点を同時に
測定する例を示すものであり、この例では、１入力２出
力の光ファイバ方向性結合器３２を１個、２個、４個の
順に３段直列に配置して、１つの光源から出力された１
つのレーザ光を８つのレーザ光に分岐して投受光用光フ
ァイバ５４₁〜５４₄を介してレーザ光を測定プローブ
の各々に伝送するようにしている。また、４つの参照光
用光ファイバ５０₁〜５４₄を用いている。この例で
は、参照光用光ファイバ同士での光路長差によりオフセ
ット周波数が発生することが考えられるが、この点は参
照光用光ファイバ同士の光路長差を投受光用光ファイバ
の光路長差より充分大きく設定するか、参照光用光ファ
イバ同士の光路長差を同一値に設定する（このとき出力
は直流成分となる）ことにより、バンドパスフィルタで
分離可能となる。

【００７９】図１７の例は、図１５と同様に、各投受光
用光ファイバ５４₁〜５４₄で一本の参照光用光ファイ
バ５０を共用して４つの測定点を同時に測定する例を示
したものである。

【００８０】なお、上記の投受光用光ファイバ５４₁〜
５４₄と参照光用光ファイバ５０₁〜５０₄との間（図
１６の例）、投受光用光ファイバ５４₁〜５４₄と参照
光用光ファイバ５０との間（図１７の例）には各々異な
る光路長差Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄が設けられている。

【００８１】なお、上記では参照光用光ファイバを１本
または測定プローブと同数設ける例について説明した
が、１本〜測定プローブの数の間の値であれば、任意の
本数設けることができる。

【００８２】上記参照型レーザドップラ流速計の実施例
では、２測定点、４測定点を測定する場合について説明
したが、本発明は、測定プローブを２つ以上設け、各測
定プローブに光結合される光ファイバ対の光路長差を各
々異なった値に設定することにより、２以上の測定点を
同時に測定することができるものである。

【００８３】すなわち、上記で説明した多点測定用の参
照型レーザドップラ流速計では、光源から射出されたレ
ーザ光を２Ｎ個に分岐し、光路長差が各々Ｌ₁,Ｌ₂,・・
・Ｌ _N（Ｌ₁≠Ｌ₂≠・・・≠Ｌ_N）のＮ個の投受光
用光ファイバで、分岐されたレーザ光をＮ個の測定プロ
ーブの各々に伝送させると共に、１〜Ｎ個の参照光用光
ファイバを用い、Ｎ個の測定点からの散乱光と参照光と
を単一の光検出器で検出し、オフセット周波数ｆ_OFiを
中心周波数としかつ通過帯域が各々異なるＮ個のバンド
パスフィルタで分離して検出するようにすればよい。

【００８４】なお、上記各実施例でも第１実施例と同様
に、周囲温度の影響を低減するために、光ファイバを近
接して配置するのが好ましい。

【００８５】上記各実施例では半導体レーザの注入電流
を鋸歯状に変調してオフセット周波数を発生させる例を
示したが、変調は鋸歯状に限らず三角波状でも可能であ
る。

【００８６】変調波として鋸歯状波とした場合、図５
（１）に示すように集光部での投光ビームＡの周波数は
投光ビームＢの周波数に比較して、常にｆ_OFだけ高いた
め、時間に依存せず（５）式で示すオフセット周波数が
得られる。一方、三角波状の変調では、図１８に示すよ
うに、変調の半周期で投光ビームＡの周波数は投光ビー
ムＢの周波数に対して反転するため、半周期毎で流速方
向の検出結果が反転してしまう。しかし、変調状況をモ
ニタしていれば正確な流速方向は検出可能となる。

【００８７】また、連続的に発振周波数が変化していれ
ば上記２種類の変調波形に限らず、他の形状で変調する
こともできる。他の形状で変調した場合（例えば、正弦
波状）では、オフセット周波数が時間的に一定な波形に
はならないので、散乱粒子が集光部４４を通過した時間
を検出する別の測定系を必要とする。

【００８８】また、上記では光源として半導体レーザを
用いたが、連続的に発振周波数が変化できれば、ＹＡＧ
等の固体レーザでも可能であるし、縦マルチモード発振
の半導体レーザを外部共振器等により縦単一モード発振
として使用することも可能である。縦マルチモード発振
の半導体レーザを縦単一モード発振とするためには、ミ
ラーあるいは回析格子をレーザ光射出側に配置し、半導
体レーザに発振しているレーザ光をある位相条件を満た
すように直接戻せばよい。

【００８９】また、光源を一定の周波数で発振させ、外
部変調素子（周波数シフタや、ＬｉＮｂＯ₃を用いた光
集積型の光変調素子等の位相変調素子）を用いることも
可能である。

【００９０】以上説明したように本実施例によれば、光
源の周波数を変調すると共に光ファイバにより光路長差
を与えているため、オフセット周波数を任意の値に設定
することが可能となり、広範囲な流速測定対象を高精度
で測定することができる。また、光路長差を得るために
光ファイバを用いることは、光路長差内での温度変化を
キャンセルできる構成であるため、安定なオフセット周
波数を得ることができ、高精度な流速と流速方向を測定
可能となる。測定プローブでの集光部を通過する粒子か
らの散乱光を受光するのに専用の光学系を構成できるた
め、信号対雑音比の高い信号を得ることができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように第１及び第２の発明
によれば、光源の周波数変調と光ファイバによる光路長
差とを与えることにより、オフセット周波数を任意の値
に設定することが可能なため、広範囲な流速測定対象を
高精度で測定することができる、という効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の差動型レーザドップラ流速計の概略図で
ある。

【図２】従来の二次元ベクトルレーザドップラ流速計の
概略図である。

【図３】本発明の第１実施例の差動型レーザドップラ流
速計の概略図である。

【図４】本発明の上記実施例のレーザドップラ流速計の
測定プローブ部分を示す概略図である。

【図５】（１）は変調波を鋸歯状波とした場合の周波数
と時間との関係を示す線図であり、（２）は受光信号の
波形を示す線図である。

【図６】前方散乱受光型レーザドップラ流速計の光の概
略図である。

【図７】本発明の第２実施例の参照光型レーザドップラ
流速計の概略図である。

【図８】本発明の第３実施例の２測定点を同時に測定す
る差動型レーザドップラ流速計の概略図である。

【図９】図８の差動型レーザドップラ流速計の周波数と
受光信号のパワースペクトルとの関係を示す線図であ
る。

【図１０】４測定点を同時に測定する差動型レーザドッ
プラ流速計の要部を示す概略図である。

【図１１】４測定点を同時に測定する差動型レーザドッ
プラ流速計の他の例の要部を示す概略図である。

【図１２】４測定点を同時に測定する差動型レーザドッ
プラ流速計の更に他の例の要部を示す概略図である。

【図１３】本発明の第４実施例のバンドパスフィルタの
接続状態を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第４実施例の２測定点を同時に測定
する参照光型レーザドップラ流速計の概略図である。

【図１５】２測定点を同時に測定する参照光型レーザド
ップラ流速計他の例の要部を示す概略図である。

【図１６】４測定点を同時に測定する参照光型レーザド
ップラ流速計の要部を示す概略図である。

【図１７】４測定点を同時に測定する参照光型レーザド
ップラ流速計の他の例の要部を示す概略図である。

【図１８】変調波を三角波とした場合の周波数と時間と
の関係を示す線図である。

【符号の説明】

２０半導体レーザ２２駆動回路２６光アイソレータ２８第１の投光用光ファイバ３０第１の投光用光ファイバ３２光ファイバ方向性結合器４２測定プローブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川正愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者各務学愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数が少なくとも一定期間連続的に変
化する１つのレーザ光を射出する光源と、光源から射出されたレーザ光を少なくとも２つに分岐す
る分岐装置と、分岐装置で分岐されたレーザ光の１つを各々伝送する一
対の光ファイバで構成されると共に、該光ファイバの間
に光路長差が設けられた少なくとも１つの光ファイバ対
と、光ファイバ対により伝送されたレーザ光を被測定領域に
集光する少なくとも１つの集光装置と、集光装置と対応して設けられると共に、被測定領域に集
光されたレーザ光による散乱光が入射される少なくとも
１つの入射装置と、入射装置に入射された散乱光を受光する１つの受光装置
と、受光装置で受光された受光信号の周波数、前記光路長差
及びレーザ光の周波数の変化率に基づいて被測定領域に
おけるドップラシフト周波数を少なくとも１つ算出する
算出装置と、を含むレーザドップラ流速計。
【請求項２】周波数が少なくとも一定期間連続的に変
化する１つのレーザ光を射出する光源と、光源から射出されたレーザ光を少なくとも２つに分岐す
る分岐装置と、分岐装置で分岐されたレーザ光の１つを参照光として伝
送する少なくとも１つの参照光用光ファイバと、分岐装置で分岐されたレーザ光の１つを測定光として伝
送し、かつ参照光用光ファイバに対して光路長差を有す
る少なくとも１つの測定光用光ファイバと、測定光用光ファイバにより伝送されたレーザ光を被測定
領域に集光する少なくとも１つの集光装置と、集光装置と対応して設けられると共に、被測定領域に集
光されたレーザ光による散乱光が入射される少なくとも
１つの入射装置と、入射装置に入射されたた散乱光及び参照光用光ファイバ
により伝送された参照光を受光する１つの受光装置と、受光装置で受光された受光信号の周波数、前記光路長差
及びレーザ光の周波数の変化率に基づいて被測定領域に
おけるドップラシフト周波数を少なくとも１つ算出する
算出装置と、を含むレーザドップラ流速計。