[go: up one dir, main page]

NO341810B1 - Optical wavelength grid interrogation system and wavelength grid sensor system - Google Patents

Optical wavelength grid interrogation system and wavelength grid sensor system Download PDF

Info

Publication number
NO341810B1
NO341810B1 NO20052616A NO20052616A NO341810B1 NO 341810 B1 NO341810 B1 NO 341810B1 NO 20052616 A NO20052616 A NO 20052616A NO 20052616 A NO20052616 A NO 20052616A NO 341810 B1 NO341810 B1 NO 341810B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
optical
soa
signal
pulse
wavelength
Prior art date
Application number
NO20052616A
Other languages
Norwegian (no)
Swedish (sv)
Other versions
NO20052616D0 (en
NO20052616L (en
Inventor
Lorna Anne Everall
Glynn David Lloyd
Original Assignee
Moog Insensys Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP02258640A external-priority patent/EP1432149B1/en
Application filed by Moog Insensys Ltd filed Critical Moog Insensys Ltd
Publication of NO20052616D0 publication Critical patent/NO20052616D0/en
Publication of NO20052616L publication Critical patent/NO20052616L/en
Publication of NO341810B1 publication Critical patent/NO341810B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35383Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using multiple sensor devices using multiplexing techniques
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Et optisk spørresystem 10 omfatter et optisk forsterkende og signalutvelgende middel, i form av en halvleder optisk forsterker (SOA) 14 og en optisk kilde 12, 14. Driftsmidler 22 (en elektrisk pulsgenerator drevet av en variabel frekvensoscillator) er anordnet til å generere elektriske driftpulser (se innsatt (a)) som er anvendt på SOA'en 14 for å slå på og av SOA'en 14. Den optiske kilden omfatter en super-lysemitterende diode (SLD) 12, den kontinuerlige bølgeutgangen fra hvilken portes inn i optiske pulser av SOA'en 14. SOA'en 14 er optisk koblet til bølgelederen 16 som inneholder en matrise av reflekterende optiske elementer (gitre G) som skal spørres. Spørresystemet omfatter videre optiske detekteringsmidler 18, optisk koblet til SOA'en 14, som kan evaluere bølgelengden til en returnert optisk puls overført av SOA'en 14.An optical interrogation system 10 comprises an optical amplifying and signal selecting means, in the form of a semiconductor optical amplifier (SOA) 14 and an optical source 12, 14. Operating means 22 (an electric pulse generator driven by a variable frequency oscillator) are arranged to generate electric operating pulses (see insert (a)) applied to the SOA 14 to turn the SOA 14 on and off. The optical source comprises a super-light emitting diode (SLD) 12, the continuous wave output from which is gated into optical pulses of the SOA 14. The SOA 14 is optically connected to the waveguide 16 which contains an array of reflecting optical elements (gratings G) to be interrogated. The interrogation system further comprises optical detection means 18, optically coupled to the SOA 14, which can evaluate the wavelength of a returned optical pulse transmitted by the SOA 14.

Description

341810 341810

1 1

Oppfinnelsen gjelder et optisk bølgeledergitter-spørresystem og et optisk bølgeledergittersensorsystem, slik det framgår av den innledende del av henholdsvis patentkrav 1 og 12. The invention relates to an optical waveguide grating interrogator system and an optical waveguide grating sensor system, as appears from the introductory part of patent claims 1 and 12 respectively.

Bakgrunn Background

De to mest brukte metodene for spørregitre i en multi-gittermatrise er bølgelengdemultipleksing 5 (”WDM (Wavelength Division Multiplexing)”) og tidsmultipleksing (”TDM (Time Division Multiplexing)”). I tilfelle for WDM-baserte systemer, er hvert gitter innenfor matrisen fremstilt for å ha ulik resonansbølgelengde, plassert i et ulikt bølgelengdevindu. En kontinuerlig optisk bølgekilde med bred båndbredde ("contiuous wave broad bandwith optical source") brukes til å belyse alle gitrene samtidig, og det resulterende reflekterte signalet fra hvert gitter er samtidig til 10 stede i utgangsspektrumet fremstilt for et bølgelengemålesystem. Bølgelengdemålesystemet må derfor kunne måle flere bølgelengder samtidig. Dette er et eget trekk for et scanneinstrument, slik som en optisk spektrumanalyserer, men skaper et problem for instrumenter som bølgemålere. En annen ulempe ved WDM-baserte systemer er at ettersom antallet gitter i matrisen øker, så øker også den krevde driftsbåndbredden til den optiske kilden og bølgelengdemålesystemet. The two most used methods for interrogation gratings in a multi-grating matrix are wavelength multiplexing 5 ("WDM (Wavelength Division Multiplexing)") and time multiplexing ("TDM (Time Division Multiplexing)"). In the case of WDM-based systems, each grating within the array is fabricated to have a different resonant wavelength, placed in a different wavelength window. A continuous wave broad bandwidth optical source is used to illuminate all the gratings simultaneously, and the resulting reflected signal from each grating is simultaneously present in the output spectrum produced for a wavelength measuring system. The wavelength measuring system must therefore be able to measure several wavelengths simultaneously. This is a distinct feature for a scanning instrument, such as an optical spectrum analyzer, but creates a problem for instruments such as wave meters. Another disadvantage of WDM-based systems is that as the number of gratings in the array increases, so does the required operating bandwidth of the optical source and wavelength measurement system.

15 I motsetning tillater TDM-baserte systemer vanligvis at alle gitrene i matrisen kan plasseres i det samme bølgelengdevinduet, med gitrene belyst av en pulserende optisk kilde ("pulsed optical source"). I det enkleste TDM-baserte systemet vil en separat kort puls med bred båndbredde (" single short broad bandwith puls"), sendt inn i en ende av en fiber, nå et spesielt gitter i matrisen ved et spesielt tidspunkt. Gitteret vil reflektere en del av den optiske pulsen og det reflekterte 20 signalet vil forplante seg tilbake i fiberen mot den optiske kilden og et bølgelengdemålesystem. 15 In contrast, TDM-based systems usually allow all gratings in the array to be placed in the same wavelength window, with the gratings illuminated by a pulsed optical source. In the simplest TDM-based system, a separate short broad bandwidth pulse ("single short broad bandwidth pulse"), sent into one end of a fiber, will reach a particular grating in the array at a particular time. The grating will reflect part of the optical pulse and the reflected signal will propagate back in the fiber towards the optical source and a wavelength measuring system.

Pulser reflektert fra andre gitter inne i matrisen vil ankomme ved målesystemet til forskjellig tid, siden de vil ha beveget seg ulike avstander. Differensiering av den absolutte bølgelengden for hvert gitter benytter det faktum at lyset beveger seg i en fiber med en beregnet hastighet på rundt 200000000 meter per sekund. Vanskeligheten ved drift av denne typen TDM-baserte systemer er 25 at det krever et bølgelengdemålesystem som kan operere i høy hastighet. Det er fordi bølgelengden til hver reflektert puls må bestemmes før den neste pulsen kommer. På grunn av hastigheten til lys og vanlig gitterinndeling, er de reflekterte pulsene vanligvis bare nanosekunder fra hverandre. Pulses reflected from other gratings inside the array will arrive at the measurement system at different times, since they will have traveled different distances. Differentiating the absolute wavelength for each grating makes use of the fact that light travels in a fiber at a calculated speed of about 200000000 meters per second. The difficulty in operating this type of TDM-based system is that it requires a wavelength measurement system that can operate at high speed. That's because the wavelength of each reflected pulse must be determined before the next pulse arrives. Due to the speed of light and regular grating spacing, the reflected pulses are typically only nanoseconds apart.

En alternativ TDM-teknikk, som ikke avhenger av høyhastighets bølgelengdebestemmelse, 30 utnytter korte optiske pulser med en separat kjent bølgelengde. Bare gitter i matrisen, hvilkets resonansbølgelengde tilsvarer den pulsen vil reflektere pulsen. Ved å endre bølgelengden til det optiske signalet mellom pulsene, kan hele spekteret av gittermatrisen scannes og bølgelengden til 341810 An alternative TDM technique, which does not depend on high-speed wavelength determination, utilizes short optical pulses of a separately known wavelength. Only gratings in the array whose resonance wavelength corresponds to that pulse will reflect the pulse. By changing the wavelength of the optical signal between pulses, the entire spectrum of the grating array can be scanned and the wavelength of 341810

2 2

hvert gitter bestemmes. Det vanskelige med denne TDM-teknikken er at den krever høyhastighets fotodioder for å detektere de reflekterte pulsene og høyhastighetssignal behandlingselektronikk. Behovet for å ha en optisk scannekilde, slik som en stillbar laserdiode eller en båndbredde-lyskilde eller et scannefilter, er også et problem, siden disse enhetene ofte er store og kostbare. each lattice is determined. The difficulty with this TDM technique is that it requires high-speed photodiodes to detect the reflected pulses and high-speed signal processing electronics. The need to have an optical scanning source, such as a tunable laser diode or a bandwidth light source or a scanning filter, is also a problem, as these devices are often large and expensive.

5 Et problem som man står ovenfor med alle disse gitterspørresystemene er at det er vanskelig å oppnå optiske kilder med høyeffektiv bred båndbredde. Siden en bred båndbreddekilde gjennom sin natur dekker et stort område bølgelengder, er effekten for hver bølgelengde vanligvis veldig lav (vanligvis -30db/nm). I et TDM-basert system er dette problemet sammensatt gjennom det faktum at bare korte pulser med lange pulsintervall-forsinkelser mottas ved målesystemet, som videre 10 resulterer (ofte inngående) i reduksjon i den gjennomsnittlige optiske effekten som mottas av målesystemet. 5 A problem that is faced with all these grating interrogator systems is that it is difficult to obtain optical sources with highly efficient wide bandwidth. Since a wide bandwidth source by its nature covers a large range of wavelengths, the power for each wavelength is usually very low (typically -30db/nm). In a TDM-based system, this problem is compounded by the fact that only short pulses with long pulse interval delays are received by the measurement system, which further results (often substantially) in reduction in the average optical power received by the measurement system.

For å maksimere den tilgjengelige effekten er det derfor nødvendig å sikre at reflektiviteten til gitrene i matrisen er relativt stor. Økende gitterrefleksjon øker det tilgjengelige signalet ved målesystemet, men har den ulempen at det begrenser antallet gitter som kan være i matrisen. In order to maximize the available effect, it is therefore necessary to ensure that the reflectivity of the gratings in the matrix is relatively large. Increasing grating reflection increases the available signal at the measurement system, but has the disadvantage that it limits the number of gratings that can be in the array.

15 Dette er fordi at for hvert gitter i matrisen den hendelsespulsen må passere gjennom, mister den noe av styrken etter hvert som den reflekteres tilbake fra gitteret. Jo flere gitter pulsen passerer gjennom, jo mer effekt mister den. I tillegg vil det reflekterte lyset fra et gitter som forplanter seg tilbake mot målesystemet også oppleve nedbryting i effekten på grunn av ytterligere refleksjoner fra andre gitter mellom gitteret og målesystemet. 15 This is because for each grating in the matrix that incident pulse must pass through, it loses some of its strength as it is reflected back from the grating. The more gratings the pulse passes through, the more effect it loses. In addition, the reflected light from a grating that propagates back towards the measuring system will also experience degradation in effect due to further reflections from other gratings between the grating and the measuring system.

20 For gitter med 10 % eller høyere reflektivitet, kan raten av reduksjon i effekt være dramatisk. 20 For gratings with 10% or higher reflectivity, the rate of reduction in power can be dramatic.

Dette kan begrense det totale antallet gitter i en matrise til rundt fem til ti, og kan bety at målesystemet må kunne klare seg med et bredt område av optiske inngangseffektnivåer. En ytterligere ulempe med bruk av høyreflekterende gitter i et TDM-basert sensorsystem er at betydelig interferens kan oppstå på grunn av de flertall refleksjonene av de belyste optiske 25 pulsene. This can limit the total number of gratings in an array to around five to ten, and can mean that the measurement system must be able to cope with a wide range of optical input power levels. A further disadvantage of using highly reflective gratings in a TDM-based sensor system is that significant interference can occur due to the multiple reflections of the illuminated optical pulses.

En annen type optisk spørresystem er et optisk tidsstyrt reflektometer (”OTDR (optisk time domain reflectometer)”). I et ODTR slås en lyskilde (lysemitterende diode eller laserdiode) på for et kort tidsrom, for å generere en utgående optisk puls. Lyset beveger seg langs, for eksempel en del av en optisk fiber under test og reflekteres fra hvilket som helst refleksjonspunkt inne i fiberen. Another type of optical interrogation system is an optical time domain reflectometer ("OTDR (optical time domain reflectometer)"). In an ODTR, a light source (light emitting diode or laser diode) is turned on for a short period of time to generate an output optical pulse. The light travels along, for example, a section of an optical fiber under test and is reflected from any reflection point inside the fiber.

30 Refleksjonspunktene er vanlige brudd i fiberen eller optiske komponenter, slik som koplingssnorkoblinger. Refleksjoner kan også oppstå på grunn av generelle fiberbirefleks. De reflekterte signalene registreres som en rekke av pulser gjennom en detektor. Styring av de 341810 30 The reflection points are common breaks in the fiber or optical components, such as patch cord connectors. Reflections can also occur due to general fiber bireflexes. The reflected signals are registered as a series of pulses through a detector. Management of the 341810

3 3

reflekterte pulsene i forhold til den utgående optiske pulsen avgjør posisjonen til bruddene eller komponenter langs fiberen. Størrelsen til det reflekterte optiske signalet avhenger av typen refleksjonspunkt. For eksempel vil en refleksjon fra en koblingssnorkobling være rundt 4 %, mens størrelsen av en refleksjon fra en brukket fiber vil være mindre enn dette. the reflected pulses relative to the outgoing optical pulse determine the position of the breaks or components along the fiber. The magnitude of the reflected optical signal depends on the type of reflection point. For example, a reflection from a patch cord connector will be around 4%, while the magnitude of a reflection from a broken fiber will be less than this.

5 Hovedproblemet med eksisterende OTDR-teknikk er at den krever veldig rask signalbehandlende elektronikk for å skille ankomsttidene for forskjellige reflekterte pulser. Bruken av rask elektronikk betyr at målenøyaktigheten av størrelsen til de reflekterte pulsene er liten. I tillegg har de reflekterte optiske signalene vanligvis lav effekt, som resulterer i dårlige signal-til-støy-forhold ("signal-to-noise rate"). 5 The main problem with existing OTDR technique is that it requires very fast signal processing electronics to separate the arrival times of different reflected pulses. The use of fast electronics means that the measurement accuracy of the size of the reflected pulses is small. In addition, the reflected optical signals usually have low power, resulting in poor signal-to-noise ratio.

10 US 2002/025097 beskriver en framgangsmåte og anordninger for tidsdomene demultipleksing av serielle fiber Braggittersensorgrupper der de optiske signalene reflektert fra gitrene synkroniseres av en elektronisk regulert optisk modulator før det utføres noen bølgelengdemåling. Anordningen inkluderer også en optisk forsterker til forsterkning av de reflekterte optiske signalene før de blir synkronisert av den optiske modulatoren. 10 US 2002/025097 describes a method and devices for time domain demultiplexing of serial fiber Braggitter sensor groups where the optical signals reflected from the gratings are synchronized by an electronically regulated optical modulator before any wavelength measurement is performed. The device also includes an optical amplifier for amplifying the reflected optical signals before they are synchronized by the optical modulator.

15 Stubkjer, K.E. et al «Recent advances in semiconductor optical amplifiers and their applications», Proceeding of the International Conference on Indium Phosphide and related materials, 1992, IEEE, vol. Conf.4, 21. april 1992, s. 242-245 rapporterer at optiske halvlederforsterkere (SOA) kan brukes som porter i høyhastighets bryterkretser, der lyset reguleres ved å modulere injeksjonsstrømmen tilført SOA’en. 15 Stubkjer, K.E. et al "Recent advances in semiconductor optical amplifiers and their applications", Proceeding of the International Conference on Indium Phosphide and related materials, 1992, IEEE, vol. Conf.4, April 21, 1992, pp. 242-245 reports that semiconductor optical amplifiers (SOAs) can be used as gates in high-speed switching circuits, where the light is regulated by modulating the injection current supplied to the SOA.

20 Oppfinnelsen 20 The invention

Et optisk bølgelengdegitter-spørresystem og et optisk bølgelengdegitter-sensorsystem i henhold til oppfinnelsen framgår av den karakteriserende del av henholdsvis patentkrav 1 og 12. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige kravene. An optical wavelength grating interrogator system and an optical wavelength grating sensor system according to the invention appear from the characterizing part of patent claims 1 and 12, respectively. Further advantageous features appear from the associated independent claims.

I samsvar med et første trekk av oppfinnelsen er det skapt et optisk bølgeledergitter-spørresystem 25 som omfatter: In accordance with a first feature of the invention, an optical waveguide grating interrogator system 25 has been created which comprises:

en optisk kilde som kan generere optiske pulser for å sendes inn i en optisk bølgeleder omfattende en eller flere gitter som skal spørres, an optical source capable of generating optical pulses to be sent into an optical waveguide comprising one or more gratings to be interrogated,

bølgelengde-evalueringsapparat; wavelength evaluation apparatus;

341810 341810

4 4

og toveis optisk forsterkende og signalutvelgende midler som optisk kobles til bølgelederen, hvori bølgelengdeevalueringsapparatet er optisk koblet til det optisk forsterkende og signalutvekslende middelet, og som kan evaluere bølgelengden for en returnert optisk puls overført av det optisk forsterkende og signalutvekslende middelet, karakterisert ved at det toveis 5 optiske forsterkende og signalutvelgende middelet er en singel optisk anordning og som kan opereres for selektiv overføring av en optisk puls returnert fra et gitter under spørring og for samtidig optisk forsterkning av et optisk signal overført derigjennom. and two-way optical amplifying and signal selecting means optically coupled to the waveguide, wherein the wavelength evaluation apparatus is optically coupled to the optical amplifying and signal exchanging means, and which can evaluate the wavelength of a returned optical pulse transmitted by the optical amplifying and signal exchanging means, characterized in that the two-way 5 optical amplifying and signal selecting means is a single optical device and operable for selective transmission of an optical pulse returned from a grating under interrogation and for simultaneous optical amplification of an optical signal transmitted therethrough.

Det toveis optisk forsterkende og signalutvelgende middelet er fortrinnsvis en optisk forsterkeranordning, slik som en optisk halvlederforsterker, med bryterfunksjon; hvor når det 10 optisk forsterkende og signalutvelgende middelet er slått på, overfører og forsterker et optisk signal, og når det er slått av, forhindres overføringen og forsterkingen av optiske signaler. The two-way optical amplifying and signal selecting means is preferably an optical amplifier device, such as an optical semiconductor amplifier, with a switching function; wherein when the optical amplifying and signal selecting means is turned on, transmits and amplifies an optical signal, and when it is turned off, the transmission and amplification of optical signals is prevented.

Det optiske bølgeledergitter-spørresystemet omfatter videre fortrinnsvis et driftsmiddel for det toveis optisk forsterkende og signalutvelgende middelet, hvilket driftsmiddel er anvendelig til å generere elektriske driftspulser med variabel frekvens og for å slå det optisk forsterkende og 15 signalutvelgende middelet av og på. The optical waveguide grating interrogator system further preferably comprises an operating means for the bidirectional optical amplifying and signal selecting means, which operating means is useful for generating electrical operating pulses of variable frequency and for switching the optical amplifying and signal selecting means on and off.

Driftsmiddelet er fortrinnsvis anvendelige for å generere elektriske driftpulser med variabel frekvens og varighet. Driftsmiddelet kan alternativt generere par av elektriske driftpulser. Driftsmiddelet kan videre alternativt generere en kontinuerlig strøm av elektriske driftpulser, ved en valgt frekvens og hver har den samme varigheten. Varigheten av en elektrisk driftpuls er 20 fortrinnsvis kortere enn to ganger tiden krevd for et optisk signal og bevege seg mellom de nærmeste tilliggende reflekterende optiske elementene. The operating means are preferably usable for generating electrical operating pulses with variable frequency and duration. The operating means can alternatively generate pairs of electrical operating pulses. The operating means can further alternatively generate a continuous stream of electrical operating pulses, at a selected frequency and each having the same duration. The duration of an electrical operating pulse is preferably shorter than twice the time required for an optical signal to travel between the nearest adjacent reflective optical elements.

Driftsmiddelet kan omfatte en elektrisk pulsgenerator som trigges av en frekvensoscillator, eller alternativt omfatte en digitale programmerbar pulsgenererende anordning. The operating means may comprise an electric pulse generator which is triggered by a frequency oscillator, or alternatively comprise a digital programmable pulse generating device.

Et flertall optiske forsterkende og signalutvelgende midler kan anordnes, hver kobles optisk til en 25 respektiv optisk bølgeleder som omfatter et eller flere reflekterende optiske elementer som skal utspørres. Fortrinnsvis styres hver av de optiske forsterkende og signalutvelgende midlene av et separat driftsmiddel, hvilket driftsmiddel selektivt kan kobles til det respektive optiske forsterkende og signalutvelgende middelet til den optiske bølgelederen som omfatter et valgt reflekterende optisk element som skal spørres. A plurality of optical amplifying and signal selecting means can be arranged, each optically coupled to a respective optical waveguide comprising one or more reflective optical elements to be interrogated. Preferably, each of the optical amplifying and signal selecting means is controlled by a separate operating means, which operating means can be selectively connected to the respective optical amplifying and signal selecting means of the optical waveguide comprising a selected reflective optical element to be interrogated.

30 Den optiske kilden omfatter fortrinnsvis de toveis optisk forsterkende og signalutvelgende midlene, hvori når de optisk forsterkende og signalutvelgende midlene er slått på samtidig generer 341810 30 The optical source preferably comprises the two-way optical amplifying and signal selecting means, wherein when the optical amplifying and signal selecting means are switched on simultaneously generate 341810

5 5

et optisk signal, i form av forsterket spontan emisjon, og porter det optiske signalet inn i en optisk puls. an optical signal, in the form of amplified spontaneous emission, and ports the optical signal into an optical pulse.

Den optiske kilden kan alternativt omfatte en kontinuerlig optisk bølgekilde ("continuous wave optical source") som kan generere et optisk bølgesignal ("continuous wave optical signal"), , slik 5 som en super-luminescerende optisk diode, koblet til det toveis optisk forsterkende og signalutvelgende middelet, hvori når det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet slås på og av, det porter det kontinuerlige optiske bølgesignalet inn i optiske pulser. The optical source can alternatively comprise a continuous optical wave source ("continuous wave optical source") which can generate an optical wave signal ("continuous wave optical signal"), such as a super-luminescent optical diode, connected to the two-way optical amplifying and the signal selecting means, wherein when the optical amplifying and signal selecting means is turned on and off, it gates the continuous optical wave signal into optical pulses.

Den optiske kilden kan i tillegg omfatte et optisk filter anordnet mellom den kontinuerlige optiske bølgekilden og det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet, eller mellom det optisk 10 forsterkende og signalutvelgende middelet og den optiske bølgelederen. The optical source may additionally comprise an optical filter arranged between the continuous optical wave source and the optical amplifying and signal selecting means, or between the optical amplifying and signal selecting means and the optical waveguide.

Den optiske kilden kan videre alternativt omfatte en pulserende optisk kilde som kan generere optiske pulser. Den optiske kilden kan i tillegg omfatte et optisk filter anordnet etter den pulserende optiske kilden. Spørresystemet omfatter videre fortrinnsvis optiske koblingsmidler for kobling av de optiske pulsene inn i den optiske bølgelederen. De optiske koblingsmidlene kan 15 omfatte en optisk bølgeleder-rutingsanordning ("optical waveguide routing device"), slik som en optisk bølgelederkobling, eller alternativt omfatte et optisk koplingsanordning. The optical source can further alternatively comprise a pulsating optical source which can generate optical pulses. The optical source may additionally comprise an optical filter arranged after the pulsating optical source. The interrogation system further preferably comprises optical coupling means for coupling the optical pulses into the optical waveguide. The optical coupling means may comprise an optical waveguide routing device ("optical waveguide routing device"), such as an optical waveguide coupling, or alternatively comprise an optical coupling device.

Det optiske filteret har en overføringsprofil som hovedsakelig tilsvarer det spektrale området opptatt av det ene eller flere reflekterende optiske elementer som skal spørres, hvor det optiske filteret dermed begrenser den optiske båndbredden til pulsene med hensyn på bølgelengde. The optical filter has a transmission profile which mainly corresponds to the spectral range occupied by the one or more reflective optical elements to be interrogated, where the optical filter thus limits the optical bandwidth of the pulses with regard to wavelength.

20 Hvor de reflekterende optiske elementene som skal spørres er koblet til to eller flere forskjellige optiske bølgeledere, kan en optisk kilde være anordnet for hver optisk bølgeleder. Alternativt kan en separat optisk kilde brukes, hvor den optiske kilden er koblet til de optiske bølgelederne via et optisk rutingselement ("optical routing element"), slik som en optisk bølgelederkobling eller en optisk bryter. Where the reflective optical elements to be interrogated are connected to two or more different optical waveguides, an optical source can be arranged for each optical waveguide. Alternatively, a separate optical source can be used, where the optical source is connected to the optical waveguides via an optical routing element ("optical routing element"), such as an optical waveguide coupler or an optical switch.

25 Det optiske detekteringsmiddelet kan omfatte en fotodetektor. Det optiske detekteringsmiddelet kan alternativt omfatte bølgelengdeevalueringsapparater som optisk er koblet til det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet, og kan evaluere bølgelenden til en returnert optisk puls, overført gjennom det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet. 25 The optical detection means can comprise a photodetector. The optical detection means may alternatively comprise wavelength evaluation apparatus optically coupled to the optical amplifying and signal selecting means, and may evaluate the wavelength of a returned optical pulse, transmitted through the optical amplifying and signal selecting means.

Bølgelengdeevalueringsapparatet kan omfatte et optisk filterelement som har en 30 bølgelengdeavhengig filterrespons etterfulgt av optiske detekteringsmidler, slik som en 341810 The wavelength evaluation apparatus may comprise an optical filter element having a wavelength dependent filter response followed by optical detection means, such as a 341810

6 6

fotodetektor, hvor den elektriske utgangen fra de optiske detekteringsmidlene behandles gjennom signalbehandlingsmidler som kan avgjøre bølgelengden til et detektert optisk signal; signalutvelgingen til det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet identifiserer hvilket gitter det ble returnert fra og den optiske styrken til det filtrerte signalet identifiserer dets 5 bølgelengde. Det optiske filterelementet kan omfatte et optisk bulkfilter ("bulk optic optical filter"). Det optiske filteret kan alternativt omfatte et optisk bølgeledergitter, slik som et høyfrekvent Bragg-gitter ("chirped Bragg grating") som har en reflektivitet som varierer hovedsakelig lineært med en bølgelengde på tvers av den spektrale profilen til gitteret, eller et skråstilt optisk bølgeledergitter som har en koblingskoeffisient som varierer med bølgelengden på 10 tvers av den spektrale profilen til gitteret. photodetector, where the electrical output from the optical detection means is processed through signal processing means which can determine the wavelength of a detected optical signal; the signal selectivity of the optical amplifying and signal selecting means identifies which grating it was returned from and the optical strength of the filtered signal identifies its wavelength. The optical filter element may comprise an optical bulk filter ("bulk optic optical filter"). The optical filter may alternatively comprise an optical waveguide grating, such as a high frequency Bragg grating ("chirped Bragg grating") having a reflectivity that varies substantially linearly with wavelength across the spectral profile of the grating, or a tilted optical waveguide grating which has a coupling coefficient that varies with wavelength of 10 across the spectral profile of the grating.

Bølgelengdeevalueringsapparatet kan alternativt omfatte en bølgemåler eller en optisk spektrumanalysator, hvor signalutvelgingen til det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet identifiserer hvilket reflekterende optiske element som et optisk signal ble returnert fra og bølgemåleren eller den optiske spektrumanalysatoren måler bølgelengden til det optiske 15 signalet. The wavelength evaluation apparatus may alternatively comprise a wavemeter or an optical spectrum analyzer, where the signal selection of the optical amplifying and signal selecting means identifies which reflective optical element from which an optical signal was returned and the wavemeter or optical spectrum analyzer measures the wavelength of the optical signal.

Spørresystemet kan videre omfatte en del av en optisk bølgeleder, koblet mellom et optisk forsterkende og signalutvelgende middel og dets respektive optiske bølgeleder som inneholder et eller flere reflekterende optiske elementer som skal spørres. The interrogating system can further comprise a part of an optical waveguide, connected between an optical amplifying and signal selecting means and its respective optical waveguide which contains one or more reflective optical elements to be interrogated.

Spørresystemet kan alternativt omfatte eller i tillegg videre omfatte optiske signalrutingsmidler 20 ("optical signal routing means") konfigurert til å rute en optisk puls returnert fra et reflekterende optisk element som spørres tilbake gjennom det optiske forsterkende og signalutvelgende midlet, i retningen mot det reflekterende optiske elementet under spørring. The interrogating system may alternatively comprise or additionally further comprise optical signal routing means 20 ("optical signal routing means") configured to route an optical pulse returned from a reflective optical element which is interrogated back through the optical amplifying and signal selecting means, in the direction towards the reflective optical the element under query.

Tilstedeværelsen til det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet skaper en optisk puls som har blitt reflektert fra et reflekterende optisk element som spørres til å reflektere tilbake gjennom 25 det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, tilbake inn i den optiske bølgelederen og tilbake til det reflekterende optiske elementet som spørres, hvor det igjen reflekteres, også videre. På denne måten erfarer den optiske pulsen flere forsterkninger ettersom den kretser frem og tilbake fra det reflekterende optiske elementet under spørring, passer gjennom det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet hver gang. The presence of the optical amplifying and signal selecting means creates an optical pulse that has been reflected from a reflective optical element which is asked to reflect back through the optical amplifying and signal selecting means, back into the optical waveguide and back to the reflective optical element which is asked, where it is again reflected, also further. In this way, the optical pulse experiences multiple amplifications as it travels back and forth from the reflective optical element under interrogation, passing through the optical amplifying and signal selecting means each time.

30 Det optiske singalrutingsmidlet omfatter fortrinnsvis en optisk reflektor anordnet etter det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, hvor reflektoren er plassert tilstrekkelig nær det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet for å sikre at den tiden det tar et optisk signal å overføres 341810 30 The optical singal routing means preferably comprises an optical reflector arranged after the optical amplifying and signal selecting means, where the reflector is placed sufficiently close to the optical amplifying and signal selecting means to ensure that the time it takes an optical signal to be transmitted 341810

7 7

fra det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet til reflektoren og tilbake til det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, er kortere enn varigheten til den elektriske driftpulsen som slår på det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet. from the optical amplifying and signal selecting means to the reflector and back to the optical amplifying and signal selecting means, is shorter than the duration of the electrical drive pulse that turns on the optical amplifying and signal selecting means.

Den spektrale profilen i refleksjonen til den optiske reflektoren dekker fortrinnsvis det samme 5 spektrale området som er okkupert av en eller flere reflekterende optiske elementer som skal spørres. Den optiske reflektoren kan ha en reflektivitet som er mindre enn 100 %, dermed overføres en delen av det optiske signalet som så rutes til bølgelengdeevalueringsapparatet. Den optiske reflektoren kan kobles til et optisk signaluttakselement, slik som en optisk bølgelederkobling, dermed muliggjør at den optiske reflektoren har en reflektivitet opptil 100 %, 10 hvor en del av det optiske signalet reflektert fra den optiske reflektoren taes ut og rutes til bølgelengdeevalueringsapparatet. The spectral profile in the reflection of the optical reflector preferably covers the same spectral range that is occupied by one or more reflective optical elements to be interrogated. The optical reflector can have a reflectivity that is less than 100%, thus a part of the optical signal is transmitted which is then routed to the wavelength evaluation apparatus. The optical reflector can be connected to an optical signal output element, such as an optical waveguide coupler, thus enabling the optical reflector to have a reflectivity of up to 100%, where part of the optical signal reflected from the optical reflector is extracted and routed to the wavelength evaluation apparatus.

Spørresystemet kan videre alternativt omfatte en rekke av optiske reflektorer anordnet etter det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, hver reflektor er plassert ved forskjellige avstander fra det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, den mest fjerntliggende 15 reflektoren er plassert tilstrekkelig nær det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet for å sikre at den tiden det tar et optisk signal å overføres, fra det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet til den mest fjerntliggende reflektoren og tilbake til det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, er mindre enn varigheten til den elektriske driftpulsen som slår på det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet. Den spektrale profilen i refleksjon 20 for hver optisk reflektor dekker fortrinnsvis et ulikt spektralområde. The interrogator system can further alternatively comprise a series of optical reflectors arranged after the optical amplifying and signal selecting means, each reflector is placed at different distances from the optical amplifying and signal selecting means, the most distant 15 reflector is placed sufficiently close to the optical amplifying and signal selecting means for to ensure that the time taken for an optical signal to be transmitted, from the optical amplifying and signal selecting means to the most distant reflector and back to the optical amplifying and signal selecting means, is less than the duration of the electrical drive pulse which turns on the optical amplifying and the signal selecting agent. The spectral profile in reflection 20 for each optical reflector preferably covers a different spectral range.

Den eller hver optisk reflektor er fortrinnsvis et optisk bølgeledergitter, og er helst et Bragg-gitter. The or each optical reflector is preferably an optical waveguide grating, and is preferably a Bragg grating.

Det optiske signalrutingsmidlet kan alternativt omfatte en andre optisk bølgeleder, som strekker seg mellom dem, og optisk tilkoblet den optiske bølgelederen koblet til det ene eller flere reflekterende elementer og det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet, slik at optiske 25 pulser brer seg gjennom det optisk forsterkende og signalutvelgende midlet i bare en retning, som er mot det ene eller flere reflekterende optiske elementer. The optical signal routing means may alternatively comprise a second optical waveguide, extending between them, and optically connected to the optical waveguide coupled to the one or more reflective elements and the optical amplifying and signal selecting means, so that optical pulses propagate through the optical amplifying and the signal selecting means in only one direction, which is towards the one or more reflective optical elements.

Spørresystemet kan videre omfatte et optisk filter anordnet i front av (sett av et optisk signal) bølgelengdeevalueringsapparatet, det optiske filteret har en overføringsprofil som hovedsakelig tilsvarer det spektrale området okkupert av det ene eller flere reflekterende elementer som skal 30 spørres, hvor det optiske filteret dermed fungerer til å fjerne hovedsakelig enhver del av et returnert optisk signal ved bølgelengder utenfor det spektrale området til det ene eller flere reflekterende optiske elementer. The interrogating system may further comprise an optical filter arranged in front of the (set of an optical signal) wavelength evaluation apparatus, the optical filter having a transmission profile which mainly corresponds to the spectral range occupied by the one or more reflective elements to be interrogated, where the optical filter thus functions to remove substantially any portion of a returned optical signal at wavelengths outside the spectral range of the one or more reflective optical elements.

341810 341810

8 8

Den ene bølgelederen eller hver optisk bølgeleder kan være en optisk fiber eller en plan optisk bølgeleder. The one waveguide or each optical waveguide can be an optical fiber or a planar optical waveguide.

I samsvar med et andre trekk av oppfinnelsen er det anordnet et optisk sensorsystem som omfatter: In accordance with a second feature of the invention, an optical sensor system is arranged which comprises:

5 en optisk bølgeleder koblet ved en ende til et eller flere reflekterende elementer; 5 an optical waveguide connected at one end to one or more reflective elements;

hvori den optiske bølgelederen er koblet ved sin andre ende til et optisk spørresystem i samsvar med det første trekket av oppfinnelsen. wherein the optical waveguide is connected at its other end to an optical interrogator system in accordance with the first feature of the invention.

Det optiske sensorsystemet omfatter fortrinnsvis en optisk bølgeleder koblet til en matrise av optiske bølgeledergitre med mellomrom. Resonansbølgelengden til hvert gitter i matrisen ligger 10 fortrinnsvis innenfor samme bølgelengdevindu, og alle gitrene opererer dermed innenfor en separat optisk kanal. The optical sensor system preferably comprises an optical waveguide connected to a matrix of spaced optical waveguide gratings. The resonant wavelength of each grating in the array is preferably within the same wavelength window, and all the gratings thus operate within a separate optical channel.

Alternativt kan gitrene i matrisen anordnes i grupper, hvor hver gruppe omfatter et hovedsakelig identisk sett av gitter, hvor resonansbølgelengden til hvert gitter i gruppen ligger innenfor et ulikt bølgelengdevindu, og dermed opererer innenfor en ulik optisk kanal, slik at tiden gjennomløpstid 15 for en returnert optisk puls identifiserer hvilken gruppe et gitter som spørres hører til. Alternatively, the gratings in the matrix can be arranged in groups, where each group comprises a substantially identical set of gratings, where the resonance wavelength of each grating in the group lies within a different wavelength window, and thus operates within a different optical channel, so that the time transit time 15 for a returned optical pulse identifies which group a grid being queried belongs to.

Sensorsystemet kan videre omfatte et flertall optiske bølgeledere som omfatter en matrise av optiske bølgeledergitre med mellomrom, hvor hver bølgeleder er koblet til et respektiv optisk forsterkende og signalutvelgende middel. The sensor system can further comprise a plurality of optical waveguides comprising a matrix of optical waveguide gratings with spaces, where each waveguide is connected to a respective optical amplifying and signal selecting means.

Den ene optiske bølgelederen eller hver optisk bølgeleder kan være en optisk fiber eller en plan 20 optisk bølgeleder. Matrisen av optiske bølgeledergitre er fortrinnsvis et Bragg-gitter. The one optical waveguide or each optical waveguide may be an optical fiber or a planar optical waveguide. The array of optical waveguide gratings is preferably a Bragg grating.

Det ene eller hvert reflekterende optisk element kan alternativt omfatte en Fabry-Perotspektroskop ("Fabry-Perot etalon device") som kan være et bulkoptisk Fabry-Perot-spektroskop, et optisk fiber-Fabry-Perot-spektroskop ("optical fibre Fabry-Perot etalon"), eller et optisk bølgeledergitterbasert Fabry-Perot-spektroskop. Det ene eller hvert reflekterende optisk element 25 kan videre alternativt omfatte en ende av en optisk fiber, som kan være forsynt med speil på enden, enden til en optisk fiberkoplingssnor ("optical fibre patch-cord"), et brudd i en del av en optisk fiber, et krystallbasert reflekterende optisk element, eller et speilelement. The one or each reflective optical element can alternatively comprise a Fabry-Perot spectroscope ("Fabry-Perot etalon device") which can be a bulk optical Fabry-Perot spectroscope, an optical fiber Fabry-Perot spectroscope ("optical fiber Fabry-Perot etalon"), or an optical waveguide grating-based Fabry-Perot spectroscope. The one or each reflective optical element 25 can further alternatively comprise an end of an optical fiber, which can be provided with a mirror on the end, the end of an optical fiber patch-cord, a break in part of a optical fiber, a crystal-based reflective optical element, or a mirror element.

341810 341810

9 9

Eksempel Example

Spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj, gjennom bare et eksempel, med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Particular embodiments of the invention will now be described in detail, by way of example only, with reference to the attached drawings, in which:

Fig. 1(a) viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en første utførelsesform av 5 oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en andre utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 1(a) schematically shows an optical interrogator system in accordance with a first embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a second embodiment of the invention,

Fig. 1(b) viser skjematisk et digitalt programmerbar alternativt driftsmiddel for bruk i spørresystemet i Fig.1(a), Fig. 1(b) schematically shows a digitally programmable alternative means of operation for use in the query system in Fig. 1(a),

Fig. 2 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en tredje utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 2 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a third embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a fourth embodiment of the invention,

10 Fig. 3 viser en skjematisk illustrasjon av interferensen som oppstår når flere pulser overføres i et optisk sensorsystem, 10 Fig. 3 shows a schematic illustration of the interference that occurs when several pulses are transmitted in an optical sensor system,

Fig. 4 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en femte utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en sjette utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 4 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a fifth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a sixth embodiment of the invention,

Fig. 5 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en syvende utførelsesform av 15 oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en åttende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 5 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a seventh embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with an eighth embodiment of the invention,

Fig. 6 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en niende utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tiende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 6 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a ninth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a tenth embodiment of the invention,

Fig. 7 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en ellevte utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tolvte utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 7 schematically shows an optical interrogation system in accordance with an eleventh embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a twelfth embodiment of the invention,

20 Fig.8 viser skjematisk bølgelengdeevalueringsapparatet i Fig.7, 20 Fig.8 schematically shows the wavelength evaluation apparatus in Fig.7,

Fig. 9 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettende utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en fjortende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 9 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirteenth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a fourteenth embodiment of the invention,

Fig. 10 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en femtende utførelsesform av 25 oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en sekstende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 10 schematically shows an optical interrogator system in accordance with a fifteenth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a sixteenth embodiment of the invention,

341810 341810

10 10

Fig. 11 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en syttende utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en attende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 11 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a seventeenth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with an eighteenth embodiment of the invention,

Fig. 12 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en nittende utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tjuende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 12 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a nineteenth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a twentieth embodiment of the invention,

5 Fig.13 viser skjematisk en elektrisk driftpuls som skal påtrykkes SOA'en i Fig.12, 5 Fig.13 schematically shows an electrical operating pulse to be applied to the SOA in Fig.12,

Fig. 14 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en tjueførste utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tjueandre utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 14 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a twenty-first embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a twenty-second embodiment of the invention,

Fig. 15 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en tjuetredje utførelsesform av 10 oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tjuefjerde utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 15 schematically shows an optical interrogator system in accordance with a twenty-third embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a twenty-fourth embodiment of the invention,

Fig. 16 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en tjuefemte utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tjuesjette utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 16 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a twenty-fifth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a twenty-sixth embodiment of the invention,

15 Fig. 17 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en tjuesjuende utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en tjueåttende utførelsesform av oppfinnelsen, 15 Fig. 17 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a twenty-seventh embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a twenty-eighth embodiment of the invention,

Fig. 18 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en tjueniende utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en trettiende utførelsesform av 20 oppfinnelsen, Fig. 18 schematically shows an optical interrogator system in accordance with a twenty-ninth embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a thirtieth embodiment of the invention,

Fig. 19 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettiførste utførelsesform av oppfinnelsen og et optisk sensorsystem i samsvar med en trettiandre utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 19 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirty-first embodiment of the invention and an optical sensor system in accordance with a thirty-second embodiment of the invention,

Fig. 20 viser skjematisk et optisk sensorsystem i samsvar trettitredje utførelsesform av 25 oppfinnelsen, Fig. 20 schematically shows an optical sensor system in accordance with the thirty-third embodiment of the invention,

Fig. 21 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettifjerde utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 21 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirty-fourth embodiment of the invention,

341810 341810

11 11

Fig. 22 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettifemte utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 22 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirty-fifth embodiment of the invention,

Fig. 23 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettisjette utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 23 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirty-sixth embodiment of the invention,

5 Fig. 24 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettisjuende utførelsesform av oppfinnelsen, og Fig. 24 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirty-seventh embodiment of the invention, and

Fig. 25 viser skjematisk et optisk spørresystem i samsvar med en trettiåttende utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 25 schematically shows an optical interrogation system in accordance with a thirty-eighth embodiment of the invention,

En første utførelsesform av oppfinnelsen skaper et optisk spørresystem 10, som vist i Fig. 1(a). A first embodiment of the invention creates an optical interrogation system 10, as shown in Fig. 1(a).

10 Spørresystemet omfatter en optisk kilde 12, 14, som kan generere optiske pulser, som kobles inn i en optisk bølgeleder 16 som inneholder reflekterende optiske elementer, i dette eksempelet gitre G, som skal spørres. Spørresystemet 10 omfatter videre et optisk forsterkende og signalutvelgende middel, som i dette eksempelet dannes av en toveis-anvendelig optisk halvlederforsterker ("Semiconductor optical amplifier", (SOA)) 14. SOA'en 14 er optisk koblet til bølgelederen 16 som 15 inneholder gitrene G som skal spørres. Spørresystemet 10 omfatter også optiske detekteringsmidler, som i eksemplet dannes av en bølgemåler 18, optisk koblet til SOA'en 14. Bølgemåleren 18 kan evaluere bølgelengden til den returnerte optiske pulsen overført gjennom SOA'en 14. 10 The interrogation system comprises an optical source 12, 14, which can generate optical pulses, which are connected to an optical waveguide 16 containing reflective optical elements, in this example gratings G, which are to be interrogated. The interrogator system 10 further comprises an optical amplifying and signal selecting means, which in this example is formed by a bidirectional semiconductor optical amplifier ("Semiconductor optical amplifier", (SOA)) 14. The SOA 14 is optically connected to the waveguide 16 which 15 contains the gratings G to be asked. The interrogator system 10 also comprises optical detection means, which in the example is formed by a wave meter 18, optically connected to the SOA 14. The wave meter 18 can evaluate the wavelength of the returned optical pulse transmitted through the SOA 14.

I dette eksemplet omfatter den optiske kilden en kontinuerlig bølge ("continuous wave (CW)"), i 20 form av en super-lysemitterende diode ("super-luminescent diode") (SLD) 12, som er portes inn i optiske pulser gjennom SOA'en 14. Utgangen til SLD'en 12 er koblet via portene A og B til en signalsplitterenhet, som i dette eksemplet er en optisk fiberkobling 20, men kan alternativt være en sirkulator, til SOA'en 14. In this example, the optical source comprises a continuous wave (CW), in the form of a super-luminescent diode (SLD) 12, which is gated into optical pulses through The SOA 14. The output of the SLD 12 is connected via ports A and B to a signal splitter unit, which in this example is an optical fiber link 20, but could alternatively be a circulator, to the SOA 14.

Spørresystemet 10 omfatter videre driftsmidler 22 som kan slå på og slå av SOA'en 14. SOA'er er 25 vanligvis brukt utelukkende som forsterkere i separate eller flerkanaltelekommunikasjonsnettverk, hvor de opererer i en "kontinuerlig-på"-tilstand, og blir drevet av et DC-elektrisk driftsignal. I oppfinnelsen opererer SOA'en 14 i en pulsdrevet tilstand, og er krevd å operere med nanosekund koblingstider. The interrogator system 10 further comprises operating means 22 which can turn the SOA 14 on and off. SOAs are 25 typically used solely as amplifiers in separate or multi-channel telecommunications networks, where they operate in a "continuously-on" state, and are powered by a DC electrical operating signal. In the invention, the SOA 14 operates in a pulse-driven state, and is required to operate with nanosecond switching times.

Driftsmidlene 22 genererer elektriske driftpulser (se innsatt (a)) som påtrykkes SOA'en 14. I 30 eksempelet omfatter driftsmidlene en elektrisk pulsgenerator som trigges av en variabel 341810 The operating means 22 generate electrical operating pulses (see inset (a)) which are applied to the SOA 14. In the 30 example, the operating means comprise an electrical pulse generator which is triggered by a variable 341810

12 12

frekvensoscillator (ikke vist). Den variabel frekvensoscillatoren kan konstrueres ved å bruke en direkte digital syntese ("direct digital synthesis") (DDS), eller frekvenssynteseintegrert krets ("frequency synthesizer integrated circuit"), med frekvensutvelgingen utført digitalt under styring av en mikroprosessor. Pulsgeneratoren kan være konstruert fra en analog eller digital 5 forsinkelseslinje, en enkel RC-tidskrets eller logiske portforsinkelser. frequency oscillator (not shown). The variable frequency oscillator can be constructed using a direct digital synthesis (DDS), or frequency synthesizer integrated circuit, with the frequency selection performed digitally under the control of a microprocessor. The pulse generator can be constructed from an analog or digital delay line, a simple RC timing circuit, or logic gate delays.

Driftsmidlene 22 kan alternativt omfatte en separat programmerbar anordning som digitalt kan utføre funksjonene til en variabel frekvensoscillator, forsinkelsesgeneratorer og pulsgeneratorer. Et egnet programmerbart driftsmiddel 22 er vist i Fig.1(b). Frekvensen, varigheten og forsinkelsen mellom pulser kan styres til kvartskrystallnøyaktighet. Med en typisk klokkefrekvens på 200Mhz, 10 er tidsinnstillingsoppløsninger på minst 5 ns mulig. Mer avansert design som anvender flerfaset taktstyring vil øke tidsinnstillingsoppløsningen ytterligere. The operating means 22 can alternatively comprise a separate programmable device which can digitally perform the functions of a variable frequency oscillator, delay generators and pulse generators. A suitable programmable operating means 22 is shown in Fig.1(b). The frequency, duration and delay between pulses can be controlled to quartz crystal precision. With a typical clock frequency of 200Mhz, 10 timing resolutions of at least 5 ns are possible. More advanced designs using multi-phase timing control will further increase the timing resolution.

Når en elektrisk driftpuls påtrykkes SOA'en 14, slås SOA'en 14 på, og tillater et optisk hendelsessignal å overføres og forsterkes gjennom SOA'en 14. Når ikke noe elektrisk strøm påtrykkes SOA'en 14, er SOA'en 14 slått av og har en høy optisk absorpsjon, dermed hovedsakelig 15 hindrer overføringen av et optisk hendelsessignal. SOA'en 14 kan dermed selektivt overføre et optisk signal, spesielt en optisk puls returnert fra et gitter G under spørring. When an electrical drive pulse is applied to the SOA 14, the SOA 14 is turned on, allowing an optical event signal to be transmitted and amplified through the SOA 14. When no electrical current is applied to the SOA 14, the SOA 14 is turned off. and has a high optical absorption, thus mainly preventing the transmission of an incident optical signal. The SOA 14 can thus selectively transmit an optical signal, in particular an optical pulse returned from a grating G during interrogation.

Ved å påtrykke en rekke elektriske pulser, i dette eksemplet en rekke av par av driftpulser til SOA'en 14, portes det optisk kontinuerlige bølgesignalet fra SLD'en 12 dermed inn i en rekke av optiske pulser. Ettersom det optiske signalet forplanter seg gjennom til SOA'en 14 gjennomgår det 20 optisk forsterkning. Den gjennomsnittlige romlige lengden til en optisk puls (for standard optisk monomodus fiberbølgeleder) er valgt til å være ~0.2 meter per 1 ns. By applying a series of electrical pulses, in this example a series of pairs of drive pulses to the SOA 14, the optical continuous wave signal from the SLD 12 is thus ported into a series of optical pulses. As the optical signal propagates through to the SOA 14, it undergoes 20 optical amplification. The average spatial length of an optical pulse (for standard optical monomode fiber waveguide) is chosen to be ~0.2 meters per 1 ns.

For å spørre et eller flere reflekterende optiske elementer, kobles spørresystemet 10 til en optisk bølgeleder som inneholder et eller flere reflekterende optiske elementer som skal spørres. I dette eksemplet er spørresystemet 10 vist koblet til en optisk fiber 16 som inneholder en følerdel 24, 25 hvori en matrise av fiber-Bragg-gitre (G1til Gn) er anordnet. Spørresystemet 10 og matrisen av gitre danner sammen et optisk sensorsystem 26 i samsvar med en andre utførelsesform av oppfinnelsen, hvor hver av gitrene G i matrisen danner et sensorelement. Resonansbølgelengden til hvert av gitrene G er hovedsakelig den samme i dette eksemplet, og hvert gitter G opererer derfor i den samme optiske kanalen. I dette eksemplet er gitrene G 2,5 mm i lengde og har en 30 resonansbølgelengde på 1550 nm, en spektral båndbredde på 0,2 nm og et overføringstap på 4 %. In order to interrogate one or more reflective optical elements, the interrogating system 10 is connected to an optical waveguide which contains one or more reflective optical elements to be interrogated. In this example, the interrogation system 10 is shown connected to an optical fiber 16 containing a sensor part 24, 25 in which a matrix of fiber Bragg gratings (G1 to Gn) is arranged. The interrogation system 10 and the matrix of grids together form an optical sensor system 26 in accordance with a second embodiment of the invention, where each of the grids G in the matrix forms a sensor element. The resonant wavelength of each of the gratings G is essentially the same in this example, and each grating G therefore operates in the same optical channel. In this example, the gratings G are 2.5 mm in length and have a resonance wavelength of 1550 nm, a spectral bandwidth of 0.2 nm and a transmission loss of 4%.

De fire gitrene vist i Fig. 1(a) er ment å illustrere en matrise av opptil n gitre, hvor n kan være opptil 1000. The four grids shown in Fig. 1(a) are meant to illustrate a matrix of up to n grids, where n can be up to 1000.

341810 341810

13 13

Bruken av optiske bølgeledergitre, og spesielt optiske fiber-Bragg-gitre, som sensorer er godt kjent for fagfolk innenfor området og derfor vil deres drift og bruk ikke bli beskrevet i detalj her. The use of optical waveguide gratings, and in particular optical fiber Bragg gratings, as sensors is well known to those skilled in the art and therefore their operation and use will not be described in detail here.

I bruk, genererer påtrykk av en første elektrisk driftpuls til SOA'en 14 en første optisk puls, som er koblet inn i fiberen 16. Ettersom den optiske pulsen brer seg langs fiberen 16 vil den treffe hvert 5 av gitrene G i matrisen etter hverandre, og en del av pulsen vil reflekteres av hvert av gitrene. Så lenge den romlige lengden til den optiske hendelsespulsen ikke er lengre enn to ganger den minste romlige avstanden mellom gitrene i matrisen, vil resultat være en rekke av reflekterte optiske pulser, hver med en tilsvarende lengde som den originale optiske pulsen, men atskilt i tid og rom i samsvar med forskjellen i den totale forplantningstiden ("total propagation time") for hver av de 10 reflekterte optiske pulsene fra deres respektive gitre G. De reflekterte optiske pulsene som forplanter seg tilbake mot SOA'en 14 vil følgelig ankomme ved SOA'en 14 ved ulike tider. Gjennomløpstiden til hver reflekterte optiske puls identifiserer derfor gitteret som den ble reflektert fra. In use, application of a first electrical drive pulse to the SOA 14 generates a first optical pulse, which is coupled into the fiber 16. As the optical pulse travels along the fiber 16, it will hit each of the 5 gratings G in the array in turn, and part of the pulse will be reflected by each of the gratings. As long as the spatial length of the incident optical pulse is no longer than twice the minimum spatial distance between the gratings in the matrix, the result will be a series of reflected optical pulses, each of a similar length to the original optical pulse, but separated in time and space according to the difference in the total propagation time of each of the 10 reflected optical pulses from their respective gratings G. The reflected optical pulses propagating back towards the SOA 14 will therefore arrive at the SOA 14 at various times. The transit time of each reflected optical pulse therefore identifies the grating from which it was reflected.

Det vil verdsettes av fagfolk at den kontinuerlige optiske bølgekilden SLD 12, kan erstattes av en 15 pulserende optisk kilde. Tidsinnstillingen av de elektriske pulsene til SOA'en 14 vil så kunne justeres for å tillate valgte optiske pulser generert av den pulserende optiske kilden å føres inn i den optiske fiberen 16. It will be appreciated by those skilled in the art that the continuous optical wave source SLD 12 can be replaced by a pulsed optical source. The timing of the electrical pulses of the SOA 14 will then be adjustable to allow selected optical pulses generated by the pulsed optical source to be fed into the optical fiber 16.

Valget av et spesielt reflekterende optisk element, i dette eksempelet et gitter G, for spørring, oppnås ved å justere tidsperioden T1mellom de elektriske driftpulsene. Frekvensen til de 20 elektriske pulsene er satt slik at perioden T1mellom den første og andre pulsen i hvert par er lik gjennomløpstiden til den optiske pulsen generert som et resultat av den første driftpulsen fra SOA'en 14 til et valgt gitter, G1i Fig. 1(a), og tilbake, som vist ved pil 28. SOA'en 14 mottar derfor en andre elektrisk puls fra driftsmidlet 22 mens den reflekterte optiske pulsen (fra gitter G1) ankommer tilbake i SOA'en 14. Som et resultat slås SOA'en 14 på når den reflekterte pulsen 25 ankommer, og tillater den reflekterte pulsen å overføres gjennom SOA'en 14, og den reflekterte pulsen blir samtidig forsterket. Enhver reflektert puls som ankommer før eller etter SOA'en 14 er slått på, dvs. fra et annet gitter i matrisen vil bli absorbert, og dermed vil ikke bli overført. Varigheten til de optiske pulsene er valgt kortere enn to ganger gjennomløpstiden for en optisk puls mellom nærmest tilliggende gitre i matrisen. The selection of a particular reflective optical element, in this example a grating G, for interrogation is achieved by adjusting the time period T1 between the electrical drive pulses. The frequency of the 20 electrical pulses is set so that the period T1 between the first and second pulses in each pair is equal to the transit time of the optical pulse generated as a result of the first operating pulse from the SOA 14 to a selected grating, G1 in Fig. 1( a), and back, as shown by arrow 28. The SOA 14 therefore receives a second electrical pulse from the operating means 22 while the reflected optical pulse (from grating G1) arrives back at the SOA 14. As a result, the SOA is switched 14 on when the reflected pulse 25 arrives, allowing the reflected pulse to be transmitted through the SOA 14 and the reflected pulse being simultaneously amplified. Any reflected pulse arriving before or after the SOA 14 is turned on, ie from another grating in the array will be absorbed, and thus will not be transmitted. The duration of the optical pulses is chosen to be shorter than twice the transit time of an optical pulse between the nearest adjacent grids in the matrix.

30 Den portede reflekterte optiske pulsen rutes så fra SOA'en 14 til bølgemåleren 18, via portene B og C til koblingen 20, hvor bølgelengden til den reflekterte optiske pulsen, og dermed måles og registreres bølgelengden til det spurte gitteret G1. The ported reflected optical pulse is then routed from the SOA 14 to the wavemeter 18, via ports B and C to the coupler 20, where the wavelength of the reflected optical pulse, and thus the wavelength of the interrogated grating G1, is measured and recorded.

341810 341810

14 14

Påtrykking av den andre elektriske driftpulsen til SOA'en 14 har en annen effekt, i tillegg til å porte den reflekterte optiske pulsen: en andre optisk puls genereres og kobles inn i den optiske fiberen 16. Applying the second electrical drive pulse to the SOA 14 has another effect, in addition to gating the reflected optical pulse: a second optical pulse is generated and coupled into the optical fiber 16.

Hvor bare to elektriske driftpulser benyttes til å drive SOA'en 14, som beskrevet ovenfor, vil bare 5 en reflektert puls ankomme tilbake til bølgelengdemålesystemet. Dette alene kan være nyttig, men vil kreve et raskt bølgemålesystem som kan ta måling fra en separat puls. Alternativt kan en rekke av elektriske driftpulser i par benyttes. Tilstrekkelig tid må tillates mellom parene av driftpulser for å tillate den elektriske pulsen generert av den andre elektriske driftpulsen til SOA'en 14, å reflekteres av gitrene og absorberes gjennom SOA'en 14, og dermed fjerner den fra systemet 10 og unngår interferens med følgende optiske pulser. Where only two electrical drive pulses are used to drive the SOA 14, as described above, only one reflected pulse will arrive back at the wavelength measurement system. This alone can be useful, but will require a fast wave measurement system that can take a measurement from a separate pulse. Alternatively, a series of electrical operating pulses in pairs can be used. Sufficient time must be allowed between the pairs of drive pulses to allow the electrical pulse generated by the second electrical drive pulse of the SOA 14 to be reflected by the gratings and absorbed through the SOA 14, thereby removing it from the system 10 and avoiding interference with the following optical pulses.

Et optisk spørresystem 30 i samsvar med en tredje utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Fig. 2. Spørresystemet 30 er hovedsakelig det samme som spørresystemet i samsvar med den første utførelsesformen av oppfinnelsen, med de følgende modifikasjonene. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. An optical interrogation system 30 in accordance with a third embodiment of the invention is shown in Fig. 2. The interrogation system 30 is substantially the same as the interrogation system in accordance with the first embodiment of the invention, with the following modifications. The same reference numbers are used for corresponding features.

15 I dette eksempelet kan driftsmiddelet 22 generere en rekke elektriske driftpulser, som vist i innsatt (a). Hver elektrisk driftpuls har samme varighet og perioden mellom pulsene er konstant. Varigheten av de elektriske pulsene er valgt til å ikke være lengre enn to ganger tiden som kreves for et optisk signal å forplante seg mellom de nærmest tilliggende reflekterende elementene, gitrene G, i matrisen. Frekvensen til den variable frekvensoscillatoren, og dermed frekvensen av de 20 elektriske driftpulsene, er endret for å velge et spesielt gitter i matrisen for spørring. Frekvensen til den variable frekvensoscillatoren er valgt slik at perioden T1mellom elektriske driftpulser er lik gjennomløpstiden for en optisk puls, fra SOA'en 14 til det valgte gitteret (G1i dette eksempelet) og tilbake til SOA'en 14. Et cirkatall vil være 10 ns for hver meter av optisk fiber mellom SOA'en 14 og det valgte gitteret (antar standard optisk fiber). 15 In this example, the operating means 22 can generate a series of electrical operating pulses, as shown in inset (a). Each electrical operating pulse has the same duration and the period between the pulses is constant. The duration of the electrical pulses is chosen to be no longer than twice the time required for an optical signal to propagate between the nearest adjacent reflective elements, the gratings G, in the matrix. The frequency of the variable frequency oscillator, and thus the frequency of the 20 electrical drive pulses, is changed to select a particular grid in the matrix for querying. The frequency of the variable frequency oscillator is chosen so that the period T1 between electrical drift pulses is equal to the transit time of an optical pulse, from the SOA 14 to the selected grating (G1 in this example) and back to the SOA 14. An approximate number will be 10 ns for each meter of optical fiber between the SOA 14 and the selected grating (assuming standard optical fiber).

25 Under styringen av driftsmidlet 22, slås derfor SOA'en 14 på og av med jevne mellomrom. Hver gang SOA'en 14 slås på, genereres en optisk puls som føres inn i den optiske fiberen 16, samtidig portes den korrekte reflekterte optiske pulsen, som så forplanter seg til bølgemåleren 18, som beskrevet ovenfor. During the control of the operating means 22, the SOA 14 is therefore switched on and off at regular intervals. Each time the SOA 14 is turned on, an optical pulse is generated which is fed into the optical fiber 16, simultaneously gating the correct reflected optical pulse, which then propagates to the wavemeter 18, as described above.

Av større betydning er inkluderingen av en ytterligere del av en optisk bølgeleder, i dette 30 eksemplet, en lengde av optisk fiber 32, etter SOA'en 14. dvs. i bruk, mellom SOA'en 14 og den optiske fiberen 16 som inneholder de reflekterende elementene (gitrene G) som skal spørres. Denne tilleggslengden med optisk fiber 32 er tatt inn for å fjerne muligheten for interferens fra 341810 Of greater importance is the inclusion of a further portion of an optical waveguide, in this example, a length of optical fiber 32, after the SOA 14, i.e. in use, between the SOA 14 and the optical fiber 16 containing the the reflective elements (the grids G) to be queried. This additional length of optical fiber 32 is included to remove the possibility of interference from 341810

15 15

samtidig mottakelse av de reflekterte optiske pulsene fra flere enn et gitter G ved SOA'en 14. For å forstå grunnen til dette, betrakt situasjonen i Fig. 3, når tilleggsfiberen 32 ikke er med og spørresystemet 30 er koblet til en optisk fiber som inneholder en matrise med tre gitter (G1-3), med intervaller på 1 meter mellom de fra SOA'en 14. Om for eksempel spørresystemet 30 var satt til å 5 overvåke bølgelengden til det første gitteret G1, plassert 1 meter fra SOA'en 14, ville de følgende resultatene inntreffe. simultaneous reception of the reflected optical pulses from more than one grating G at the SOA 14. To understand the reason for this, consider the situation in Fig. 3, when the additional fiber 32 is not included and the interrogation system 30 is connected to an optical fiber containing an array of three gratings (G1-3), with 1 meter intervals between those from the SOA 14. If, for example, the interrogation system 30 was set to monitor the wavelength of the first grating G1, located 1 meter from the SOA 14 , the following results would occur.

Ved tid T0påtrykkes en første elektrisk puls til SOA'en 14 og en optisk puls A genereres og føres inn i fiberen 16, hvor den forplanter seg mot gitrene G. Etter en tid Tssenere (hvor Ts≈ 5 ns, som er tiden det tar for et optisk signal å forplante seg 1 meter i en standard optisk fiber), vil en del av 10 den optiske pulsen A reflekteres av det første gitteret G1og denne første reflekterte pulsen α vil forplante seg tilbake mot SOA'en 14. Det resterende av pulsen A vil fortsette mot det andre og tredje gitteret, G2og G3. At time T0, a first electrical pulse is applied to the SOA 14 and an optical pulse A is generated and introduced into the fiber 16, where it propagates towards the gratings G. After a time Ts (where Ts≈ 5 ns, which is the time it takes for an optical signal to propagate 1 meter in a standard optical fiber), part of the optical pulse A will be reflected by the first grating G1 and this first reflected pulse α will propagate back towards the SOA 14. The remainder of the pulse A will continue towards the second and third grids, G2 and G3.

Ved tid 2T2påtrykkes en andre elektrisk puls til SOA'en 14, som fører til at en andre puls B genereres og føres inn i fiberen 16, hvor den også forplanters seg mot gitrene G. Samtidig 15 ankommer den første reflekterte pulsen α tilbake til SOA'en 14. Siden SOA'en 14 er slått på (dvs. At time 2T2, a second electrical pulse is applied to the SOA 14, which causes a second pulse B to be generated and fed into the fiber 16, where it also propagates towards the gratings G. At the same time 15, the first reflected pulse α arrives back at the SOA' a 14. Since the SOA 14 is switched on (i.e.

porten er åpen og forsterker) vil den overføres og forsterkes som beskrevet ovenfor. Den første reflekterte pulsen α vil så forplante seg til bølgemåleren, som tilsiktet. Imidlertid, ved samme tid (2Ts) vil det resterende av den første optiske pulsen A ankomme ved det andre gitteret G2, hvor en del av den vil bli reflektert, og skaper en andre reflektert puls β. port is open and amplifying) it will be transmitted and amplified as described above. The first reflected pulse α will then propagate to the wavemeter, as intended. However, at the same time (2Ts) the remainder of the first optical pulse A will arrive at the second grating G2, where part of it will be reflected, creating a second reflected pulse β.

20 Ved tid 3Tsvil det resterende av pulsen A ankomme ved det tredje gitteret G3, hvor en del av den vil reflekteres og skape en tredje reflektert puls γ. Samtidig vil den andre optiske pulsen B ankomme ved det første gitteret G1, hvor en del av den vil bli reflektert og skaper en fjerde reflektert puls δ. Samtidig vil den andre reflekterte β ankomme tilbake til det første gitteret G1. En del av den andre reflekterte pulsen β vil reflekteres ved det første gitteret G1, tilbake mot gitteret 25 G2, mens det resterende av den andre reflekterte pulsen β vil overføres gjennom det første gitteret G1. Den overførte delen av den andre reflekterte pulsen β vil derfor forplante seg langs den fjerde reflekterte pulsen δ. 20 At time 3Ts, the remainder of the pulse A will arrive at the third grating G3, where part of it will be reflected and create a third reflected pulse γ. At the same time, the second optical pulse B will arrive at the first grating G1, where part of it will be reflected, creating a fourth reflected pulse δ. At the same time, the second reflected β will arrive back at the first grating G1. Part of the second reflected pulse β will be reflected at the first grating G1, back towards the grating 25 G2, while the remainder of the second reflected pulse β will be transmitted through the first grating G1. The transmitted part of the second reflected pulse β will therefore propagate along the fourth reflected pulse δ.

Ved en tid 4Tspåtrykkes en tredje elektrisk driftpuls til SOA'en 14 og sørger for at en tredje puls C genereres og føres inn i fiberen 16. Ved denne tiden vil den reflekterte fjerde pulsen δ (fra det 30 valgte gitteret G1) og den andre reflekterte pulsen β (fra det andre gitteret G2, dvs. ikke fra det valgte gitteret), begge ankomme SOA'en 14, hvor de vil overføres og forsterkes. Dette resulterer i 341810 At a time 4T, a third electrical drive pulse is applied to the SOA 14 and ensures that a third pulse C is generated and fed into the fiber 16. At this time, the reflected fourth pulse δ (from the 30 selected grating G1) and the second reflected the pulse β (from the second grating G2, i.e. not from the selected grating), both arrive at the SOA 14, where they will be transmitted and amplified. This results in 341810

16 16

at to reflekterte optiske signaler vil ankomme bølgelengdemåleapparatet og gjøre dem nesten uskillbar fra hverandre. that two reflected optical signals will arrive at the wavelength measuring apparatus and make them almost indistinguishable from each other.

Om avstanden mellom SOA'en 14 og det første gitteret G1ikke er lengre enn avstanden mellom det første og andre gitteret i matrisen, oppstår trolig denne typen interferens, og interferensen er 5 mest fremtredende når gitrene er jevnt fordelt med mellomrom. Innsetting av en tilleggslengde av fiber 32 mellom SOA'en 14 og den optiske fiberen 16 fjerner den mest dominerende formen av denne typen interferens. Lengden av tilleggsfiberen 32 må være lengre enn avstanden mellom det første og andre gitteret i matrisen som skal spørres. Det er fremdeles mulighet for at tredje refleksjons interferens kan oppstå, men denne kan ignoreres om gitterrefleksjonsverdiene er for 10 lave, som beskrives mer detaljert nedenfor. If the distance between the SOA 14 and the first grating G1 is not longer than the distance between the first and second gratings in the matrix, this type of interference probably occurs, and the interference is most prominent when the gratings are evenly spaced. Inserting an additional length of fiber 32 between the SOA 14 and the optical fiber 16 removes the most dominant form of this type of interference. The length of the additional fiber 32 must be longer than the distance between the first and second gratings of the matrix to be interrogated. There is still the possibility that third reflection interference can occur, but this can be ignored if the grating reflection values are too low, which is described in more detail below.

Som et resultat av innsettingen av tilleggslengden av en optisk fiber 32, mottaes en rekke reflekterte optiske pulser (reflektert fra et valgt gitter) ved bølgemåleren, som vist ved innsatt (b) i Fig.2, og en reflektert puls for hver optisk puls genereres og føres inn i fiberen 16. As a result of inserting the additional length of optical fiber 32, a series of reflected optical pulses (reflected from a selected grating) are received at the wavemeter, as shown at inset (b) in Fig.2, and a reflected pulse for each optical pulse is generated. and is fed into the fiber 16.

Om tilleggslengden av optisk fiber 32 er lengre en den minste lengden som kreves, kan det være 15 mulig å øke frekvensen av de elektriske pulsene, og dermed av de optiske pulsene, til et flertall av basisfrekvenser. På denne måten vil mer enn en optisk puls forplante seg i den optiske fiberen 16 til enhver tid. For eksempel, for å øke frekvensen med en faktor på to, vil det kreve at lengden av tilleggsfiberen 32 er minst to ganger avstanden mellom det første og andre gitteret i matrisen. If the additional length of optical fiber 32 is longer than the minimum length required, it may be possible to increase the frequency of the electrical pulses, and thus of the optical pulses, to a majority of base frequencies. In this way, more than one optical pulse will propagate in the optical fiber 16 at any given time. For example, to increase the frequency by a factor of two would require the length of the additional fiber 32 to be at least twice the distance between the first and second gratings in the array.

Anordning av tilleggslengden av optisk fiber 32 sikrer derfor at det for hver optiske puls generert 20 av SOA'en 14, og ført inn i den optiske fiberen 16, blir en reflektert optisk puls levert til bølgemåleren. Arrangement of the additional length of optical fiber 32 therefore ensures that for each optical pulse generated 20 by the SOA 14, and fed into the optical fiber 16, a reflected optical pulse is delivered to the wavemeter.

Den fagutdannete personen vil forstå at bruken av en tilleggslengde av optisk fiber er beskrevet her, siden den optiske bølgelederen som inneholder matrisen av gitter som skal spørres, er en optisk fiber. Hvor den optiske bølgelederen som inneholder de reflekterende optiske elementene 25 som skal spørres, istedenfor er en plan optisk bølgeleder, kan en tilleggsdel av en plan optisk bølgeleder brukes i stedet. The skilled person will appreciate that the use of an additional length of optical fiber is described herein, since the optical waveguide containing the array of gratings to be interrogated is an optical fiber. Where the optical waveguide containing the reflective optical elements 25 to be interrogated is instead a planar optical waveguide, an additional portion of a planar optical waveguide may be used instead.

Når spørresystemet 30 er koblet til den optiske fiberen 16, som inneholder en matrise av gitre G som skal spørres, som beskrevet ovenfor, danner de sammen et optisk fibergitter-sensorsystem 34 i samsvar med en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogator system 30 is connected to the optical fiber 16, which contains an array of gratings G to be interrogated, as described above, they together form an optical fiber grating sensor system 34 in accordance with a fourth embodiment of the invention.

341810 341810

17 17

Figur 4 viser et optisk spørresystem 40 i samsvar med en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen. Spørresystemet 40 i denne utførelsesformen er hovedsakelig den samme som spørresystemet 30 i samsvar med den tredje utførelsesformen, med den følgende modifikasjon. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. Figure 4 shows an optical interrogation system 40 in accordance with a fourth embodiment of the invention. The query system 40 in this embodiment is substantially the same as the query system 30 in accordance with the third embodiment, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

5 I dette eksempelet er den kontinuerlige optiske bølgekilden 12 fra den tredje utførelsesformen erstattet med en pulserende optisk kilde 42 som kan generere optiske pulser. For å unngå behovet for kompliserte tidsinnstillingsapparater for å få SOA'en 14 til å porte valgte optiske pulser fra en pulserende optisk kilde inn i den optiske fiberen 16, kobles den pulserende optiske kilden til den optiske fiberen 16 mellom SOA'en 14 og tilleggslengden med av fiber 32. In this example, the continuous optical wave source 12 of the third embodiment is replaced with a pulsed optical source 42 which can generate optical pulses. To avoid the need for complicated timing devices to cause the SOA 14 to gate selected optical pulses from a pulsed optical source into the optical fiber 16, the pulsed optical source is coupled to the optical fiber 16 between the SOA 14 and the additional length of of fiber 32.

10 I bruk, når koblet til en optisk bølgeleder, slik som en optisk fiber 16, omfattende en sensordel 24 hvori en matrise med gitter er anordnet, føres optiske pulser generert av den pulserende optiske kilden 42 inn i den optiske tilleggsfiberen 32 via portene C og B til den optiske koblingen 20. De optiske pulsene forplanter seg så langs den optiske tilleggsfiberen 32 og derfra langs den optiske fiberen 16, hvor de treffer på og reflekteres av et eller flere av gitrene G. De reflekterte pulsene 15 forplantes så tilbake langs fibrene 16 og 32 til SOA'en 14, via portene B og A til koblingen 20. Som beskrevet ovenfor er frekvensen til de elektriske driftpulsene, påtrykket fra driftsmidlet 22 til SOA'en 14, satt til å porte (og forsterkere) bare de pulsene som er reflektert fra et valgt gitter av gitrene G i matrisen. Pulsene overført gjennom SOA'en 14 rutes så til bølgelengdemålingsapparatet 18. In use, when coupled to an optical waveguide, such as an optical fiber 16, comprising a sensor portion 24 in which an array of gratings is arranged, optical pulses generated by the pulsed optical source 42 are fed into the additional optical fiber 32 via ports C and B to the optical coupler 20. The optical pulses then propagate along the additional optical fiber 32 and from there along the optical fiber 16, where they strike and are reflected by one or more of the gratings G. The reflected pulses 15 are then propagated back along the fibers 16 and 32 to the SOA 14, via ports B and A of the connector 20. As described above, the frequency of the electrical operating pulses, applied from the operating means 22 to the SOA 14, is set to gate (and amplify) only those pulses that are reflected from a selected lattice of the lattices G in the matrix. The pulses transmitted through the SOA 14 are then routed to the wavelength measuring device 18.

20 Når koblet til hverandre, danner spørreapparatet 40 og matrisen av reflekterende optiske elementer, i dette eksemplet gitre i den optiske fiberen 16, sammen et optisk sensorsystem 44 i samsvar med en sjette utførelsesform av oppfinnelsen. When coupled together, the interrogator 40 and the array of reflective optical elements, in this example gratings in the optical fiber 16, together form an optical sensor system 44 in accordance with a sixth embodiment of the invention.

En sjuende utførelsesform av oppfinnelsen skaper et optisk spørresystem 50 som vist i Figur 5. I denne utførelsesformen omfatter spørresystemet 50 videre en andre SOA 52, og en andre lengde 25 av optisk fiber 54. Den andre SOA'en 52 er koblet til SLD'en 12 via portene A og D til koblingen 20. A seventh embodiment of the invention creates an optical interrogation system 50 as shown in Figure 5. In this embodiment, the interrogation system 50 further comprises a second SOA 52, and a second length 25 of optical fiber 54. The second SOA 52 is connected to the SLD 12 via ports A and D to connector 20.

Den andre SOA'en 52 skal kobles, via den andre tilleggsfiberen 54 til en andre bølgeleder som inneholder et eller flere optiske elementer som skal spørres, i dette eksempelet en andre optisk fiber 56 som inneholder en matrise av fiber-Bragg-gitre (G12til G2n). The second SOA 52 is to be coupled, via the second additional fiber 54 to a second waveguide containing one or more optical elements to be interrogated, in this example a second optical fiber 56 containing an array of fiber Bragg gratings (G12 to G2n ).

De samme driftsmidlene 22 (en elektrisk pulsgenerator trigget av en variabel frekvensoscillator, 30 som tidligere) brukes til å styre begge SOA'ene 14, 52. En elektrisk bryter 58 er anordnet for å velge hvilken SOA 14, 52 som skal drives ved en spesifikk tid, dermed velger hvilken matrise av 341810 The same operating means 22 (an electrical pulse generator triggered by a variable frequency oscillator, 30 as before) is used to control both SOAs 14, 52. An electrical switch 58 is provided to select which SOA 14, 52 is to be operated at a specific time, thus choosing which matrix of 341810

18 18

gitter som skal spørres. Derfor trengs bare et bølgelengdemåleapparat, slik som en bølgemåler 18, siden bare en gittermatrise vil bli valgt på et tidspunkt. lattice to be queried. Therefore, only one wavelength measuring device, such as a wavemeter 18, is needed, since only one grating array will be selected at a time.

Dette oppsettet tillater dermed at gitrene i flere enn en optisk bølgeleder kan spørres ved å bruke et enkelt driftsmiddel 22 og en enkel bølgemåler 18. Det vil være verdsatt at det beskrevne 5 spørresystemet 50 kan utvides videre for å spørre gitter i flere enn to optiske bølgeledere ved å anordne ytterligere SOA'er, koblet til SLD'en 12 og bølgemåleren 18, via et mer kompleks optisk rutingselement. This setup thus allows the gratings in more than one optical waveguide to be interrogated using a single operating means 22 and a single wavemeter 18. It will be appreciated that the described interrogation system 50 can be further extended to interrogate gratings in more than two optical waveguides by arranging additional SOAs, connected to the SLD 12 and the wavemeter 18, via a more complex optical routing element.

Spørresystemet 50 opererer på samme måte som tidligere beskrevet når en spesiell SOA 14, 52 og dens respektive gittermatrise er valgt ved å aktivere den elektriske bryteren 58. The interrogator system 50 operates in the same manner as previously described when a particular SOA 14, 52 and its respective grid array is selected by actuating the electrical switch 58.

10 En fagutdannet person vil verdsette at SLD'en 12 og SOA'en 14, 52 -kombinasjonen som optisk pulskilde kan erstattes av en pulserende optisk kilde, som vist i Figur 4. Den pulserende optiske kilden vil liknende kobles til de optiske fibrene 16, 56 mellom de respektive SOA'ene 14, 52, og tilleggslengdene av fiber 32, 54. En separat pulskilde kan kobles til de to fibrene 16, 56 via de to utgangsportene (B og D) til en separat kobling, eller to pulserende kilder kan kobles til deres 15 respektive fibere 16, 56 via to separate koblinger. 10 A person skilled in the art will appreciate that the SLD 12 and the SOA 14, 52 combination as an optical pulse source can be replaced by a pulsating optical source, as shown in Figure 4. The pulsating optical source will similarly be connected to the optical fibers 16, 56 between the respective SOAs 14, 52, and the additional lengths of fiber 32, 54. A separate pulse source can be connected to the two fibers 16, 56 via the two output ports (B and D) of a separate coupler, or two pulsing sources can are connected to their 15 respective fibers 16, 56 via two separate connectors.

Når spørresystemet 50 er koblet til de to optiske fibrene 16, 56, som inneholder deres respektive matriser av gitre G11til G1nog G21til G2n, danner spørresystemet 50 og de optiske fibrene 16, 56 sammen et optisk sensorsystem 60 i samsvar med en åttende utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogation system 50 is connected to the two optical fibers 16, 56, which contain their respective arrays of gratings G11 to G1 and G21 to G2n, the interrogation system 50 and the optical fibers 16, 56 together form an optical sensor system 60 in accordance with an eighth embodiment of the invention.

Et optisk spørresystem 70 i samsvar med en niende utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 6. An optical interrogation system 70 in accordance with a ninth embodiment of the invention is shown in Figure 6.

20 Spørresystemet 70 i denne utførelsesformen er hovedsakelig det samme som spørresystemet 30 som vist i Figur 2, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. The query system 70 in this embodiment is essentially the same as the query system 30 as shown in Figure 2, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

I dette eksempelet er et optisk filter 72 anordnet mellom SLD'en 12 og SOA'en 14. Filteret 72 er innsatt på grunn av at SOA'er har en begrenset maksimal, total optisk utgangseffekt. Som et 25 resultat kan de brukes til å forsterke et optisk signal som inneholder et smalt område av bølgelengder til et høyre utgangsnivå enn et som inneholder et bredt bånd av bølgelengder. Filteret 72 har en filterfunksjon, vist ved innsatt (a), som har et spektralt område som tilsvarer det operative området til gitrene som skal spørres. Som et resultat dekker båndbredden til det kontinuerlige optiske bølgesignalet som når SOA'en 14, det maksimale frekvensbåndet til gitrene G 30 som skal spørres. Alle bølgelengdene i det kontinuerlige optiske bølgesignalet generert av SLD'en 12 som er utenfor det operative området til gitrene G blokkeres. Denne reduksjonen i 341810 In this example, an optical filter 72 is arranged between the SLD 12 and the SOA 14. The filter 72 is inserted because SOAs have a limited maximum total optical output power. As a result, they can be used to amplify an optical signal containing a narrow range of wavelengths to a higher output level than one containing a broad band of wavelengths. The filter 72 has a filter function, shown at inset (a), which has a spectral range corresponding to the operative range of the gratings to be interrogated. As a result, the bandwidth of the continuous optical wave signal reaching the SOA 14 covers the maximum frequency band of the gratings G 30 to be interrogated. All wavelengths in the continuous optical wave signal generated by the SLD 12 that are outside the operative range of the gratings G are blocked. This reduction in 341810

19 19

båndbredden til det kontinuerlige optiske bølgesignalet som skal portes inn i pulser (og forsterkes) gjennom SOA'en 14 betyr at SOA'en 14 kan forsterke pulsene til et høyere gjennomsnittelig optisk effektnivå. Det høyre effektnivået til pulsene forbedrer ytelsen til spørresystemet 70, spesielt signal-til-støy-forholdet ved bølgelengdemåleapparatet, og muliggjør at spørresystemet 70 kan 5 brukes til å spørre lavreflekterende gitre. the bandwidth of the continuous optical wave signal to be pulsed (and amplified) through the SOA 14 means that the SOA 14 can amplify the pulses to a higher average optical power level. The high power level of the pulses improves the performance of the interrogation system 70, particularly the signal-to-noise ratio of the wavelength measuring apparatus, and enables the interrogation system 70 to be used to interrogate low-reflective gratings.

Når spørresystemet 70 er koblet til den optiske fiberen 16 som omfatter matrisen av gitre G som skal spørres, danner de sammen et optisk spørresystem 74 i samsvar med en tiende utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogator system 70 is connected to the optical fiber 16 comprising the array of gratings G to be interrogated, they together form an optical interrogator system 74 in accordance with a tenth embodiment of the invention.

Figur 7 viser et optisk bølgeleder-spørresystem 80 i samsvar med en ellevte utførelsesform av 10 oppfinnelsen. Spørresystemet 80 omfatter et optisk forsterkende og signalutvelgende middel i form av en SOA 82 som styres av driftsmiddel 84, som hovedsakelig er det samme som driftsmiddelet 22 i Figurene 1(a) og 1(b), og et bølgelengdeevalueringsapparat 86. Figure 7 shows an optical waveguide interrogator system 80 in accordance with an eleventh embodiment of the invention. The interrogation system 80 comprises an optical amplifying and signal selecting means in the form of an SOA 82 which is controlled by operating means 84, which is essentially the same as the operating means 22 in Figures 1(a) and 1(b), and a wavelength evaluation apparatus 86.

I dette eksempelet, virker SOA'en 82 som en optisk kilde i tillegg til å være et toveis-anvendelig optisk forsterkende og signalutvelgende middel. Når SOA'en 82 mottar en elektronisk driftpuls 15 genererer den samtidig et optisk signal, i form av en forsterket spontan emisjon, og porter det optiske signalet inn i en optisk puls. Som et resultat av dette er det mulig å fjerne den kontinuerlige optiske bølgekilden med brede båndbredde ("continous broad bandwith optical source") helt fra de tidligere utførelsesformene, siden den optiske pulsen genereres fullstendig inne i SOA'en 82 og ikke som et resultat av at det separate kontinuerlige optiske bølge signalet 20 med brede båndbredde portes ("continous broad bandwith optical signal"). Følgelig er det her ikke lenger nødvendig med koblingen i de tidligere utførelsesformene. Disse modifikasjonene reduserer kostnaden for spørresystemet 80, sammenlignet med de tidligere utførelsesformene, og sparer også optisk effekt, siden det ikke lenger mistes noe effekt gjennom en kobling. In this example, the SOA 82 acts as an optical source in addition to being a bi-directionally usable optical amplifying and signal selecting means. When the SOA 82 receives an electronic operating pulse 15, it simultaneously generates an optical signal, in the form of an amplified spontaneous emission, and converts the optical signal into an optical pulse. As a result, it is possible to completely remove the continuous broad bandwidth optical source from the previous embodiments, since the optical pulse is generated entirely within the SOA 82 and not as a result of that the separate continuous broad bandwidth optical wave signal 20 is carried ("continuous broad bandwidth optical signal"). Consequently, the coupling in the previous embodiments is no longer necessary here. These modifications reduce the cost of the interrogator system 80, compared to the previous embodiments, and also save optical power, since no more power is lost through a link.

Når koblet til en optisk bølgeleder som inneholder et eller flere reflekterende optiske elementer 25 som skal spørres, i dette eksempelet en optisk fiber 94 som inneholder en matrise av gitre G1til Gn, opererer SOA'en på samme måte som beskrevet ovenfor, og frekvensen til de elektriske pulsene settes for å velge hvilket gitter i matrisen som skal spørres. When coupled to an optical waveguide containing one or more reflective optical elements 25 to be interrogated, in this example an optical fiber 94 containing an array of gratings G1 to Gn, the SOA operates in the same manner as described above, and the frequency of the the electrical pulses are set to select which grid in the array to interrogate.

Bølgelengdeevalueringsapparatet 86, vist i Figur 8 omfatter et optisk filterelement som har en bølgelengdeavhengig filterrespons (se innsatt (a)), etterfulgt av et optisk detekteringsmiddel i form 30 av en fotodetektor 90. Den elektriske utgangen til fotodetektoren 90 er koblet til et signalbehandlende middel 92 som kan bestemme bølgelengden til et detektert optisk signal. Den 341810 The wavelength evaluation apparatus 86, shown in Figure 8 comprises an optical filter element having a wavelength-dependent filter response (see inset (a)), followed by an optical detection means in the form 30 of a photodetector 90. The electrical output of the photodetector 90 is connected to a signal processing means 92 which can determine the wavelength of a detected optical signal. The 341810

20 20

optiske effekten til den filtrerte reflekterte optiske pulsen identifiserer bølgelengden til den reflekterte pulsen, og dermed bølgelengden til gitteret som spørres. the optical power of the filtered reflected optical pulse identifies the wavelength of the reflected pulse, and thus the wavelength of the interrogated grating.

Når spørresystemet 80 er koblet til den optiske fiberen 94 som inneholder en matrise av gitter G som skal spørres, danner de sammen et optisk sensorsystem 96 i samsvar med en tolvte 5 utførelsesform av oppfinnelsen. Likedan som matrisene av gitter anordnet i fibrene 16 og 56 i tidligere utførelsesformer, er resonansbølgelengden til hvert gitter G hovedsakelig den samme, og hvert gitter G opererer igjen inne i den samme optiske kanalen. When the interrogator system 80 is coupled to the optical fiber 94 containing an array of gratings G to be interrogated, they together form an optical sensor system 96 in accordance with a twelfth embodiment of the invention. Like the arrays of gratings arranged in fibers 16 and 56 in previous embodiments, the resonant wavelength of each grating G is substantially the same, and each grating G again operates within the same optical channel.

Spørresystemet 100 i utførelsesformen vist i Figur 9, er hovedsakelig den samme som spørresystemet 80 i den forrige utførelsesformen, med de følgende modifikasjonene. De samme 10 henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. The query system 100 in the embodiment shown in Figure 9 is substantially the same as the query system 80 in the previous embodiment, with the following modifications. The same 10 reference numbers are used for corresponding moves.

I dette eksemplet, likedan som spørresystemet 40 vist i Figur 4, opptrer SOA'en 82 bare som et optisk forsterkende og signalutvelgende middel, de optiske pulsene med brede båndbredde genereres av en separat pulserende optisk kilde 102. Den pulserte optiske kilden 102 er koblet inn i spørresystemet 100 etter SOA'en 82, via en optisk kobling 104. Det betyr at når spørresystemet 15 100 kobles til en optisk fiber 94 som inneholder en matrise av gitre G som skal spørres, føres de optiske pulsene som genereres av den pulserende optiske kilden 102 inn i den optiske fiberen 94 uten å passere gjennom SOA'en 82, som beskrevet ovenfor i forbindelse med Figur 4. In this example, like the interrogator 40 shown in Figure 4, the SOA 82 acts only as an optical amplifying and signal selecting means, the wide bandwidth optical pulses are generated by a separate pulsed optical source 102. The pulsed optical source 102 is coupled in the interrogator system 100 after the SOA 82, via an optical link 104. That is, when the interrogator system 15 100 is connected to an optical fiber 94 containing an array of gratings G to be interrogated, the optical pulses generated by the pulsed optical source are guided 102 into the optical fiber 94 without passing through the SOA 82, as described above in connection with Figure 4.

Når spørresystemet 100 er koblet til den optiske fiberen 94 som inneholder en matrise av gitter G som skal spørres, danner de sammen et optisk sensorsystem 106 i samsvar med en fjortende 20 utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogator system 100 is coupled to the optical fiber 94 containing an array of gratings G to be interrogated, they together form an optical sensor system 106 in accordance with a fourteenth embodiment of the invention.

Figur 10 viser et spørresystem 110 i samsvar med en femtende utførelsesform av oppfinnelsen. Spørresystemet 110 er hovedsakelig det samme som spørresystemet 80 i den ellevte utførelsesformen, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. Figure 10 shows a query system 110 in accordance with a fifteenth embodiment of the invention. The query system 110 is substantially the same as the query system 80 of the eleventh embodiment, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

25 I denne utførelsesformen, lik spørresystemene 30, 40, 50 og 70 vist i Figurene 2, 4, 5 og 6, er en tilleggsdel av optisk bølgeleder, i dette eksempelet en lengde av optisk fiber 112, anordnet etter SOA'en 82, dvs. når spørresystemet 110 er koblet til den optiske fiberen 94 som inneholder gitre G som skal spørres, er tilleggsfiberen 112 plassert mellom SOA'en 82 og den optiske fiberen 94. Som forklart ovenfor er tilleggslengden av optisk fiber 112 innsatt for å fjerne muligheten for 30 interferens fra samtidig mottakelse av reflekterte optiske pulser fra flere enn et gitter G ved SOA'en 82, dermed muliggjør at SOA'en 82 kan drives av en kontinuerlig strøm av elektriske pulser. In this embodiment, similar to the interrogator systems 30, 40, 50 and 70 shown in Figures 2, 4, 5 and 6, an additional part of optical waveguide, in this example a length of optical fiber 112, is arranged after the SOA 82, ie .when the interrogator system 110 is connected to the optical fiber 94 containing gratings G to be interrogated, the additional fiber 112 is placed between the SOA 82 and the optical fiber 94. As explained above, the additional length of optical fiber 112 is inserted to remove the possibility of 30 interference from simultaneous reception of reflected optical pulses from more than one grating G at the SOA 82, thus enabling the SOA 82 to be driven by a continuous stream of electrical pulses.

341810 341810

21 21

Når spørresystemet 110 er koblet til den optiske fiberen 94 som inneholder en matrise av gitter G som skal spørres, dannes et optisk sensorsystem 114 i samsvar med en sekstende utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogator system 110 is coupled to the optical fiber 94 containing an array of gratings G to be interrogated, an optical sensor system 114 is formed in accordance with a sixteenth embodiment of the invention.

Et optisk spørresystem 120 i samsvar med en syttende utførelsesform av oppfinnelsen er vist i 5 Figur 11. Spørresystemet 120 er hovedsakelig det samme som spørresystemet 110 vist i Figur 10, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. An optical interrogation system 120 in accordance with a seventeenth embodiment of the invention is shown in Figure 11. The interrogation system 120 is substantially the same as the interrogation system 110 shown in Figure 10, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

I dette eksempelet er et optisk filter 122 anordnet mellom SOA'en 82 og bølgelengdeevalueringsapparatet 86. På lik måte som filteret 72 i den niende utførelsesformen av oppfinnelsen, har filteret 122 en topp-hatt funksjon (se innsatt (a)) som har et spektralt område 10 som tilsvarer det operative området til de reflekterende elementene, i dette eksempelet gitre G som skal spørres. I sin anvendelse her, virker filteret 122 til å fjerne bredbånds bakgrunnsstøy (dvs. bølgelengder som ligger utenfor det operative området for gitrene G som skal spørres) tilstede på et reflektert optisk signal overført gjennom SOA'en 82. Bakgrunnsstøyen er generert av SOA'en 82 og lagt til et reflektert optisk signal når det overføres (og forsterkes) gjennom SOA'en 82. In this example, an optical filter 122 is arranged between the SOA 82 and the wavelength evaluation apparatus 86. Similar to the filter 72 in the ninth embodiment of the invention, the filter 122 has a top-hat function (see inset (a)) that has a spectral area 10 which corresponds to the operative area of the reflective elements, in this example grid G to be queried. In its application here, the filter 122 acts to remove broadband background noise (ie, wavelengths outside the operative range of the gratings G to be interrogated) present on a reflected optical signal transmitted through the SOA 82. The background noise is generated by the SOA 82 and added a reflected optical signal when transmitted (and amplified) through the SOA 82.

15 Fjerning av enhver slik bakgrunnsstøy vil forbedre signal-til-støy-forholdet av det reflekterte optiske signalet som når bølgelengdeapparatet 86. Removal of any such background noise will improve the signal-to-noise ratio of the reflected optical signal reaching the wavelength apparatus 86.

Ved kobling av spørresystemet 120 til en optisk fiber 94 som inneholder en matrise av gitter G som skal spørres, skapes et optisk sensorsystem 124 i samsvar med en attende utførelsesform av oppfinnelsen. By connecting the interrogator system 120 to an optical fiber 94 containing a matrix of gratings G to be interrogated, an optical sensor system 124 is created in accordance with an eighteenth embodiment of the invention.

20 Figur 12 viser et optisk spørresystem 130 i samsvar med en nittende utførelsesform av oppfinnelsen. Spørresystemet 130 i denne utførelsesformen er hovedsakelig det samme som spørresystemet 110 vist i Figur 10, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. Figure 12 shows an optical interrogation system 130 in accordance with a nineteenth embodiment of the invention. The query system 130 in this embodiment is substantially the same as the query system 110 shown in Figure 10, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

Spørresystemet 130 omfatter en optisk reflektor, i form av et høyfrekvent fiber-Bragg-gitter 25 ("chirped Bragg grating" (CFBG)) 132, i dette eksempelet, mellom SOA'en 82 og bølgelengdeevalueringsapparatet 86. CFBG'en 132 har en reflektivitet på mindre enn 100 %, ~99 % i dette eksempelet. Funksjonen til CFBG'en 132 er å reflektere en del (~99 %) av en reflektert optisk puls tilbake mot SOA'en 82, og overføre det resterende (~1 %) av den reflekterte optiske pulsen til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. The interrogation system 130 comprises an optical reflector, in the form of a high-frequency fiber Bragg grating 25 ("chirped Bragg grating" (CFBG)) 132, in this example, between the SOA 82 and the wavelength evaluation apparatus 86. The CFBG 132 has a reflectivity of less than 100%, ~99% in this example. The function of the CFBG 132 is to reflect a portion (~99%) of a reflected optical pulse back toward the SOA 82, and transmit the remaining (~1%) of the reflected optical pulse to the wavelength evaluator 86.

341810 341810

22 22

Valget av optisk reflektor avhenger av brukskarakteristikken som kreves. Noen av designkriteriene som må betraktes ved valg av hvilken type optisk reflektor som skal brukes er som følger: The choice of optical reflector depends on the application characteristics required. Some of the design criteria that must be considered when choosing which type of optical reflector to use are as follows:

Bruk av en optisk reflektor som har en høy reflektivitet vil redusere antallet sykluser som en reflektert optisk puls må gå gjennom systemet før den når den maksimale optiske effekten. Den 5 maksimale optiske effekten som en puls kan oppnå avgjøres av tapene i spørresystemet 130 og den optiske metningen og forsterkerkarakteristikken til SOA'en 82. Dette vil være en fordel hvor spørresystemet 130 må ha en rask respons. I tillegg, å ha en høyreflekterende optisk reflektor vil gjøre at spørresystemet 130 tåler et høyere nivå av optisk tap i systemet. Dette kan bety at en matrise som inneholder et stort antall reflekterende elementer og/eller flere svakt reflekterende 10 optiske elementer kan spørres. Using an optical reflector that has a high reflectivity will reduce the number of cycles that a reflected optical pulse must pass through the system before it reaches the maximum optical power. The maximum optical power that a pulse can achieve is determined by the losses in the interrogation system 130 and the optical saturation and amplifier characteristic of the SOA 82. This will be an advantage where the interrogation system 130 must have a fast response. In addition, having a highly reflective optical reflector will allow the interrogation system 130 to withstand a higher level of optical loss in the system. This may mean that an array containing a large number of reflective elements and/or several weakly reflective optical elements may be interrogated.

Bruken av en optisk reflektor som har en lavere reflektivitet enn det som er beskrevet, vil føre til at en høyere del av det reflekterte optiske signalet blir levert til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. Å ha et optisk signal med høyere effekt vil også muliggjøre at bølgelengdeevalueringsapparatet som krever høyere optiske signalnivåer kan brukes. The use of an optical reflector having a lower reflectivity than that described will result in a higher proportion of the reflected optical signal being delivered to the wavelength evaluation apparatus 86. Having a higher power optical signal will also enable the wavelength evaluation apparatus which requires higher optical signal levels can be used.

15 Om den spektrale båndbredden til den optiske reflektoren CFBG 132, bare dekker det operative området til de reflekterende optiske elementene som skal spørres, så vil bare bredbåndsbakgrunnsstøy ved bølgelengden i det spektrale området reflekteres tilbake til SOA'en 82 for ytterligere forsterkning. Dette vil redusere utgangen av ute-av-bånd-signaler fra SOA'en 82, og konsentrere den forsterkende effekten på bølgelengder reflektert av de reflekterende optiske 20 elementene under spørring. If the spectral bandwidth of the optical reflector CFBG 132 only covers the operative range of the reflective optical elements to be interrogated, then only broadband background noise at the wavelength in the spectral range will be reflected back to the SOA 82 for further amplification. This will reduce the output of out-of-band signals from the SOA 82, and concentrate the amplifying effect on wavelengths reflected by the reflective optical elements 20 under interrogation.

I kontrast, bruk av en optisk reflektor som har en spektral båndbredde som dekker hele det spektrale området til SOA'en 82, vil redusere mengden av ute-av-bånd-støy overført til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. Dette kan forbedre singal-til-støy-forholdet ved bølgelengdeevalueringsapparatet 86. In contrast, using an optical reflector having a spectral bandwidth covering the entire spectral range of the SOA 82 will reduce the amount of out-of-band noise transmitted to the wavelength evaluator 86. This can improve the signal-to-noise- ratio at the wavelength evaluation apparatus 86.

25 CFBG 132 er plassert tilstrekkelig nærme (i betegnelse av fiberlengde) til SOA'en 182 for å sikre at forplantningstiden TRfor en reflektert optisk puls å bevege seg fra SOA'en 82 til CFBG'en 132 og tilbake til SOA'en 82 (som vist ved pil 134) er kortere enn varigheten TPtil den elektriske driftpulsen påtrykt SOA'en 82 (se innsatt (A)). 25 CFBG 132 is placed sufficiently close (in terms of fiber length) to SOA 182 to ensure that the propagation time TR for a reflected optical pulse to travel from SOA 82 to CFBG 132 and back to SOA 82 (as shown by arrow 134) is shorter than the duration TP of the electrical drive pulse impressed on the SOA 82 (see inset (A)).

I bruk, når spørresystemet 130 er koblet til en optisk fiber 94 som inneholder en matrise av gitter 30 G som skal spørres, møter en optisk reflektert puls overført (og forsterket) gjennom SOA'en 82, den tilbakereflekterte CFBG'en 132, en del (~1 %) av den reflekterte optiske pulsen overføres til 341810 In use, when the interrogator system 130 is coupled to an optical fiber 94 containing an array of gratings 30 G to be interrogated, an optically reflected pulse transmitted (and amplified) through the SOA 82 encounters the back-reflected CFBG 132, a portion (~1%) of the reflected optical pulse is transmitted to the 341810

23 23

bølgelengdeevalueringsapparatet 86 og det resterende (~99 %) av den optiske pulsen omreflekteres tilbake mot SOA'en 82. På grunn av varigheten til de elektriske driftpulsene (TP), og dermed også perioden som SOA'en 82 er slått på (også TP), er lengre enn pulsens forplantningstid TR, er SOA'en 82 fremdeles slått på (dvs. porten er fremdeles åpen) når det omreflekterte optiske 5 pulsen kommer tilbake til SOA'en 82. Varigheten (også TP) til denne første omreflekterte optiske pulsen er også lengre en pulsens forplantningstid TR, og derfor vil en del av den omreflekterte optiske pulsen, den delen av den optiske pulsen som er lengre en pulsens forplantningstid, gjennomgå ytterligere forsterkning når den igjen overføres gjennom SOA'en 82. Dette er illustrert i Figur 13. wavelength evaluator 86 and the remaining (~99%) of the optical pulse is re-reflected back towards the SOA 82. Due to the duration of the electrical drive pulses (TP), and thus also the period that the SOA 82 is switched on (also TP) , is longer than the pulse propagation time TR, the SOA 82 is still on (ie, the gate is still open) when the re-reflected optical pulse returns to the SOA 82. The duration (also TP) of this first re-reflected optical pulse is also longer than a pulse's propagation time TR, and therefore a part of the re-reflected optical pulse, the part of the optical pulse which is longer than a pulse's propagation time, will undergo further amplification when it is again transmitted through the SOA 82. This is illustrated in Figure 13 .

10 Forplantningstiden TRbestemmer derfor den delen av den reflekterte optiske pulsen som kan gjennomgå flere forsterkninger og refleksjoner (gå i syklus) inne i spørresystemet 130. Selv om SOA'en 82 vil legge til noe bredbåndsbakgrunnsstøy til den reflekterte optiske pulsen, domineres den omreflekterte optiske pulsen av bølgelengdene reflektert av gitteret under spørring. Derfor, selv om noe interferens vil oppstå om den elektriske driftpulsen påtrykt SOA'en 82 er lengre enn 15 to ganger tiden som det tar en optisk puls å forplante seg mellom de nærmest tilliggende gitrene i matrisen som spørres, så er den resulterende interferensen mindre betydningsfull enn den som oppleves av de tidligere beskrevne spørresystemene hvor de optiske pulsene ikke gjennomgår syklisk forsterkning. Justering kan derfor gjøres for avstandene mellom CFBG'en 132 og SOA'en 82 for å tillate bruk av en langsommere opererende SOA 82, eller elektronikk med lavere hastighet i 20 driftsmidlet 84. 10 The propagation time TR therefore determines the portion of the reflected optical pulse that can undergo multiple amplifications and reflections (cycle) within the interrogator 130. Although the SOA 82 will add some broadband background noise to the reflected optical pulse, the re-reflected optical pulse dominates of the wavelengths reflected by the grating under query. Therefore, although some interference will occur if the electrical drive pulse impressed on the SOA 82 is longer than 15 twice the time it takes an optical pulse to propagate between the nearest adjacent gratings in the array being interrogated, the resulting interference is less significant than that experienced by the previously described interrogation systems where the optical pulses do not undergo cyclic amplification. Adjustment can therefore be made to the distances between the CFBG 132 and the SOA 82 to allow the use of a slower operating SOA 82, or lower speed electronics in the operating means 84.

Den omreflekterte, omforsterkede optiske pulsen som forlater SOA'en 82, inneholder bølgelengder som opprinnelig ble reflektert av gitteret som ble spurt, pluss lavere nivå bredbåndsbakgrunnsstøy fra SOA'en 82. Den optiske pulsen forplantes langs den optiske fiberen 94 mot gitrene G, som beskrevet tidligere. Igjen reflekteres en del av pulsen fra hvert gitter i 25 matrisen og igjen ankommer en rekke reflekterte optiske pulser (atskilte i tid og rom) tilbake til SOA'en 82. Som tidligere ankommer bare en reflektert puls mens SOA'en 82er slått på, siden alle andre vil ankomme enten før eller etter at den elektriske driftpulsen er påtrykket SOA'en 82. Den valgte optiske pulsen blir igjen forsterket når den passerer gjennom SOA'en 82, og forplanter seg til CFBG'en 132 hvor syklusen starter igjen. The re-reflected, re-amplified optical pulse leaving the SOA 82 contains wavelengths originally reflected by the interrogated grating, plus lower level broadband background noise from the SOA 82. The optical pulse is propagated along the optical fiber 94 towards the gratings G, as described previously. Again a portion of the pulse is reflected from each grating in the array and again a series of reflected optical pulses (separated in time and space) arrive back at the SOA 82. As before, only one reflected pulse arrives while the SOA 82 is turned on, since all others will arrive either before or after the electrical drive pulse is applied to the SOA 82. The selected optical pulse is again amplified as it passes through the SOA 82, and propagates to the CFBG 132 where the cycle begins again.

30 Det smale båndet av bølgelengder som reflekteres av det reflekterende optiske elementet, i dette eksempelet et fibergitter, som blir spurt, gjennomgår flere forsterkninger i en syklisk tur frem og tilbake gjennom SOA'en 82. En laveffekt optisk startpuls med bred båndbredde generert av SOA'en 82 gjennomgår flere sykluser gjennom spørresystemet 130, og som et resultat av den optiske 341810 30 The narrow band of wavelengths reflected by the reflective optical element, in this example a fiber grating, which is probed, undergoes multiple amplifications in a cyclic round trip through the SOA 82. A low-power, wide-bandwidth optical start pulse generated by the SOA 'an 82 undergoes several cycles through the interrogation system 130, and as a result of the optical 341810

24 24

forsterkningen, den gjennomgår hver gang den passerer gjennom SOA'en 82, formes i hurtig vekst til en optisk puls med strengt smal båndbredde. Den maksimale optiske effekten en optisk puls kan oppnå er avhengig av egenskapene for tap i spørresystemet 130 og metnings- og forsterkningskarakteristikkene til SOA'en 82 som brukes. the gain it undergoes each time it passes through the SOA 82 is shaped in rapid growth into an optical pulse of strictly narrow bandwidth. The maximum optical power an optical pulse can achieve is dependent on the loss characteristics of the interrogator 130 and the saturation and gain characteristics of the SOA 82 used.

5 Som beskrevet tidligere styres valget av et spesielt gitter i matrisen for spørring gjennom justering av frekvensen til de elektriske driftpulsene som påtrykkes SOA'en 82. Varigheten til hver puls er valgt til å ta i betraktning effekten av fiberlengden mellom CFBG'en 132 og SOA'en 82. 5 As described earlier, the selection of a particular grating in the matrix for interrogation is controlled by adjusting the frequency of the electrical drive pulses applied to the SOA 82. The duration of each pulse is chosen to take into account the effect of the fiber length between the CFBG 132 and the SOA 'an 82.

Når spørresystemet 130 er koblet til fiberen 94 som inneholder en matrise av gitre G som skal spørres, dannes et optisk sensorsystem 136 i samsvar med en tjuende utførelsesform av 10 oppfinnelsen. When the interrogator system 130 is coupled to the fiber 94 containing an array of gratings G to be interrogated, an optical sensor system 136 is formed in accordance with a twentieth embodiment of the invention.

På grunn av flere forsterkninger gjennomgått av at de optiske pulsenes går i sykler i spørresystemet 130, kan veldig sterke optiske pulser genereres selv når de reflekterende optiske elementene, i dette eksempelet fibergitre, som spørres, har veldig lav reflektivitet. Bruk av lavreflekterende gitre betyr at de optiske pulsene kan passere gjennom mange gitre uten noe 15 betydelig tap av effekt i hvert gitter. Tredje refleksjons interferens har også vist seg å være ubetydelig for lavreflekterende gitre. Bruken av lavreflekterende gitre i en sensormatrise muliggjør derfor at mange flere gitre kan settes inn i det optiske sensorsystemet 136, medfører at redusert interferens mellom gitrene. Due to the multiple amplifications undergone by the cycling of the optical pulses in the interrogation system 130, very strong optical pulses can be generated even when the reflective optical elements, in this example fiber gratings, being interrogated have very low reflectivity. The use of low-reflection gratings means that the optical pulses can pass through many gratings without any significant loss of power in each grating. Third reflection interference has also been shown to be negligible for low-reflection gratings. The use of low-reflective gratings in a sensor matrix therefore enables many more gratings to be inserted into the optical sensor system 136, resulting in reduced interference between the gratings.

Den sykliske operasjonen til spørresystemet 130 og gittersensorsystemet 136 skaper ulike 20 fordeler. Veldig sterke optiske pulser med smal båndbredde kan i rask vekst bygges opp rundt resonansbølgelengden til gitteret som spørres. En slik sterk optisk puls med smal båndbredde er lettere å måle for ulike typer bølgelengdeevalueringsapparater. The cyclic operation of the interrogator system 130 and the grid sensor system 136 creates various advantages. Very strong narrow-bandwidth optical pulses can be rapidly built up around the resonant wavelength of the grating being interrogated. Such a strong optical pulse with a narrow bandwidth is easier to measure for various types of wavelength evaluation apparatus.

Bredbåndsbakgrunnsstøyen generert gjennom en SOA 82 reduseres når SOA'en 82 trenger å forsterke et sterkt optisk signal med smal båndbredde. Denne overføringen, eller innsnevring av 25 effekten til dominerende (sterkt reflekterte) bølgelengder skaper en reduksjon i bredbåndsbakgrunnsstøyen når en reflektert optisk puls har gått et antall sykluser i spørresystemet 130, og det dominerende (ønskete) optiske signalet er bygget opp. Dette fører til en ytterligere økning i signal-til-støy-forholdet. The broadband background noise generated through an SOA 82 is reduced when the SOA 82 needs to amplify a strong, narrow-bandwidth optical signal. This transfer, or narrowing of the effect to dominant (highly reflected) wavelengths creates a reduction in the broadband background noise when a reflected optical pulse has traveled a number of cycles in the interrogator 130, and the dominant (desired) optical signal has been built up. This leads to a further increase in the signal-to-noise ratio.

Figur 14 viser et optisk spørresystem 140 i samsvar med en tjueførste utførelsesform 30 oppfinnelsen. Spørresystemet 140 er hovedsakelig det samme som spørresystemet i den forrige 341810 Figure 14 shows an optical interrogation system 140 in accordance with a twenty-first embodiment of the invention. The query system 140 is essentially the same as the query system in the previous 341810

25 25

utførelsesformen, med de følgende modifikasjonene. De samme henvisningstallene er brukt for de tilsvarende trekkene. the embodiment, with the following modifications. The same reference numbers are used for the corresponding features.

I dette eksempelet omfatter spørresystemet i tillegg en optisk rutingsanordning ("optical routing device") i form av en optisk fiberkobling 142. Koblingen 142 er plassert mellom CFBG'en 144 og 5 SOA'en 82, hvor CFBG'en 144 kobles til SOA'en 82 via porter C og D til koblingen 142. In this example, the interrogation system additionally comprises an optical routing device ("optical routing device") in the form of an optical fiber link 142. The link 142 is placed between the CFBG 144 and the SOA 82, where the CFBG 144 is connected to the SOA' a 82 via ports C and D to the link 142.

Dette nye optiske oppsettet betyr at det er det optiske signalet reflektert av CFBG'en 144 som overføres til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. CFBG'en 144 kan derfor nå lages 100 % reflekterende om det kreves. Som beskrevet ovenfor kan det spektrale området dekket av CFBG'en 144 velges slik at det bare dekker det operative området til gitrene som skal spørres. This new optical setup means that it is the optical signal reflected by the CFBG 144 that is transmitted to the wavelength evaluator 86. The CFBG 144 can therefore now be made 100% reflective if required. As described above, the spectral range covered by the CFBG 144 can be selected to cover only the operative range of the gratings to be interrogated.

10 Dette betyr at det optiske signalet rutet til bølgelengdeevalueringsapparatet 86 bare vil inneholde bølgelengder plassert i det spektrale området til CFBG'en 144. Følgelig vil bare den SOA-genererte støyen sett av bølgelengdeevalueringsapparatet, være den som ligger i det spektrale området til CFBG'en 144 (og på denne måten det operative området til gitrene G). Alle de optiske signalene ved bølgelengder som havner utenfor dette spektrale området vil ikke bli reflektert av CFBG'en 15 144, og vil derfor ikke nå bølgelengdeevalueringsapparatet 86. Dette vil føre til en økning i signaltil-støy-forholdet ved bølgelengdeevalueringsapparatet 86. 10 This means that the optical signal routed to the wavelength evaluator 86 will only contain wavelengths located in the spectral range of the CFBG 144. Accordingly, only the SOA-generated noise seen by the wavelength evaluator will be that located in the spectral range of the CFBG 144 (and thus the operative area of the grids G). All of the optical signals at wavelengths that fall outside this spectral range will not be reflected by the CFBG 15 144, and will therefore not reach the wavelength evaluator 86. This will lead to an increase in the signal-to-noise ratio at the wavelength evaluator 86.

I tillegg, siden den spektrale profilen til CFBG'en 144 bare dekker det operative området til gitrene som skal spørres, vil tilstedeværelsen av CFBG'en 144 redusere ute-av-bånd-signalet forsterket gjennom SOA'en 82, dermed forbedrer dets effektivitet. In addition, since the spectral profile of the CFBG 144 only covers the operative region of the gratings to be interrogated, the presence of the CFBG 144 will reduce the out-of-band signal amplified through the SOA 82, thus improving its efficiency.

20 For å sette inn koblingen 142 i spørresystemet 140, må den minimale atskillelsesavstanden mellom SOA'en 82 og CFBG'en 144 økes. Følgelig må også varigheten til de elektriske driftpulsene til SOA'en 82 økes. Tilstedeværelsen av koblingen 142 vil føre til en økning i det optiske tapet i spørresystemet 140. Mengden av tap (gjennom port A) avgjøres av koblingsforholdet (50:50, 60:40 osv.) til den valgte koblingen. Valg av et lavere koblingsforhold vil medføre et lavere tap, men vil 25 skape et lavere optisk signalnivå til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. Imidlertid, den økte forsterkningen i spørresystemet 140 skapt ved bruk av en høyre reflekterende CFBG 144, og den lavere ute-av-bånd-støyen erfart gjennom SOA'en 82, kan brukes til å utligne noe av tapet forårsaket gjennom koblingen 142. In order to insert the connector 142 into the interrogator system 140, the minimum separation distance between the SOA 82 and the CFBG 144 must be increased. Consequently, the duration of the electrical operating pulses of the SOA 82 must also be increased. The presence of the coupler 142 will cause an increase in the optical loss in the interrogator system 140. The amount of loss (through port A) is determined by the coupling ratio (50:50, 60:40, etc.) of the chosen coupler. Selecting a lower coupling ratio will result in a lower loss, but will create a lower optical signal level to the wavelength evaluator 86. However, the increased gain in the interrogator 140 created by the use of a right-reflecting CFBG 144, and the lower out-of-band- the noise experienced through the SOA 82 can be used to offset some of the loss caused through the link 142.

Når spørresystemet 140 er koblet til fiberen 194 som omfatter en matrise av gitre G som skal 30 spørres, danner de sammen et optisk sensorsystem 146 i samsvar med en tjueandre utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogator system 140 is coupled to the fiber 194 comprising an array of gratings G to be interrogated, they together form an optical sensor system 146 in accordance with a twenty-second embodiment of the invention.

341810 341810

26 26

Et optisk spørresystem i samsvar med en tjuetredje utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 15. Denne utførelsesformen er hovedsakelig den samme som den forrige utførelsesformen med den følgende modifikasjon. De samme henvisningstallene er brukt for de tilsvarende trekkene. An optical interrogation system in accordance with a twenty-third embodiment of the invention is shown in Figure 15. This embodiment is substantially the same as the previous embodiment with the following modification. The same reference numbers are used for the corresponding features.

I dette eksempelet er koblingen 142 plassert på den andre siden av SOA'en 82, koblet via portene 5 A og B, mellom SOA'en 82 og tilleggsfiberen 112. Som et resultat mottar bølgelengdeevalueringsapparatet 86 reflekterte optiske pulser direkte fra gitteret som spørres, uten at pulsene først passerer gjennom SOA'en 82. Dette betyr at de reflekterte optiske pulsene mottatt av bølgelengdeevalueringsapparatet 86 ikke inneholder noen ute-av-bånd-støy fra SOA'en 82. Signaltil-støy-forholdet for den optiske pulsen overført til bølgelengdeevalueringsapparatet 86 er derfor 10 forbedret. In this example, the coupler 142 is located on the other side of the SOA 82, connected via ports 5 A and B, between the SOA 82 and the additional fiber 112. As a result, the wavelength evaluator 86 receives reflected optical pulses directly from the interrogated grating, without that the pulses first pass through the SOA 82. This means that the reflected optical pulses received by the wavelength evaluator 86 do not contain any out-of-band noise from the SOA 82. The signal-to-noise ratio of the optical pulse transmitted to the wavelength evaluator 86 is therefore 10 improved.

Når spørresystemet 150 er koblet til den optiske fiberen 94 som omfatter en matrise av gitre som skal spørres, danner de sammen et optisk sensorsystem 152 i samsvar med en tjuefjerde utførelsesform av oppfinnelsen. When the interrogator system 150 is coupled to the optical fiber 94 comprising an array of gratings to be interrogated, they together form an optical sensor system 152 in accordance with a twenty-fourth embodiment of the invention.

Figur 16 viser et optisk bølgelederspørresystem 160 i samsvar med en tjuefemte utførelsesform av 15 oppfinnelsen, som hovedsakelig er det samme spørresystemet 140 vist i Figur 14, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for de tilsvarende trekkene. Figure 16 shows an optical waveguide interrogation system 160 in accordance with a twenty-fifth embodiment of the invention, which is substantially the same interrogation system 140 shown in Figure 14, with the following modification. The same reference numbers are used for the corresponding features.

Ikke alle av de økte elektriske driftpulsenes varighet kreves av spørresystemet 140 (Figur 14), på grunn av tilstedeværelsen av koblingen 142, som bidrar til å forsterke det reflekterte optiske signalet som går i sykluser. Den ledende delen av de elektriske driftpulsene vil medføre at et 20 reflektert optisk signal som ankommer fra et gitter som spørres, forsterkes når det passerer gjennom SOA'en 82. Den bakerste delen av den elektriske driftpulsen vil medføre at den omreflekterte optiske pulsen, returnert fra CFBG'en 144, blir ytterligere forsterket når den passerer tilbake gjennom SOA'en 82 mot gitrene G. Den sentrale delen av de elektriske driftpulsene utgjør ingen nytte, på grunn av at under denne delen av de elektriske driftpulsene 25 forplanter den reflekterte optiske pulsen seg mellom SOA'en 82 og CFBG'en 144. Følgelig vil ethvert elektrisk driftsignal påtykt SOA'en 82 ved denne tiden generere uønsket støy. Dette fører til at de utvidete elektriske driftpulsene tjener bare til å redusere den elektriske effekten til SOA'en 82, og forringe signal-til-støy-forholdet til spørresystemet 140. Not all of the increased electrical drive pulse duration is required by the interrogation system 140 (Figure 14), due to the presence of the coupler 142, which helps to amplify the reflected optical signal that cycles. The leading portion of the electrical drive pulses will cause a reflected optical signal arriving from an interrogated grating to be amplified as it passes through the SOA 82. The trailing portion of the electrical drive pulse will cause the re-reflected optical pulse, returned from The CFBG 144 is further amplified as it passes back through the SOA 82 towards the gratings G. The central part of the electrical drive pulses is of no use, because during this part of the electrical drive pulses the reflected optical pulse propagates between the SOA 82 and the CFBG 144. Accordingly, any electrical operating signal applied to the SOA 82 at this time will generate unwanted noise. This causes the extended electrical drive pulses to serve only to reduce the electrical power of the SOA 82, and degrade the signal-to-noise ratio of the interrogator 140.

Disse ulempene kan løses ved å bruke en strøm av elektriske driftpulser i par, som vist i Figur 16, 30 innsatt (a). Den totale lengden mellom SOA'en 82 og CFBG'en 144 via koblingen blir slik mindre kritisk (i dette eksempelet vil det vanligvis være et par meter). These disadvantages can be solved by using a stream of electrical operating pulses in pairs, as shown in Figure 16, 30 inset (a). The total length between the SOA 82 and the CFBG 144 via the link thus becomes less critical (in this example it will usually be a couple of meters).

341810 341810

27 27

Varigheten til hver elektrisk driftpuls er satt kortere enn to ganger tiden for en optisk puls å forplante seg mellom de nærmest tilliggende gitrene G i matrisen av gitter som skal spørres, som beskrevet ovenfor. Den totale repetisjonstiden (TT) for en komplett syklus av pulspar, er lik to ganger tiden som kreves for en reflektert optisk puls å fortplante seg fra gitteret under spørring til 5 CFBG'en 144, som beskrevet ovenfor. Perioden (TR) mellom to pulser i hvert par er satt til å være lik tiden som kreves for en reflektert puls å forplante seg fra SOA'en 82 til CFBG'en 144, og tilbake til SOA'en 82. The duration of each electrical drive pulse is set shorter than twice the time for an optical pulse to propagate between the nearest adjacent gratings G in the array of gratings to be interrogated, as described above. The total repetition time (TT) for a complete cycle of pulse pairs is equal to twice the time required for a reflected optical pulse to propagate from the interrogating grating to the CFBG 144, as described above. The period (TR) between two pulses in each pair is set equal to the time required for a reflected pulse to propagate from the SOA 82 to the CFBG 144, and back to the SOA 82.

Derfor, istedenfor å ha en separat bred elektrisk driftpuls, hvor den sentrale delen ikke tjener noen hensikt, fjernes den sentrale regionen effektivt, od det blir det to korte elektriske driftpulser igjen. Therefore, instead of having a separate broad electrical drive pulse, where the central portion serves no purpose, the central region is effectively removed, leaving two short electrical drive pulses.

10 Den første elektriske driftpulsen i hvert par tjener til å slå SOA'en 82 på når en reflektert optisk puls ankommer fra et gitter som spørres, dermed overfører og forsterker den reflekterte optiske pulsen. Den andre elektriske driftpulsen virker til å slå SOA'en 82 på igjen når den omreflekterte optiske pulsen ankommer tilbake fra CFBG'en 144, dermed overfører (og forsterker) den optiske pulsen tilbake til gitteret som spørres. The first electrical drive pulse in each pair serves to turn on the SOA 82 when a reflected optical pulse arrives from a grating being interrogated, thereby transmitting and amplifying the reflected optical pulse. The second electrical drive pulse acts to turn the SOA 82 back on when the re-reflected optical pulse arrives back from the CFBG 144, thus transmitting (and amplifying) the optical pulse back to the interrogated grating.

15 Kobling av spørresystemet 160 til den optiske fiberen 94 som inneholder en matrise G av gitter G som skal spørres danner et optisk sensorsystem 162 i samsvar med en tjuesjette utførelsesform av oppfinnelsen. Coupling the interrogator system 160 to the optical fiber 94 containing an array G of gratings G to be interrogated forms an optical sensor system 162 in accordance with a twenty-sixth embodiment of the invention.

Et optisk spørresystem 170 i samsvar med en tjuesjuende utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 17. Dette spørresystemet 170 er hovedsakelig det samme som spørresystemet 160 vist i 20 Figur 16, med de følgende modifikasjonene. De samme henvisningstallene er brukt for de tilsvarende trekkene. An optical interrogation system 170 in accordance with a twenty-seventh embodiment of the invention is shown in Figure 17. This interrogation system 170 is substantially the same as the interrogation system 160 shown in Figure 16, with the following modifications. The same reference numbers are used for the corresponding features.

Der et reflekterende optisk element er vist i tidligere utførelsesformer ved en spesiell posisjon i en matrise av reflekterende optiske elementer som skal spørres, er det faktisk mulig å plasser en gruppe reflekterende optiske elementer, i dette eksempelet gitre 172. Hvert gitter 172 i gruppen 25 opererer i et ulikt bølgelengdevindu. Spørresystemet 170 i denne utførelsesformen er tilsiktet for spørring av en slik matrise av gitter. Siden resonansbølgelengden for hvert gitter i en gruppe 172 ligger i ulike bølgelengdevinduer, opererer hvert gitter derfor i ulike optiske kanaler. For eksempel kan hver gruppe 172 inneholde sju FBG'er (fiber-Bragg-gitre ("fiber-Bragg-gratings")), med passende resonansbølgelengder i C-båndet på 1530 nm, 1535 nm, 1540 nm, 1545 nm, 1550 nm, 30 1555 nm og 1560 nm, som gjør hver optisk kanal 5 nm bred. I dette eksempelet har hvert gitter en lengde på 2,5 mm, en båndbredde på 0,2 nm og et overføringstap på 4 %. Gitrene i hver gruppe 341810 Where a reflective optical element is shown in previous embodiments at a particular position in an array of reflective optical elements to be interrogated, it is actually possible to place a group of reflective optical elements, in this example gratings 172. Each grating 172 in the group 25 operates in a different wavelength window. The query system 170 in this embodiment is intended for querying such an array of grids. Since the resonant wavelength of each grating in an array 172 lies in different wavelength windows, each grating therefore operates in different optical channels. For example, each array 172 may contain seven FBGs (fiber Bragg gratings), with appropriate C-band resonance wavelengths of 1530 nm, 1535 nm, 1540 nm, 1545 nm, 1550 nm , 30 1555 nm and 1560 nm, which makes each optical channel 5 nm wide. In this example, each grating has a length of 2.5 mm, a bandwidth of 0.2 nm, and a transmission loss of 4%. The grids in each group 341810

28 28

172 kreves atskilte med en avstand som er mindre enn forplantingsdistansen dekket av et optisk signal under halvparten av en elektrisk driftpuls, og i dette eksempelet atskilte med 10 cm. 172 are required to be separated by a distance smaller than the propagation distance covered by an optical signal under half of an electrical drive pulse, and in this example separated by 10 cm.

Hver gruppe 172 inneholder det samme antallet gitre, med samme sett resonansbølgelengder. Like gitre i tilliggende grupper 172 er atskilte med 1 m; for eksempel er 1540 nm gitteret i en 5 gruppe atskilt fra 1540 nm gitteret i den tilliggende gruppen eller gruppene med 1 m. Each group 172 contains the same number of gratings, with the same set of resonant wavelengths. Equal grids in adjacent groups 172 are separated by 1 m; for example, the 1540 nm grating in a 5 group is separated from the 1540 nm grating in the adjacent group or groups by 1 m.

Resultatet av å ha gitrene som skal spørres anordnet i slike grupper 172 er at, under operasjonen, for hver optiske puls med bred båndbredde, generert av SOA'en 82, ankommer flere reflekterte optiske pulser (refleksjonene fra hvert gitter i gruppe 172) tilbake til SOA'en 82 ved tilnærmet samme tid. Derfor vil den første elektriske driftpulsen i hvert par påtrykket SOA'en 82 medføre at 10 SOA'en 82 overfører alle de reflekterte optiske pulsene som tilsvarer en spesiell gruppe gitre 172. The result of having the gratings to be interrogated arranged in such arrays 172 is that, during operation, for each wide bandwidth optical pulse generated by the SOA 82, multiple reflected optical pulses (the reflections from each grating in array 172) arrive back at The SOA 82 at approximately the same time. Therefore, the first electrical drive pulse in each pair applied to the SOA 82 will cause the SOA 82 to transmit all of the reflected optical pulses corresponding to a particular group of gratings 172.

For å skille de flertall reflekterte optiske pulsene overført gjennom SOA'en 82, er den separate CFBG'en 144 optiske reflektoren i den forrige utførelsesformen erstattet med en rekke av optiske reflektorer, i form av en matrise (bare de to første er vist i Figur 17 for klarhet) av FBG'er 174, 176. Hver FBG 174, 176 reflekterer bølgelengder i et ulikt spektralt område, hvor hvert spektrale 15 område tilsvarer bølgelengdevinduet dekket av en av de optiske kanalene hvori gitrene som skal spørres opererer. I dette eksempelet er båndbredden til hver av FBG-reflektorene 174, 176, og dermed for de optiske kanalene, 5 nm. In order to separate the multiple reflected optical pulses transmitted through the SOA 82, the separate CFBG 144 optical reflector in the previous embodiment is replaced with an array of optical reflectors, in the form of a matrix (only the first two are shown in Figure 17 for clarity) of FBGs 174, 176. Each FBG 174, 176 reflects wavelengths in a different spectral range, each spectral range corresponding to the wavelength window covered by one of the optical channels in which the gratings to be interrogated operate. In this example, the bandwidth of each of the FBG reflectors 174, 176, and thus of the optical channels, is 5 nm.

Hver FBG-reflektor 174, 176 er plassert ved forskjellige avstander fra SOA'en 82. I dette eksempelet er tilliggende FBG-reflektorer 174, 176 atskilte med 1 m. Som et resultat vil 20 gjennomløpstiden for en reflektert optisk puls fra SOA'en 82 til dens respektrive FBG-reflektor 174, 176 og tilbake til SOA'en 82, avhenge av hvilket gitter i gruppen 172 som den optiske pulsen reflekteres fra. Each FBG reflector 174, 176 is located at different distances from the SOA 82. In this example, adjacent FBG reflectors 174, 176 are separated by 1 m. As a result, the transit time of a reflected optical pulse from the SOA 82 to its respective FBG reflector 174, 176 and back to the SOA 82, depending on which grating in the array 172 the optical pulse is reflected from.

Derfor, som tidligere, vil justering av perioden TRmellom de elektriske driftpulsene i et par og perioden TTmellom pulsparene tillate at et spesielt gitter i en spesiell gruppe 172 kan velges for 25 spørring. Therefore, as before, adjusting the period TR between the electrical drive pulses in a pair and the period TT between the pulse pairs will allow a particular grating in a particular group 172 to be selected for interrogation.

Ved kobling av spørresystemet 170 til fiberen 94 som inneholder gruppene 172 av gitre som skal spørres, dannes et optisk sensorsystem 178 i samsvar med en tjueåttende utførelsesform av oppfinnelsen. By coupling the interrogator system 170 to the fiber 94 containing the groups 172 of gratings to be interrogated, an optical sensor system 178 is formed in accordance with a twenty-eighth embodiment of the invention.

I bruk vil den andre elektriske driftpulsen i det første paret medføre at SOA'en 82 generer en 30 optisk puls, som forplanter seg mot gitrene som skal spørres. En del av de optiske pulsene vil 341810 In use, the second electrical drive pulse in the first pair will cause the SOA 82 to generate an optical pulse, which propagates towards the grids to be interrogated. A portion of the optical pulses will 341810

29 29

reflekteres av hvert gitter, og det oppstår en rekke av reflekterte optiske pulser, som hver har en bølgelengde som tilsvarer dens respektive gitter. De reflekterte optiske signalene fra gitrene i en spesiell gruppe 172 vil ankomme tilbake til SOA'en 82 ved omtrent samme tid, tilsvarende påtrykket av den første elektriske driftpulsen i det følgende elektriske driftpulsparet til SOA'en 82. is reflected by each grating, and a series of reflected optical pulses is produced, each having a wavelength corresponding to its respective grating. The reflected optical signals from the gratings in a particular array 172 will arrive back at the SOA 82 at approximately the same time corresponding to the onset of the first electrical drive pulse in the following electrical drive pulse pair to the SOA 82.

5 Denne gruppen med reflekterte signaler overføres og forsterkes derfor gjennom SOA'en 82, fra hvilken de fortsetter mot matrisen av FBG-reflektorer 174, 176. 5 This group of reflected signals is therefore transmitted and amplified through the SOA 82, from which they proceed towards the array of FBG reflectors 174, 176.

Siden hver FBG-reflektor 174, 176 dekker en ulik optisk kanal, vil hver av de reflekterte optiske signalene bli omreflektert fra en annen FBG-reflektor 174, 176. De omreflekterte optiske signalene vil derfor forplante seg tilbake mot SOA'en 82, atskilte i tid og rom. Bare en av de omreflekterte 10 optiske pulsene vil ankomme SOA'en 82 mens SOA'en 82 er slått på av den andre elektriske driftpulsen i det andre paret av elektriske driftpulser. Alle de andre omreflekterte optiske signalene vil ankomme SOA'en 82 mens den er slått av og vil derfor bli blokkert fra å gå i ytterligere syklus i sensorsystemet 178. Since each FBG reflector 174, 176 covers a different optical channel, each of the reflected optical signals will be re-reflected from another FBG reflector 174, 176. The re-reflected optical signals will therefore propagate back towards the SOA 82, separated in time and space. Only one of the re-reflected optical pulses will arrive at the SOA 82 while the SOA 82 is turned on by the second electrical drive pulse of the second pair of electrical drive pulses. All other re-reflected optical signals will arrive at the SOA 82 while it is turned off and will therefore be blocked from further cycling in the sensor system 178.

Den valgte optiske pulsen overføres og forsterkes gjennom SOA'en 82 og forplanter seg igjen mot 15 gitrene, hvor den igjen reflekteres av gitter valgt for spørring og syklusen repeteres. The selected optical pulse is transmitted and amplified through the SOA 82 and again propagates towards the 15 gratings, where it is again reflected by gratings selected for interrogation and the cycle is repeated.

Selv om begge de elektriske driftpulsene i et par fører til at en optisk puls genereres, på grunn av sykluskarakteren til systemet, kan bare en gruppe 172 av gitre gjennomgå syklisk forsterkning og nå en topp. Derfor vil enhver potensiell interferens fra andre grupper av gitre bli unnlatt. Although both electrical drive pulses in a pair cause an optical pulse to be generated, due to the cyclic nature of the system, only one group 172 of gratings can undergo cyclic amplification and reach a peak. Therefore, any potential interference from other groups of gratings will be avoided.

Spørresystemet 170 og sensorsystemet 178 skaper de følgende fordeler. Bare et reflektert optisk 20 signal er ført til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. Dette øker området for mulige bølgelengdeevalueringsteknikker som kan anvendes. Spesielt tillater det bruk av et fargeløst bølgelengdeevalueringsapparat med en repeterende funksjon som kan operere over et område av bølgelengdevinduer. For eksempel kan det optiske filteret beskrevet ovenfor, som har en bølgelengdeavhengig overføringsfunksjon, erstattes av et Fabry-Perot-filter eller et 25 spektroskopfilter ("elaton slope filter"), hvilke begge kan være fremstilt i en optisk fiber for å redusere optisk tap. The query system 170 and the sensor system 178 create the following advantages. Only a reflected optical signal is passed to the wavelength evaluation apparatus 86. This increases the range of possible wavelength evaluation techniques that can be used. In particular, it allows the use of a colorless wavelength evaluator with a repetitive function that can operate over a range of wavelength windows. For example, the optical filter described above, which has a wavelength-dependent transfer function, can be replaced by a Fabry-Perot filter or a spectroscopic filter ("elaton slope filter"), both of which can be fabricated in an optical fiber to reduce optical loss.

I tillegg, siden bare en reflektert puls er støttet av sensorsystemet til enhver tid, kan hele den optiske forsterkningseffekten til SOA'en 82 konsentreres inn i denne ene optiske pulsen. Den optiske effekten til SOA'en 82 trenger ikke deles mellom et antall reflekterte optiske signaler og 30 derfor er det ingen mulighet for ustabilitet eller effektkonflikt mellom optiske kanaler. In addition, since only one reflected pulse is supported by the sensor system at any time, the entire optical gain power of the SOA 82 can be concentrated into this one optical pulse. The optical power of the SOA 82 does not need to be shared between a number of reflected optical signals and therefore there is no possibility of instability or power conflict between optical channels.

341810 341810

30 30

Figur 18 viser et optisk spørresystem 180 i samsvar med en tjueniende utførelsesform av oppfinnelsen. Spørresystemet 180 er hovedsakelig det samme som spørresystemet 170 i Figur 17, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. Figure 18 shows an optical interrogation system 180 in accordance with a twenty-ninth embodiment of the invention. The query system 180 is essentially the same as the query system 170 in Figure 17, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

I denne utførelsesformen genereres de optiske pulsene av en pulserende optisk kilde 182, hvor 5 SOA'en 82 blir begrenset til å brukes som et optisk forsterkende og signalutvelgende middel. For å unngå behovet for kompliserte tidsanordninger for å få SOA'en 82 til å selektivt porte optiske parpulser fra den pulserende optisk kilden 182 inn i den optiske fiberen 94, er den pulserende optiske kilden koblet via en fiberkobling 184 til den optiske fiberen 94, mellom SOA'en 82 og tilleggslengden av fiber 112. In this embodiment, the optical pulses are generated by a pulsed optical source 182, where the SOA 82 is limited to use as an optical amplifying and signal selection means. To avoid the need for complicated timing devices to cause the SOA 82 to selectively port optical pair pulses from the pulsed optical source 182 into the optical fiber 94, the pulsed optical source is coupled via a fiber coupler 184 to the optical fiber 94, between The SOA 82 and the additional length of fiber 112.

10 Ved kobling av spørresystemet 180 til en optisk fiber 94 som inneholder en matrise av grupper 172 av gitre som skal spørres, dannes et optisk sensorsystem 186 i samsvar med en trettiende utførelsesform av oppfinnelsen. By coupling the interrogator system 180 to an optical fiber 94 containing an array of groups 172 of gratings to be interrogated, an optical sensor system 186 is formed in accordance with a thirtieth embodiment of the invention.

Et optisk bølgelederspørresystem 190 i samsvar med en trettiførste utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 19. Dette spørresystemet 190 er hovedsakelig det samme som 15 spørresystemet 170 vist i Figur 17, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. An optical waveguide interrogation system 190 in accordance with a thirty-first embodiment of the invention is shown in Figure 19. This interrogation system 190 is substantially the same as the interrogation system 170 shown in Figure 17, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

I dette eksempelet er koblingen 142 og bølgelengdeevalueringsapparatet 86 flyttet til gittermatrisesiden av SOA'en 82. Som beskrevet ovenfor i forbindelse med Figur 17, vil bare en av de optiske pulsene reflektert fra FBG-reflektorene 174, 176 ankomme tilbake fra SOA'en 82 mens 20 SOA'en 82 er slått på. Alle de andre omreflekterte optiske signalene vil ankomme SOA'en 82 mens den er slått av og vil derfor bli blokkert fra videre overføring. Plassering av bølgelengdeevalueringsapparatet 86 på denne siden av SOA'en 82 derfor har den fordelen at det øker selektiviteten av det ønskete reflekterte optiske signalet og fjerner andre bølgelengder fra det optiske signalet ført til bølgelengdeevalueringsapparatet 86. In this example, the coupler 142 and wavelength evaluator 86 have been moved to the grating array side of the SOA 82. As described above in connection with Figure 17, only one of the optical pulses reflected from the FBG reflectors 174, 176 will arrive back from the SOA 82 while 20 The SOA 82 is switched on. All other re-reflected optical signals will arrive at the SOA 82 while it is turned off and will therefore be blocked from further transmission. Placing the wavelength evaluator 86 on this side of the SOA 82 therefore has the advantage of increasing the selectivity of the desired reflected optical signal and removing other wavelengths from the optical signal fed to the wavelength evaluator 86.

25 Ved kobling av spørresystemet 190 til den optiske fiberen 94 som inneholder en matrise av gitter som skal spørres, dannes et optisk sensorsystem 192 i samsvar med en trettiandre utførelsesform av oppfinnelsen. By coupling the interrogator system 190 to the optical fiber 94 containing an array of gratings to be interrogated, an optical sensor system 192 is formed in accordance with a thirty-second embodiment of the invention.

Et optisk spørresystem 200 i samsvar med en trettitredje utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 20. Sensorsystemet 200 benytter et optisk spørresystem 170 som vist i Figur 17, selv om et 30 optisk spørresystem 180 som vist i Figur 18 eller 190 som vist i Figur 29 alternativt kan brukes. An optical interrogation system 200 in accordance with a thirty-third embodiment of the invention is shown in Figure 20. The sensor system 200 uses an optical interrogation system 170 as shown in Figure 17, although an optical interrogation system 180 as shown in Figure 18 or 190 as shown in Figure 29 alternatively can be used.

341810 341810

31 31

I dette eksempelet omfatter sensorsystemet 200 også to fibere 202, 204 som inneholder matriser av sensorgitre 206 og henholdsvis 208. Fibrene 202, 204 er koblet til spørresystemet 170 via en WDM multiplekser-demultiplekser ("multiplexer-de-multiplexer", MUX-DEMUX) 210. I bruk, demultiplekser en MUX-DEMUX 210 et kombinert optisk signal som omfatter mange optiske 5 kanaler ført frem til den separate porten 212 på en side inn i et flertall av optiske kanaler (en for hver optisk kanal). Hvert av de demultiplekserte optiske signalene sendes ut gjennom ulike utgangsporter på den motsatte siden av MUX-DEMUX'en. Hver utgangsport støtter en ulik optisk kanal. MUX-DEMUX'en 210 opererer også motsatt for multipleksing av et flertall optiske signaler til et enkelt kombinert optisk signal. I dette eksempelet er bare to av utgangsportene 214, 216 brukt, 10 siden det bare er to optiske kanaler som brukes. In this example, the sensor system 200 also comprises two fibers 202, 204 containing arrays of sensor gratings 206 and 208, respectively. The fibers 202, 204 are connected to the interrogation system 170 via a WDM multiplexer-demultiplexer ("multiplexer-de-multiplexer", MUX-DEMUX). 210. In use, a MUX-DEMUX 210 demultiplexes a combined optical signal comprising multiple optical channels fed to the separate port 212 on one side into a plurality of optical channels (one for each optical channel). Each of the demultiplexed optical signals is output through different output ports on the opposite side of the MUX-DEMUX. Each output port supports a different optical channel. The MUX-DEMUX 210 also operates in reverse for multiplexing a plurality of optical signals into a single combined optical signal. In this example, only two of the output ports 214, 216 are used, since only two optical channels are used.

Hvert av gitrene 206, 208 i en matrise har den samme resonansbølgelengden, dvs. alle gitrene 206, 208 i en matrise opererer i den samme optiske kanalen. Den optiske kanalen hvori gitrene 206, 208 i en spesiell fiber 202, 204 opererer, tilsvarer den optiske kanalen støttet av utgangsporten 214, 216 til MUX-DEMUX'en 210 til hvilken fiberen 202, 204 er koblet. Each of the gratings 206, 208 in an array has the same resonant wavelength, ie all the gratings 206, 208 in an array operate in the same optical channel. The optical channel in which the gratings 206, 208 of a particular fiber 202, 204 operate corresponds to the optical channel supported by the output port 214, 216 of the MUX-DEMUX 210 to which the fiber 202, 204 is connected.

15 Som beskrevet ovenfor kan spørresystemet 170 skjelne mellom gitrene både romlig og ved bølgelengdekanal. Det er derfor mulig å individuelt spørre et av gitrene 206, 208 inne i to fibrer 202, 204. 15 As described above, the interrogation system 170 can distinguish between the gratings both spatially and by wavelength channel. It is therefore possible to individually query one of the grids 206, 208 inside two fibers 202, 204.

Selv om bare to fibrer 202, 204 som inneholder matriser av gitre 206, 208 som skal spørres, er vist koblet til utgangsportene til MUX-DEMUX'en 210, vil det verdsettes at et større antall fibere, og 20 dermed matriser av gitre kan anordnes. Antallet av ulike gittermatriser som kan støttes er bare begrenset av antallet bølgelengdekanaler som kan spørres av interrogatoren (en som spør) 170 og konfigurasjonen av MUX-DEMUX'en 210. Although only two fibers 202, 204 containing arrays of gratings 206, 208 to be interrogated are shown connected to the output ports of the MUX-DEMUX 210, it will be appreciated that a larger number of fibers, and thus arrays of gratings, may be provided . The number of different grating arrays that can be supported is only limited by the number of wavelength channels that can be interrogated by the interrogator 170 and the configuration of the MUX-DEMUX 210.

Bruken av WDM MUX-DEMUX 210 til å koble flere matriser av gitre 206, 208 til en enkel interrogator 170 reduserer den optiske tapsprosenten i sensorsystemet 200, sammenlignet med å 25 bruke en kobling (som vist i Figur 5). Muligheten til å ha et stort antall matriser av gitre i et enkelt sensorsystem 200 er en fordel i følerapplikasjoner hvor målinger må gjøres på relativt spredte plasseringer. The use of WDM MUX-DEMUX 210 to couple multiple arrays of gratings 206, 208 to a single interrogator 170 reduces the optical loss percentage in the sensor system 200, compared to using a coupler (as shown in Figure 5). The ability to have a large number of arrays of grids in a single sensor system 200 is an advantage in sensor applications where measurements must be made at relatively dispersed locations.

Et optisk spørresystem 220 i samsvar med en trettifjerde utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 21. Det optiske spørresystemet 220 i denne utførelsesformen er hovedsakelig det samme 30 som det optiske spørresystemet 80 vist i Figur 7, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. An optical interrogation system 220 in accordance with a thirty-fourth embodiment of the invention is shown in Figure 21. The optical interrogation system 220 in this embodiment is substantially the same as the optical interrogation system 80 shown in Figure 7, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

341810 341810

32 32

I denne utførelsesformen skjer den optiske deteksjonen i form av en fotodetektor 222. In this embodiment, the optical detection takes place in the form of a photodetector 222.

Det optiske spørresystemet 220 kan operere som et optisk reflektometer (”OTDR (optisk time domain reflectometer)”). Som vist i Figur 21, kan OTDR'en 220 brukes til å spørre, for eksempel, reflekterende optiske elementer i form av brudd 224 eller koplingssnorkoblinger ("patch cord 5 connections") 226 i en optisk fiber 228, eller enden 230 til den optiske fiberen 228. The optical interrogation system 220 can operate as an optical reflectometer ("OTDR (optical time domain reflectometer)"). As shown in Figure 21, the OTDR 220 can be used to interrogate, for example, reflective optical elements in the form of breaks 224 or patch cord connections 226 in an optical fiber 228, or the end 230 of the optical the fiber 228.

Figur 22 viser et optisk spørresystem 240 i samsvar med en trettifemte utførelsesform av oppfinnelsen. Det optiske spørresystemet 240 er hovedsakelig det samme som det optiske spørresystemet 220 i den forrige utførelsesformen, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. Figure 22 shows an optical interrogation system 240 in accordance with a thirty-fifth embodiment of the invention. The optical interrogator system 240 is substantially the same as the optical interrogator system 220 of the previous embodiment, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

10 I denne utførelsesformen omfatter det optiske spørresystemet 240 videre optiske signalrutingsmidler ("optical signal routing means") i form av et fiber-Bragg-gitter ("fibre Bragg grating") (FBG) 242 anordnet i den optiske banen til et returnert signal, mellom SOA'en 82 og fotodetektoren 222. FBG'en 242 har en reflektivitet på mindre enn 100 %, slik at mesteparten av et returnert optisk signal reflekteres av FBG'en 242, mens en del av det returnerte optiske signalet 15 overføres til fotodetektoren 222. Som beskrevet ovenfor i forbindelse med Figur 12, passerer den reflekterte delen av det returnerte optiske signalet tilbake gjennom SOA'en 82 og forplanter seg tilbake mot et reflekterende optisk element under spørring. Det optiske spørresystemet 240 kan operere som en OTDR. 10 In this embodiment, the optical interrogation system 240 further comprises optical signal routing means ("optical signal routing means") in the form of a fiber Bragg grating ("fibre Bragg grating") (FBG) 242 arranged in the optical path of a returned signal, between the SOA 82 and the photodetector 222. The FBG 242 has a reflectivity of less than 100%, so that most of a returned optical signal is reflected by the FBG 242, while a portion of the returned optical signal is transmitted to the photodetector 222 As described above in connection with Figure 12, the reflected portion of the returned optical signal passes back through the SOA 82 and propagates back toward a reflective optical element under interrogation. The optical interrogator system 240 may operate as an OTDR.

Et optisk spørresystem 250 i samsvar med en trettisjette utførelsesform av oppfinnelsen er vist i 20 Figur 23. Det optiske spørresystemet 250 er hovedsakelig det samme som spørresystemet 240 i den forrige utførelsesformen, med den følgende modifikasjonen. De samme henvisningstallene er brukt for tilsvarende trekk. An optical interrogation system 250 in accordance with a thirty-sixth embodiment of the invention is shown in Figure 23. The optical interrogation system 250 is substantially the same as the interrogation system 240 of the previous embodiment, with the following modification. The same reference numbers are used for corresponding features.

I denne utførelsesformen er fotodetektoren 222 plassert på den motsatte siden av FBG’en 242, mellom FBG’en 242 og SOA’en 82. Fotodetektoren 222 er koblet til det optiske spørresystemet 25 250 ved å bruke en lavprosent optisk kobling 252. Dette oppsettet har fordelen med at bare den delen av det returnerte optiske signalet reflektert av FBG’en 242 blir rutet til fotodetektoren 222. Enhver spontan emisjonsstøy (”amplified spontaneous emission, (ASE)”) generert av SOA’en 82 utenfor refleksjonsbåndbredden til FBG’en 242 blir overført og dermed fjernet. In this embodiment, the photodetector 222 is located on the opposite side of the FBG 242, between the FBG 242 and the SOA 82. The photodetector 222 is connected to the optical interrogation system 250 using a low percentage optical coupler 252. This arrangement has the advantage that only the portion of the returned optical signal reflected by the FBG 242 is routed to the photodetector 222. Any amplified spontaneous emission (ASE) noise generated by the SOA 82 outside the reflection bandwidth of the FBG 242 is transferred and thus removed.

Et optisk spørresystem 260 i samsvar med en trettisjuende utførelsesform av oppfinnelsen er vist i 30 Figur 24. Det optiske spørresystemet 260 er hovedsakelig det samme som systemet 250 i samsvar med den forrige utførelsesformen, med den følgende modifikasjonen. An optical interrogation system 260 in accordance with a thirty-seventh embodiment of the invention is shown in Figure 24. The optical interrogation system 260 is substantially the same as the system 250 in accordance with the previous embodiment, with the following modification.

I denne utførelsesformen er fotodetektoren 222 plassert på den andre siden av SOA’en 82, koblet til systemet 260 via den optiske koblingen 252. Dette oppsettet skaper den fordelen at den reflekterte delen av det returnerte signalet har blitt ytterligere forsterket gjennom SOA’en 82, før det føres til fotodetektoren 222. In this embodiment, the photodetector 222 is located on the other side of the SOA 82, connected to the system 260 via the optical coupler 252. This arrangement creates the advantage that the reflected part of the returned signal has been further amplified through the SOA 82, before it is fed to the photodetector 222.

5 Et optisk spørresystem 270 i samsvar med en trettiåttende utførelsesform av oppfinnelsen er vist i Figur 25. Det optiske spørresystemet 270 i samsvar med denne utførelsesformen er hovedsakelig den samme som systemet 250 vist i Figur 25, med de følgende modifikasjonene. An optical interrogation system 270 in accordance with a thirty-eighth embodiment of the invention is shown in Figure 25. The optical interrogation system 270 in accordance with this embodiment is substantially the same as the system 250 shown in Figure 25, with the following modifications.

I denne utførelsesformen er det skapt et andre optisk signalrutingsmiddel i form av en andre FBG 272, tilliggende til den første FBG’en 242. De to FBG’ene 242, 272 har ulike resonansbølgelengder. In this embodiment, a second optical signal routing means has been created in the form of a second FBG 272, adjacent to the first FBG 242. The two FBGs 242, 272 have different resonance wavelengths.

10 Likedan som det optiske spørresystemet 170 vist i Figur 17, genererer driftsmiddelet 84 par av driftpulser. Den første driftpulsen i hvert par muliggjør at en optisk signalpuls kan genereres og lastes inn i den optiske fiberen 228 som omfatter reflekterende optiske elementer som skal spørres. Den første driftpulsen porter også returnerte optiske signaler, og velger hvilket signal som overføres til FBG’ene 242, 272. Det overførte returnerte optiske signalet er reflektert av et av 15 FBG’ene 242, 272, avhengig av dets bølgelengde. Atskillelsen mellom den første driftpulsen og den andre driftpulsen velger hvilket av FBG’ene 242, 272 som er i bruk, og dermed velger den operative bølgelengdebåndbredden. Similarly to the optical interrogation system 170 shown in Figure 17, the operating means generates 84 pairs of operating pulses. The first drive pulse in each pair enables an optical signal pulse to be generated and loaded into the optical fiber 228 comprising reflective optical elements to be interrogated. The first drive pulse also gates returned optical signals, and selects which signal is transmitted to the FBGs 242, 272. The transmitted returned optical signal is reflected by one of the 15 FBGs 242, 272, depending on its wavelength. The separation between the first operating pulse and the second operating pulse selects which of the FBGs 242, 272 is in use, thereby selecting the operational wavelength bandwidth.

Dette oppsettet er fordelaktig for et optisk system som omfatter reflekterende optiske elementer som har bølgelengdeavhengige reflekterende egenskaper. Dette muliggjør, for eksempel at 20 fiberbrudd (som vil virke inn på alle bølgelengder) kan skilles ut fra bølgelengdedrift av spesifikke reflekterende optiske elementer, som ikke generelt vil virke inn på alle bølgelengder. This arrangement is advantageous for an optical system comprising reflective optical elements having wavelength-dependent reflective properties. This enables, for example, that fiber breakage (which will affect all wavelengths) can be distinguished from wavelength drift of specific reflective optical elements, which will not generally affect all wavelengths.

De beskrevne utførelsesformene skaper ulike fordeler, som følger. Bruk av SOA samtidig som en bredbåndskilde og et kombinert optisk signalutvelgende og forsterkende middel gjør at spørresystemet kan konstrueres med en separat aktiv optisk komponent, eller en aktiv komponent 25 for hver separate matrise av reflekterende optiske elementer som skal spørres. Dette reduserer den samlete størrelsen og kostnaden for spørresystemene, og muliggjør en forbedret effektivitet og pålitelighet, sammenlignet med mange kjente eksisterende systemer. I de beskrevne optiske sensorsystemene som bruker et tidsdelt multipleksingbasert spørresystem, kan alle gitrene være identiske noe som forenkler både fremstillingsprosedyrene og installasjonsprosedyrene. Gitrene 30 kan alternativt erstattes med en annen type reflekterende optiske elementer, hvor hvert element igjen er identisk. The described embodiments create various advantages, as follows. Using the SOA simultaneously as a broadband source and a combined optical signal selecting and amplifying means allows the interrogation system to be constructed with a separate active optical component, or an active component 25 for each separate array of reflective optical elements to be interrogated. This reduces the overall size and cost of the query systems, and enables improved efficiency and reliability, compared to many known existing systems. In the described optical sensor systems that use a time-division multiplexing based interrogation system, all the gratings can be identical, which simplifies both the manufacturing procedures and the installation procedures. The gratings 30 can alternatively be replaced with another type of reflective optical elements, where each element is again identical.

Bestemmelsen av en tilleggslengde av optisk fiber mellom SOA’en og en matrise av reflekterende optiske elementer som skal spørres, muliggjør at SOA’en kan bli drevet av en kontinuerlig strøm av elektriske driftpulser, og, når SOA’en danner en del av den optiske pulskilden, muliggjør det at matriser av reflekterende optiske elementer kan spørres ved bruk av en kontinuerlig strøm av 5 optiske pulser. Dette fører til at spørresystemene har forbedret effektivitet sammenlignet med vanlige kjente TDM-baserte spørresystemer (”TDM (Time Division Multiplexing)”). The provision of an additional length of optical fiber between the SOA and an array of reflective optical elements to be interrogated enables the SOA to be driven by a continuous stream of electrical drive pulses and, when the SOA forms part of the optical pulse source, it enables arrays of reflective optical elements to be interrogated using a continuous stream of 5 optical pulses. This means that the interrogation systems have improved efficiency compared to commonly known TDM-based interrogation systems ("TDM (Time Division Multiplexing)").

Innsetting av et eller flere FBG-bakre-reflektorer i spørresystemet muliggjør og tillater de optiske pulsene går i sykluser i sensorsystemene, noe som skaper ulike fordeler. Lavreflekterende optiske elementer, slik som lavreflekterende FBG’er, kan brukes i de optiske sensorsystemene. Insertion of one or more FBG back-reflectors in the interrogation system enables and allows the optical pulses to cycle in the sensor systems, which creates various advantages. Low-reflective optical elements, such as low-reflective FBGs, can be used in the optical sensor systems.

10 Lavreflekterende FBG’er er billigere å lage, lider mindre av tredje refleksjons interferens og muliggjør at et større antall gitre kan brukes i en matrise før effektnivået faller til uakseptable nivåer, enn høyreflekterende gitre. At de optiske pulsene går i sykluser betyr også at høye signaltil-støy-forhold (”SNR, signa-to-noise ratio) er oppnådd på grunn av effekten til SOA’en er fokusert på den dominerende syklusbølgelengden, som fører til at bredbånds spontan emisjonsstøy (”broad 15 band ASE noise, ASE - amplified spontaneous emission”) generert av SOA’en reduseres. 10 Low-reflective FBGs are cheaper to make, suffer less from third-reflection interference and enable a greater number of gratings to be used in an array before the power level drops to unacceptable levels, than high-reflective gratings. That the optical pulses run in cycles also means that high signal-to-noise ratios ("SNR, signa-to-noise ratio) are achieved due to the effect of the SOA being focused on the dominant cycle wavelength, which leads to the broadband spontaneous emission noise ("broad 15 band ASE noise, ASE - amplified spontaneous emission") generated by the SOA is reduced.

Sykluspulser er også mer tolerante for langsommere elektriske og optiske responstider (for en gitt SNR) enn som ville være ventet for ikke-sykluspulser. Dette betyr at de reflekterende optiske elementene i et optisk spørresystem kan ha en mindre atskillelse mellom dem enn det som er mulig når ikke-sykluspulser brukes. Cycle pulses are also more tolerant of slower electrical and optical response times (for a given SNR) than would be expected for non-cycle pulses. This means that the reflective optical elements in an optical interrogation system can have a smaller separation between them than is possible when non-cycle pulses are used.

20 Ved å bruke par av elektriske driftpulser, kan SNR’en til et spørresystem og et sensorsystem økes enda ytterligere, og den elektriske effekten er forbedret. I tillegg muliggjør justering av den elektriske driftpulsinnstillingen aktivt valg av hvilket reflekterte optiske signal, og dermed hvilket reflekterende optiske element, som skal spørres ved å velge hvilken FBG-bakre-reflektor som er den riktige avstanden fra SOA’en for å tillate omreflekterte signaler å igjen overføres gjennom 25 SOA’en. 20 By using pairs of electrical drift pulses, the SNR of an interrogation system and a sensor system can be increased even further, and the electrical power is improved. In addition, adjusting the electrical drive pulse setting enables active selection of which reflected optical signal, and thus which reflective optical element, to interrogate by selecting which FBG back-reflector is the correct distance from the SOA to allow re-reflected signals to again transmitted through the 25 SOA.

Bruken av flere reflekterende bakre reflektorer muliggjør at spørresystemet kan bruke både WDM (bølgelengdemultipleksing (”WDM (Wavelength Division Multiplexing)”)) og TDM. Dette kan videre brukes til å redusere avstanden mellom reflekterende optiske elementer som skal spørres, for dermed å øke det totale antallet av reflekterende optiske elementer i et optisk sensorsystem, eller 30 for å tillate et sensorsystem å sette inn flere separate matriser av reflekterende optiske elementer. The use of multiple reflective rear reflectors enables the interrogation system to use both WDM (Wavelength Division Multiplexing) and TDM. This can further be used to reduce the distance between reflective optical elements to be interrogated, thereby increasing the total number of reflective optical elements in an optical sensor system, or to allow a sensor system to insert multiple separate arrays of reflective optical elements.

Forskjellige modifikasjoner kan gjøres på de beskrevne utførelsesformene uten å gå bort fra omfanget av oppfinnelsen. Spesielt vil en fagutdannet person verdsette at forskjellige typer reflekterende optiske elementer kan brukes i stedet for fibergitre, fiberbrudd og koplingssnorkoblinger som er beskrevet. Et reflekterende optisk element kan være et av de følgende: en Fabry-Perot spektroskopanordning (”etalon device”), som kan være et bulkoptisk Fabry-Perot spektroskop; et optisk bølgeledergitterbasert Fabry-Perot spektroskop, en ende av en 5 optisk fiber, som kan være en speilforsynt ende; enden av en optisk fiberkoplingssnor; et brudd i en del av en optisk fiber; et krystallbasert reflekterende optisk element; eller et speilelement. Various modifications can be made to the described embodiments without departing from the scope of the invention. In particular, one skilled in the art will appreciate that various types of reflective optical elements can be used in place of the fiber gratings, fiber breaks and patch cord connectors described. A reflective optical element can be one of the following: a Fabry-Perot spectroscope device ("etalon device"), which can be a bulk optical Fabry-Perot spectroscope; an optical waveguide grating-based Fabry-Perot spectroscope, one end of an optical fiber, which may be a mirrored end; the end of an optical fiber patch cord; a break in part of an optical fiber; a crystal-based reflective optical element; or a mirror element.

De tre ulike optiske pulskildene med brede båndbredde som er beskrevet, dvs. kontinuerlig optiske bølgekilden, med brede båndbredde, pluss SOA’en, bare SOA’en, og den pulserende optiske kilden, kan brukes vekslende. SLD’en beskrevet kan erstattes av hvilken som helst annen 10 egnet kontinuerlig optiske kilde med bred båndbredde. Som den fagutdannete personen vil verdsette, vil valget av den optiske kilden minst delvis avhenge av bølgelengdeområdet til de reflekterende optiske elementene som skal spørres, siden den optiske kilden må kunne generere et optisk signal omfattende de bølgelengdene. The three different wide bandwidth optical pulse sources described, i.e. the wide bandwidth continuous optical wave source plus the SOA, the SOA only, and the pulsed optical source, can be used interchangeably. The SLD described can be replaced by any other suitable wide bandwidth continuous optical source. As the skilled person will appreciate, the choice of the optical source will depend at least in part on the wavelength range of the reflective optical elements to be interrogated, since the optical source must be capable of generating an optical signal encompassing those wavelengths.

Hvor de reflekterende optiske elementene som skal spørres er beskrevet som gitre, kan et ulikt 15 antall gitre brukes, og gitrene kan ha ulik resonansbølgelengde, enn de som er beskrevet. Gitrene i en matrise kan også være atskilte med en ulik avstand enn den som er beskrevet. Where the reflective optical elements to be interrogated are described as gratings, a different number of gratings may be used, and the gratings may have different resonance wavelengths than those described. The grids in a matrix can also be separated by a different distance than that described.

Hvert Spørresystem kan også brukes til å spørre mer enn en matrise av reflekterende optiske elementer, slik som gitrene vist i Figur 5, og derfor kan hver sensor omfatte mer enn en matrise av reflekterende optiske elementer. Each Interrogation System can also be used to interrogate more than one array of reflective optical elements, such as the grids shown in Figure 5, and therefore each sensor can comprise more than one array of reflective optical elements.

20 Hvor fiber-Bragg-gitre er beskrevet, kan Bragg-gitre i et plan alternativt brukes, og Bragg-gitrene kan erstattes av andre typer optiske bølgeledergitre. Som en fagutdannet person vil verdsette, om optiske bølgeledergitre i et plan brukes, vil den beskrevne optiske fiberen kunne erstattes med optiske bølgeledere i et plan. Dette vil muliggjøre at et helt spørresystem kan fremstilles som en hybrid lysbølgekrets lagt inn i SOA’en, driftelektronikk og optiske anordninger slik som de optiske 25 filtrene og bakre reflektorer, og optiske koblinger eller sirkulatorer. Where fiber Bragg gratings are described, in-plane Bragg gratings may alternatively be used, and the Bragg gratings may be replaced by other types of optical waveguide gratings. As one skilled in the art will appreciate, if planar optical waveguide gratings are used, the described optical fiber can be replaced with planar optical waveguides. This will enable an entire interrogation system to be fabricated as a hybrid lightwave circuit embedded in the SOA, operating electronics and optical devices such as the optical filters and rear reflectors, and optical connectors or circulators.

SOA’en beskrevet kan erstattes av andre optisk forsterkende og signalutvelgende midler i stand til pulsert operasjon. Spesielt, en forsterkerkoblet SOA kan alternativt brukes. The SOA described can be replaced by other optical amplifying and signal-selecting means capable of pulsed operation. In particular, an amplifier-coupled SOA can alternatively be used.

Bølgelengdeevalueringsapparatet som er beskrevet, dvs. bølgemåleren og det optiske filteret pluss fotodetektor, kan brukes vekslende. Det optiske filteret har en bølgelengdeavhengig 30 overføringsfunksjon kan være en bulkoptisk anordning, eller kan være en optisk bølgeledergitteranordning, slik som et skråstilt Bragg-gitter (som beskrevet i vår patentanmeldte UK-patentsøknad GB 0013411.4 og PCT-søknad PCT/GB01/02422). The wavelength evaluation apparatus described, i.e., the wavemeter and the optical filter plus photodetector, can be used interchangeably. The optical filter has a wavelength dependent transfer function may be a bulk optical device, or may be an optical waveguide grating device, such as a tilted Bragg grating (as described in our patent pending UK patent application GB 0013411.4 and PCT application PCT/GB01/02422).

Det optiske filteret muliggjør at det i eller medfølgende den optiske pulskilden kan ha en ulik spektraloverføringsprofil enn beskrevet. Liknende kan de optiske filtrene anordnet foran 5 bølgelengdeevalueringsapparatet, ha en ulik spektral overføringsprofil enn beskrevet. CFBG-bakrereflektorene beskrevet kan ha ulike spektrale profiler enn de som er beskrevet, og kan erstattes av ulike optiske reflektorer, spesielt ulike optiske fibergitre eller ulike optiske bølgeledergitre i et plan. Når mer enn en bakre reflektor brukes kan et ulikt antall bakre reflektorer brukes enn det som er beskrevet og det kan være en annen atskillelse mellom tilliggende bakre reflektorer. The optical filter makes it possible for it in or accompanying the optical pulse source to have a different spectral transmission profile than described. Similarly, the optical filters arranged in front of the wavelength evaluation apparatus may have a different spectral transmission profile than described. The CFBG back reflectors described may have different spectral profiles than those described, and may be replaced by different optical reflectors, in particular different optical fiber gratings or different optical waveguide gratings in a plane. When more than one rear reflector is used, a different number of rear reflectors can be used than described and there can be a different separation between adjacent rear reflectors.

10 10

Claims (15)

341810 37 Patentkrav341810 37 Patent claim 1. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem (10, 40, 80, 130, 14, 170), hvilket omfatter:1. An optical waveguide grating tracking system (10, 40, 80, 130, 14, 170), comprising: en optisk kilde som kan generere optiske pulser (12 og 14, 42, 82), for å kobles inn i en ende av en optisk bølgeleder (16, 94) omfattende en eller flere gitter (24, G1-n) som skal spørres;an optical source capable of generating optical pulses (12 and 14, 42, 82), to be coupled into one end of an optical waveguide (16, 94) comprising one or more gratings (24, G1-n) to be interrogated; 5 bølgelengde-evalueringsapparat (18, 82);wavelength evaluator (18, 82); og toveis optisk forsterkende og signalutvelgende midler (14, 82) for optisk tilkobling til bølgelederen;and on the other hand, optical amplification and signal selection means (14, 82) for optical connection to the waveguide; hvor bølgelengde-evalueringsapparatet er optisk koblet til de optisk forsterkende og signalutvelgende middelet, og som kan evaluere bølgelengde til en returnert optisk puls 10 overført av det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet;wherein the wavelength evaluation apparatus is optically coupled to the optical amplifying and signal selecting means, and which can evaluate the wavelength of a returned optical pulse transmitted by the optical amplifying and signal selecting means; karakterisert ved at det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet (14, 82) er en singel optisk anordning og som kan opereres for selektiv overføring av en optisk puls returnert fra et gitter under spørring og for samtidig optisk forsterkning av et optisk signal overført derigjennom.characterized in that the two-way optical amplifying and signal selecting means (14, 82) is a single optical device and which can be operated for selective transmission of an optical pulse returned from a grating under interrogation and for simultaneous optical amplification of an optical signal transmitted therethrough. 15 15 2. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet er en optisk forsterkende anordning, så som en optisk halvlederforsterker (14, 82) innrettet for bryterdrift; hvor når det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet er slått på, overfører og forsterker det et optisk signal, og når det er slått av hindres overføringen og forsterkningen av optiske signaler.2. An optical waveguide grating interferometer system according to claim 1, characterized in that the two-way optical amplifying and signal selecting means is an optical amplifying device, such as an optical semiconductor amplifier (14, 82) arranged for switching operation; where when the optical amplifying and signal selecting means is turned on, it transmits and amplifies an optical signal, and when it is turned off, the transmission and amplification of optical signals is prevented. 20 20 3. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved at spørresystemet videre omfatter driftsmidler (22, 84) for det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet, hvor driftsmiddelet kan generere elektriske driftspulser med variabel frekvens og for å få det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet til å slås på og av.3. An optical waveguide grating interrogator system in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the interrogator system further comprises operating means (22, 84) for the two-way optical amplifying and signal selecting means, where the operating means can generate electric operating pulses of variable frequency and to obtain the optical amplifying and signal selection means to be turned on and off. 4. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med ett av de foregående patentkrav, 25 karakterisert ved at den optiske kilden omfatter det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet (82), hvori når det optisk forsterkende og signalutvelgende middelet er slått på genererer det samtidig et optisk signal i form av en forsterket spontan emisjon og porter det optiske signalet inn i en optisk puls.4. An optical waveguide grating interferometer system in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the optical source comprises the two-way optical amplifying and signal selecting means (82), wherein when the optical amplifying and signal selecting means is turned on, it simultaneously generates a optical signal in the form of an amplified spontaneous emission and converts the optical signal into an optical pulse. 341810341810 3838 5. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med ett av patentkravene 1-3, karakterisert ved at den optiske kilden omfatter en kontinuerlig optisk bølgekilde som kan generere et kontinuerlig optisk bølgesignal, slik som en super-lysemitterende optisk diode (12), koblet til det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet, hvori når det optiske forsterkende og 5 signalutvelgende middelet blir slått på og av porter det det kontinuerlige optiske bølgesignalet inn i optiske pulser.5. An optical waveguide grating detector system according to one of claims 1-3, characterized in that the optical source comprises a continuous optical wave source capable of generating a continuous optical wave signal, such as a super-light-emitting optical diode (12), connected to the two-way optical amplifying and signal selecting means, wherein the optical amplifying and signal selecting means is turned on and off when it reaches the continuous optical wave signal into optical pulses. 6. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med ett av patentkravene 1-3, karakterisert ved at den optiske kilden omfatter en pulserende optisk kilde (42) som kan generere optiske pulser.6. An optical waveguide grating detection system in accordance with one of claims 1-3, characterized in that the optical source comprises a pulsing optical source (42) which can generate optical pulses. 10 7. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med ett av de foregående patentkrav, karakterisert ved at bølgelengde-evalueringsapparatet omfatter en bølgemåler (18), en optisk spektrumanalysator eller et optisk filterelement som har en bølgelengdeavhengig filterrespons (88) etterfulgt av optiske detekteringsmidler, slik som en fotodetektor (90); hvor gjennomløpstiden for det optiske signalet identifiserer hvilket gitter det ble returnert fra og 15 bølgemåleren, den optiske spektrumanalysatoren eller det optiske filteret og det optiske detekteringsmiddelet måler bølgelengden til det optiske signalet.7. An optical waveguide grating detection system in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the wavelength evaluation apparatus comprises a wavelength meter (18), an optical spectrum analyzer or an optical filter element having a wavelength-dependent filter response (88) followed by optical detection means, such as a photodetector (90); where the transit time of the optical signal identifies which grating it was returned from and the wavemeter, optical spectrum analyzer or optical filter and optical detection means measure the wavelength of the optical signal. 8. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med ett av de foregående patentkrav, karakterisert ved at spørresystemet videre omfatter en del av en optisk bølgeleder (32, 112) koblet mellom det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet og dens respektive 20 optiske bølgeleder som inneholder gitter som skal spørres.8. An optical waveguide grating interrogator system in accordance with one of the preceding patent claims, characterized in that the interrogator system further comprises a part of an optical waveguide (32, 112) coupled between the two-way optical amplifying and signal selection means and its respective 20 optical waveguides containing grid to be queried. 9. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med ett av de foregående patentkrav, karakterisert ved at spørresystemet videre omfatter en optisk reflektor (132, 144) anordnet etter det toveis optiske forsterkende og signalutvelgende middelet, hvor den spektrale profilen i refleksjon for den optiske reflektoren dekker det samme spektrale området som er okkupert av 25 det ene eller flere reflekterende optiske bølgeledergitter som skal spørres, og reflektoren er plassert tilstrekkelig nær det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet for å sikre at den tiden det tar et optisk signal å forplante seg fra det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet til reflektoren og tilbake til det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet, er kortere enn varigheten til de elektriske pulsene som slår det optiske forsterkende og 30 signalutvelgende middelet på.9. An optical waveguide grating interrogator system in accordance with one of the preceding patent claims, characterized in that the interrogator system further comprises an optical reflector (132, 144) arranged after the two-way optical amplification and signal selection means, where the spectral profile in reflection for the optical reflector covers the same spectral region occupied by the one or more reflective optical waveguide gratings to be interrogated, and the reflector is located sufficiently close to the optical amplifying and signal selecting means to ensure that the time it takes an optical signal to propagate from the optical the amplifying and signal selecting means to the reflector and back to the optical amplifying and signal selecting means, is shorter than the duration of the electrical pulses that turn on the optical amplifying and signal selecting means. 10. Et optisk bølgeleder gitter spørresystem i samsvar med patentkrav 9, karakterisert ved at en rekke optiske reflektorer (174, 176) er anordnet etter det toveis optiske forsterkende og 34181010. An optical waveguide grating interrogation system in accordance with patent claim 9, characterized in that a number of optical reflectors (174, 176) are arranged according to the two-way optical amplification and 341810 3939 signalutvelgende middelet, hvor hver reflektor er plassert med en ulik avstand fra det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet, hvor reflektoren lengst fra er plassert tilstrekkelig nær det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet for å sikre at den tiden det tar et optisk signal å forplante seg fra det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet til reflektoren 5 lengst unna og tilbake til det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet er kortere enn varigheten til den elektriske driftspulsen som slår det optiske forsterkende og signalutvelgende middelet på.the signal selecting means, where each reflector is placed at a different distance from the optical amplifying and signal selecting means, where the farthest reflector is placed sufficiently close to the optical amplifying and signal selecting means to ensure that the time it takes an optical signal to propagate from it optical amplifying and signal selecting means to the reflector 5 farthest away and back to the optical amplifying and signal selecting means is shorter than the duration of the electrical operating pulse that switches the optical amplifying and signal selecting means on. 11. Et optisk bølgeledergitter-spørresystem i samsvar med patentkrav 10, karakterisert ved at den spektrale profilen i refleksjonen for hver optisk reflektor dekker et ulikt spektralområde.11. An optical waveguide grating tracking system in accordance with claim 10, characterized in that the spectral profile in the reflection for each optical reflector covers a different spectral range. 10 10 12. Et optisk bølgeledergitter-sensorsystem (26, 44, 96, 136, 146, 178), hvilket system omfatter:12. An optical waveguide grating sensor system (26, 44, 96, 136, 146, 178), which system comprises: en optisk bølgeleder (16, 94) omfattende et målesystem, i hvilket er tilveiebragt en matrise av optiske bølgeledergitre (24, G1-n) innrettet med mellomrom; hvor den optiske bølgelederen er koblet til et optisk bølgeledergitter-spørresystem (10, 40, 80, 130, 14, 170) som angitt i ett av de foregående patentkravene 1-11.an optical waveguide (16, 94) comprising a target system in which a matrix of optical waveguide gratings (24, G1-n) arranged at intervals is provided; wherein the optical waveguide is connected to an optical waveguide grating tracking system (10, 40, 80, 130, 14, 170) as stated in one of the preceding patent claims 1-11. 15 15 13. Et optisk bølgeledergitter-sensorsystem i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at resonansbølgelengde til hvert gitter i matrisen ligger innenfor samme bølgelengdevindu, og alle gitrene opererer dermed i en separat optisk kanal.13. An optical waveguide grating sensor system in accordance with patent claim 12, characterized in that the resonant wavelength of each grating in the matrix lies within the same wavelength window, and all the gratings thus operate in a separate optical channel. 14. Et optisk bølgeledergitter-sensorsystem i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at gitrene i matrisen er anordnet i grupper, hvor hver gruppe inneholder et hovedsakelig identisk sett 20 av gitre, hvor resonansbølgelengde til hvert gitter i en gruppe ligger i et ulikt bølgelengdevindu, og dermed opererer i en ulik optisk kanal, slik at gjennomløpstiden for en returnert optisk puls identifiserer hvilken gruppe et gitter som spørres hører til.14. An optical waveguide grating sensor system in accordance with patent claim 12, characterized in that the gratings in the matrix are arranged in groups, where each group contains a substantially identical set 20 of gratings, where the resonant wavelength of each grating in a group lies in a different wavelength window, and thus operates in a different optical channel, so that the transit time of a returned optical pulse identifies which group a grating that is queried belongs to. 15. Et optisk bølgeledergitter-sensorsystem i samsvar med ett av patentkravene 12-14, karakterisert ved at sensorsystemet omfatter et flertall optiske bølgeledere (16, 56) som hver 25 omfatter en matrise av optiske bølgeledergitter innrettet med mellomrom, hvor hver bølgeleder er koblet til et respektivt toveis optisk forsterkende og signalutvelgende middel.15. An optical waveguide grating sensor system in accordance with one of the patent claims 12-14, characterized in that the sensor system comprises a plurality of optical waveguides (16, 56) each of which comprises a matrix of optical waveguide gratings arranged at intervals, where each waveguide is connected to a respective two-way optical amplification and signal selection means.
NO20052616A 2002-12-16 2005-05-31 Optical wavelength grid interrogation system and wavelength grid sensor system NO341810B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02258640A EP1432149B1 (en) 2002-12-16 2002-12-16 Optical waveguide grating interrogation system and sensor system
US10/665,840 US7046349B2 (en) 2002-12-16 2003-09-19 Optical interrogation system and sensor system
PCT/GB2003/005497 WO2004056017A1 (en) 2002-12-16 2003-12-15 Optical interrogation system and sensor system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20052616D0 NO20052616D0 (en) 2005-05-31
NO20052616L NO20052616L (en) 2005-09-12
NO341810B1 true NO341810B1 (en) 2018-01-29

Family

ID=32598799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20052616A NO341810B1 (en) 2002-12-16 2005-05-31 Optical wavelength grid interrogation system and wavelength grid sensor system

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003288565A1 (en)
NO (1) NO341810B1 (en)
WO (1) WO2004056017A1 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE433044T1 (en) * 2004-08-27 2009-06-15 Schlumberger Holdings SENSOR AND MEASURING DEVICE FOR DETERMINING THE BENDING RADIUS AND SHAPE OF A PIPE
US7388657B2 (en) 2005-08-22 2008-06-17 Tyco Telecommunications (Us) Inc. System and method for monitoring an optical communication system
FR2901548B1 (en) 2006-05-24 2008-07-25 Lemantec Internat Sarl LIFTING MEMBER WITH MEANS OF MEASURING LOAD AND / OR CONSTRAINTS
GB0612868D0 (en) * 2006-06-29 2006-08-09 Schlumberger Holdings Fiber optic temperature monitoring sensor for use on sub-sea pipelines to predict hydrate formation
GB2440953B (en) * 2006-08-18 2009-09-30 Insensys Ltd Wind turbines
US7809279B2 (en) 2007-07-27 2010-10-05 Tyco Electronics Subsea Communications Llc System and method using differential loop gain for fault identification in line monitoring equipment
CA2653351A1 (en) 2008-03-28 2009-09-28 Insensys Limited Wind turbine monitoring
GB2464477B (en) 2008-10-15 2011-09-07 Insensys Ltd Apparatus for interrogating fibre Bragg gratings
GB0919153D0 (en) 2009-10-31 2009-12-16 Ct Integrated Photonics Ltd Filtered optical source
GB2485340A (en) * 2010-11-02 2012-05-16 Vestas Wind Sys As A wind turbine comprising rotor and tower bending sensors
CN102674144A (en) * 2012-05-24 2012-09-19 同济大学 Force-measuring device of hoisting tool of crane based on fiber grating sensor
JP5963563B2 (en) 2012-06-20 2016-08-03 オリンパス株式会社 Curve sensor
US8718419B2 (en) * 2012-08-15 2014-05-06 Siemens Energy, Inc. Frame foot loading measurement system using fiber optic sensing technique
US20170021914A1 (en) 2013-12-11 2017-01-26 Moog Inc. Fiber optic sensing and control system
ES2917405T3 (en) 2017-05-09 2022-07-08 Siemens Gamesa Renewable Energy As Wind turbine rotor blade with embedded sensors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010013934A1 (en) * 1997-11-15 2001-08-16 Malcolm Paul Varnham Seismic sensor with interferometric sensing apparatus
US20020025097A1 (en) * 1999-10-07 2002-02-28 Cooper David J.F. Method and devices for time domain demultiplexing of serial fiber bragg grating sensor arrays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010013934A1 (en) * 1997-11-15 2001-08-16 Malcolm Paul Varnham Seismic sensor with interferometric sensing apparatus
US20020025097A1 (en) * 1999-10-07 2002-02-28 Cooper David J.F. Method and devices for time domain demultiplexing of serial fiber bragg grating sensor arrays

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STUBKJAER, K. E. et al, "Recent advances in Semiconductor Optical amplifiers and their Applications", Proceedings of the international Conference on indium phosphide and related materials, Newport, April 21-24, 1992, New York, IEEE, Vol. Conf. 4, 1992.04.21, side 242-245., Dated: 01.01.0001 *

Also Published As

Publication number Publication date
NO20052616D0 (en) 2005-05-31
WO2004056017A1 (en) 2004-07-01
AU2003288565A1 (en) 2004-07-09
NO20052616L (en) 2005-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4817423B2 (en) Optical interrogation system and sensor system
Dai et al. A novel time-division multiplexing fiber Bragg grating sensor interrogator for structural health monitoring
NO341810B1 (en) Optical wavelength grid interrogation system and wavelength grid sensor system
CN101476900B (en) A time-division multiplexing optical fiber sensing device
US6680472B1 (en) Device for measuring of optical wavelengths
CN106471340B (en) Apparatus for measuring optical signals from multiple fiber optic sensors
CN102519502B (en) Fiber bragg grating sensing method and system based on wavelength-division multiplexing multichannel output time-domain address finding technology
KR101268115B1 (en) Multi channel physical quantity high speed measuerment system of using optical spectrometer
US7505642B2 (en) FBG sensor interrogation method using semiconductor optical amplifier in ring cavity configuration
NO338787B1 (en) Method and apparatus for suppressing crystal noise and noise in time-multiplexed interferomeric sensor systems
Lloyd et al. Resonant cavity time-division-multiplexed fiber Bragg grating sensor interrogator
CN112762970A (en) High-performance distributed optical fiber sensing system and method
US8606106B2 (en) Optical fibre network
US10958995B2 (en) Determination of the latency of an optical transmission link
JP5066555B2 (en) Optical line fault search device
JP4625593B2 (en) Optical fiber multipoint physical quantity measurement system
JP7786034B2 (en) Pulse Spectrometer
Giles et al. Concatenated fiber grating optical monitor
CN117501073A (en) Bragg wavelength spectrum interrogation device
Dai et al. A novel fiber Bragg grating sensor interrogator based on time division multiplexing technique
US20230349751A1 (en) Device and method for distributed sensing in a star network
EP4655561A1 (en) Detecting light reflected from dbrs using tdm and wdm
Dai et al. Time division multiplexing of FBG sensor system
Dai et al. Fiber Bragg grating sensor multiplexing system based on the time-and wavelength-division technique

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: MOOG INSENSYS LTD, GB

MM1K Lapsed by not paying the annual fees