JP2007240294A - 光ファイバ歪測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 測定時間を短縮すると共に歪を精度良く測定することが可能な光ファイバ歪測定装置を実現する。
【解決手段】 測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置において、パルス光を出射する光源と、パルス光を光ファイバの一端に入射させ、光ファイバの一端から出射される後方散乱光を波長帯毎に分岐させて出射させる光分岐手段と、この光分岐手段からブリルアン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射されブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段と、光分岐手段からラマン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射されラマン散乱光を検出して温度を測定する温度検出手段と、歪検出手段から歪の測定データを取り込み温度検出手段から温度の測定データを取り込むと共に歪の測定データを温度データで補償する演算制御手段とを設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置において、パルス光を出射する光源と、パルス光を光ファイバの一端に入射させ、光ファイバの一端から出射される後方散乱光を波長帯毎に分岐させて出射させる光分岐手段と、この光分岐手段からブリルアン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射されブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段と、光分岐手段からラマン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射されラマン散乱光を検出して温度を測定する温度検出手段と、歪検出手段から歪の測定データを取り込み温度検出手段から温度の測定データを取り込むと共に歪の測定データを温度データで補償する演算制御手段とを設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光(ブリルアン散乱した後方散乱光)を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置に関し、特に測定時間を短縮すると共に歪を精度良く測定することが可能な光ファイバ歪測定装置に関する。
光ファイバ中を伝播する光の一部は、ガラスの構造分子の運動エネルギーとして吸収される。吸収されたエネルギーは一定値を超えたときに音響フォノンとして放出される。そして、ブリルアン散乱とは、放出された音響フォノンと透過光との相互干渉により、音響フォノンの周波数分だけシフト(ブリルアン周波数シフト)したストークス光が発生する現象である。
従来の被測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
そして、光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置では、ブリルアン周波数シフトの変化が歪の変化にのみ依存するのではなく、温度変化によってもブリルアン周波数シフトに変化が生じてしまう。
このため、光ファイバ内の温度を別途測定して温度補償することにより、歪を精度良く測定することが必要となる。光ファイバ内の温度を測定する方法としてはラマン散乱光を用いて温度を測定する方法がある。
ここで、ラマン散乱光とは、ブリルアン散乱光の発生と同時に後方散乱光として、ガラスの構成分子の振動や回転に基づき周波数がシフトしたラマン散乱光が発生する。このラマン散乱光はその光強度が温度に対して感応性の高いアンチストークス光と、感応性の低いストークス光が同時に発生し、発生したアンチストークス光とストークス光との光強度比から温度を得ることができる。
図15は「特許文献4」に記載された歪の温度補償を行う従来の光ファイバ歪測定装置の一例を示す構成ブロック図である。図15において、1は歪の測定対象である光ファイバ、2は光スイッチ等の入射光の光路を切り替える光路切替手段、3はブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段、4はラマン散乱光を検出して温度を測定する温度検出手段、5は光路切替手段を制御し歪検出手段3及び温度検出手段4からの測定データを取り込み処理するCPU(Central Processing Unit)等の演算制御手段である。
光ファイバ1の一端は光路切替手段2の入射端に接続される。そして、光路切替手段2の一方の出射端からの出力光は歪検出手段3の入射端に入射され、光路切替手段2の他方の出射端からの出力光は温度検出手段4の入射端に入射される。
歪検出手段3及び温度検出手段4の出力はそれぞれ演算制御手段5に接続され、演算制御手段5の制御信号は光路切替手段2の制御端子に接続される。
ここで、図15に示す従来例の動作を説明する。図示しない光源等の手段から測定対象である光ファイバ1の一端に入射された光によって生じた後方散乱光(ブリルアン散乱光及びラマン散乱光)は、図15中”LG01”に示すように伝播して光ファイバ1の一端から出射されて光路切替手段2に入射される。
そして、演算制御手段5は、図15中”CT01”に示す制御信号により図15中”LG01”に示すように入射された後方散乱光の光路を切り替えて歪検出手段3若しくは温度検出手段4に入射させる。
例えば、演算制御手段5は、光路切替手段2を制御して図15中”LG02”に示すように後方散乱光を歪検出手段3に入射させ、歪検出手段3において後方散乱光のうちブリルアン散乱光に基づき歪を測定させ、歪の測定データを取得する。
その後、演算制御手段5は、光路切替手段2を制御して図15中”LG03”に示すように後方散乱光を温度検出手段4に入射させ、温度検出手段4において後方散乱光のうちラマン散乱光に基づき温度を測定させ、温度の測定データを取得すると共に先に取得した歪の測定データを当該温度データで補償して正確な歪を得る。
この結果、測定対象である光ファイバから出射する後方散乱光のうちブリルアン散乱光に基づき歪を測定すると共に、ラマン散乱光に基づき測定された温度で歪を補償することにより、ブリルアン散乱光の温度による影響を除去して、歪を精度良く測定することが可能になる。
しかし、図15に示す従来例では、後方散乱光を光路切替手段2で順次切り替えて歪や温度を測定しているため、同時刻のブリルアン散乱光及びラマン散乱光に基づき歪や温度を測定することができないといった問題点があった。
例えば、歪を温度補償するといっても同時刻の温度で補償することはできず、歪の測定時間や温度の測定時間が長い場合には、温度補償の精度が悪化してしまう恐れがあった。
また、歪の測定時間と温度の測定時間の合計時間が全体の測定時間となるため、測定に要する時間が長くなってしまうと言った問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、測定時間を短縮すると共に歪を精度良く測定することが可能な光ファイバ歪測定装置を実現することにある。
従って本発明が解決しようとする課題は、測定時間を短縮すると共に歪を精度良く測定することが可能な光ファイバ歪測定装置を実現することにある。
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置において、
パルス光を出射する光源と、前記パルス光を前記光ファイバの一端に入射させ、前記光ファイバの一端から出射される後方散乱光を波長帯毎に分岐させて出射させる光分岐手段と、この光分岐手段からブリルアン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射され前記ブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段と、前記光分岐手段からラマン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射され前記ラマン散乱光を検出して温度を測定する温度検出手段と、前記歪検出手段から歪の測定データを取り込み前記温度検出手段から温度の測定データを取り込むと共に歪の測定データを温度データで補償する演算制御手段とを備えたことにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置において、
パルス光を出射する光源と、前記パルス光を前記光ファイバの一端に入射させ、前記光ファイバの一端から出射される後方散乱光を波長帯毎に分岐させて出射させる光分岐手段と、この光分岐手段からブリルアン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射され前記ブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段と、前記光分岐手段からラマン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射され前記ラマン散乱光を検出して温度を測定する温度検出手段と、前記歪検出手段から歪の測定データを取り込み前記温度検出手段から温度の測定データを取り込むと共に歪の測定データを温度データで補償する演算制御手段とを備えたことにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項2記載の発明は、
請求項1記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記光分岐手段が、
前記パルス光を前記光ファイバの一端に入射させ、前記光ファイバの一端から出射される後方散乱光を分岐させる光方向性結合器と、この光方向性結合器の分岐光を2つの波長帯に分けてそれぞれ出射する第1の光フィルタと、この第1の光フィルタの一方の分岐光を2つの波長帯に分けてそれぞれ出射する第2の光フィルタとから構成されたことにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項1記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記光分岐手段が、
前記パルス光を前記光ファイバの一端に入射させ、前記光ファイバの一端から出射される後方散乱光を分岐させる光方向性結合器と、この光方向性結合器の分岐光を2つの波長帯に分けてそれぞれ出射する第1の光フィルタと、この第1の光フィルタの一方の分岐光を2つの波長帯に分けてそれぞれ出射する第2の光フィルタとから構成されたことにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項3記載の発明は、
請求項2記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1の光フィルタが、前記ラマン散乱光のアンチストークス光を含む波長帯と前記ラマン散乱光のストークス光及び前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射し、前記第2の光フィルタが、前記ラマン散乱光のストークス光を含む波長帯と前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項2記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1の光フィルタが、前記ラマン散乱光のアンチストークス光を含む波長帯と前記ラマン散乱光のストークス光及び前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射し、前記第2の光フィルタが、前記ラマン散乱光のストークス光を含む波長帯と前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項4記載の発明は、
請求項2記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1の光フィルタが、前記ラマン散乱光のストークス光を含む波長帯と前記ラマン散乱光のアンチストークス光及び前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射し、前記第2の光フィルタが、前記ラマン散乱光のアンチストークス光を含む波長帯と前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項2記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1の光フィルタが、前記ラマン散乱光のストークス光を含む波長帯と前記ラマン散乱光のアンチストークス光及び前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射し、前記第2の光フィルタが、前記ラマン散乱光のアンチストークス光を含む波長帯と前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項5記載の発明は、
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1及び前記第2の光フィルタが、
反射型、エタロン型、或いは、回折格子型の光フィルタであることにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1及び前記第2の光フィルタが、
反射型、エタロン型、或いは、回折格子型の光フィルタであることにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項6記載の発明は、
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1及び前記第2の光フィルタが、
ファイバカプラ型、或いは、空間光型の光フィルタであることにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の発明である光ファイバ歪測定装置において、
前記第1及び前記第2の光フィルタが、
ファイバカプラ型、或いは、空間光型の光フィルタであることにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,2,3,4,5及び請求項6の発明によれば、光ファイバにパルス光を入射させ発生した後方散乱光を光分岐手段でブリルアン散乱光とラマン散乱光とに分岐させ、ブリルアン散乱光に基づき歪を測定し、ラマン散乱光に基づき温度を測定して、歪の測定データを温度データで補償することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
請求項1,2,3,4,5及び請求項6の発明によれば、光ファイバにパルス光を入射させ発生した後方散乱光を光分岐手段でブリルアン散乱光とラマン散乱光とに分岐させ、ブリルアン散乱光に基づき歪を測定し、ラマン散乱光に基づき温度を測定して、歪の測定データを温度データで補償することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は歪の温度補償を行う本発明に係る光ファイバ歪測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
図1において、6は出力光としてパルス光を出射する光源、7は入射端からの入射光を入出射端から出射させ、この入出射端からの入射光を3つの波長帯に分岐させて出射させる光分岐手段、8は歪の測定対象である光ファイバ、9はブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段、10はラマン散乱光(アンチストークス光及びストークス光)を検出して温度を測定する温度検出手段、11は歪検出手段9及び温度検出手段10からの測定データを取り込み処理するCPU等の演算制御手段である。
光源6の出力光であるパルス光は図1中”LG11”に示すように光分岐手段7の入射端に入射され、光分岐手段7の入出射端から出射され光ファイバ8の一端から入射されて図1中”LG12”に示すように光ファイバ8内を伝播する。
図1中”LG12”に示すように光ファイバ8内を伝播するパルス光によって生じた後方散乱光(ブリルアン散乱光及びラマン散乱光)は、図1中”LG13”に示すように伝播して光ファイバ8の一端から出射され光分岐手段7の入出射端に入射される。
光分岐手段7では入射された後方散乱光のうちブリルアン散乱光を分岐させて図1中”LG14”に示すように歪検出手段9に入射させ、後方散乱光のうちラマン散乱光(アンチストークス光)を分岐させて図1中”LG15”に示すように温度検出手段10に入射させ、後方散乱光のうちラマン散乱光(ストークス光)を分岐させて図1中”LG16”に示すように温度検出手段10に入射させる。
演算制御手段11は、歪検出手段9において図1中”LG14”に示すように入射された後方散乱光のうちブリルアン散乱光に基づき歪を測定させ、歪の測定データを取得する。
同様に、演算制御手段11は、温度検出手段10において図1中”LG15”及び図1中”LG16”に示すように入射された後方散乱光のうちラマン散乱光に基づき温度を測定させ、温度の測定データを取得すると共に先に取得した歪の測定データを当該温度データで補償して正確な歪を得る。
ここで、光分岐手段7の動作を図2、図3、図4、図5、図6、図7、図8、図9、図10、図11、図12、図13及び図14を用いて詳細に説明する。
図2は光分岐手段の構成を説明する説明図、図3は光ファイバ8に入射されるパルス光のスペクトルの一例を示す特性曲線図、図4は光ファイバ8から出射される後方散乱光の一例を示す特性曲線図、図5は光フィルタの構成を説明する説明図、図6及び図9は光フィルタの特性の一例を示す説明図、図7、図8、図10及び図11は光フィルタの出力光のスペクトルの一例を示す特性曲線図、図12は歪の測定データの一例を示す特性曲線図、図13は温度の測定データの一例を示す特性曲線図、図14は温度補償された歪の測定データの一例を示す特性曲線図である。
図2において”LG11”,”LG12”、”LG13”、”LG14”、”LG15”及び”LG16”は図1と同一符号を付してあり、12は入射端からの入射光を入出射端から出射させると共に入出射端からの入射光を出射端から出射させる光方向性結合器、13及び14は反射膜を用いた反射型でファイバカプラ型の光フィルタである。また、12,13及び14は光分岐手段50を構成している。
図2中”LG11”に示す光源6からのパルス光は光方向性結合器12の入射端に入射され、図2中”LG12”及び”LG13”に示す出射光及び入射光は光方向性結合器12の入出射端から出射、或いは、入射される。
光方向性結合器12の出射端からの出射光は光フィルタ13の入射端に入射され、光フィルタ13の透過端からは図2中”LG15”に示すようなラマン散乱光(アンチストークス光)が出射される。
また、光フィルタ13の反射端からの出射光は光フィルタ14の入射端に入射され、光フィルタ14の透過端からは図2中”LG14”に示すようなブリルアン散乱光が出射される。さらに、光フィルタ14の反射端からは図2中”LG16”に示すようなラマン散乱光(ストークス光)が出射される。
例えば、図3中”SP21”に示すようなスペクトル(出力波長:1550nm帯)を有するパルス光が光ファイバ8の一端から入射された場合を想定すると、当該パルス光によって生じる後方散乱光のスペクトル分布は図4に示すようになる。
すなわち、図4中”SP31”に示すような入射光(パルス光)と同一波長のレイリー散乱光/フレネル散乱光(1550nm帯)、図4中”SP32”及び”SP33”に示すようなブリルアン散乱光、図4中”SP34”に示すラマン散乱光(アンチストークス光:1450nm帯)、図4中”SP35”に示すラマン散乱光(ストークス光:1650nm帯)からなる後方散乱光が発生して、光方向性結合器12を介して光フィルタ13の入射端に入射されることになる。
ここで、図5に示す光フィルタは図5中”IP41”に示す入射端から光が入射され、或る波長以下の光は反射膜を透過して図5中”TP41”に示す透過端から出射され、或る波長以上の光は反射膜で反射され図5中”RP41”に示す反射端から出射される。
例えば、光フィルタ13の特性を図6に示す特性とした場合、図6中”TB51”に示す波長帯の光は透過端から出射され、図6中”TB52”に示す波長帯の光は反射端から出射されることになる。
このため、ラマン散乱光(アンチストークス光:1450nm帯)は反射膜を透過して、図2中”LG15”のように透過端から出射され、残りの後方散乱光は反射膜で反射され反射端から出射される。
このため、図2中”LG15”に示す光フィルタ13の透過端から出射される光のスペクトルは図7に示すようになり、図7中”SP34”に示すラマン散乱光(アンチストークス光:1450nm帯)の成分が抽出される。
一方、光フィルタ13の反射端から出射される光のスペクトルは図8に示すようになり、図8中”SP31”に示すような入射光(パルス光)と同一波長のレイリー散乱光/フレネル散乱光、図8中”SP32”及び”SP33”に示すようなブリルアン散乱光、図8中”SP35”に示すラマン散乱光(ストークス光:1650nm帯)からなる後方散乱光となる。
また、例えば、光フィルタ14の特性を図9に示す特性とした場合、図9中”TB61”に示す波長帯の光は透過端から出射され、図9中”TB62”に示す波長帯の光は反射端から出射されることになる。
このため、レイリー散乱光/フレネル散乱光(1550nm帯)及びブリルアン散乱光は反射膜を透過して、図2中”LG14”のように透過端から出射され、残りの後方散乱光は反射膜で反射され反射端から出射される。
このため、図2中”LG14”に示す光フィルタ14の透過端から出射される光のスペクトルは図10に示すようになり、図10中”SP31”に示すような入射光(パルス光)と同一波長のレイリー散乱光/フレネル散乱光(1550nm帯)、図10中”SP32”及び”SP33”に示すようなブリルアン散乱光の成分が抽出される。
一方、図2中”LG16”に示す光フィルタ14の反射端から出射される光のスペクトルは図11に示すようになり、図11中”SP35”に示すラマン散乱光(ストークス光:1650nm帯)の成分が抽出される。
このように、抽出された各後方散乱光は、前述のように、歪検出手段3において図2中”LG14”に示すように入射された後方散乱光のうちブリルアン散乱光に基づき歪を測定され、演算制御手段11は歪検出手段3から歪の測定データを取得する。
例えば、演算制御手段11が歪検出手段3から取得した歪の測定データが図12中”CH71”に示すような特性を有していたと想定する。
同様に、温度検出手段4において図2中”LG15”及び図2中”LG16”に示すように入射された後方散乱光のうちラマン散乱光に基づき温度を測定され、演算制御手段11は温度検出手段4から温度の測定データを取得すると共に先に取得した歪の測定データを当該温度データで補償して正確な歪を得る。
同様に、例えば、演算制御手段11が温度検出手段4から取得した温度の測定データが図13中”CH81”に示すような特性を有していたと想定する。
ここで、ブリルアン散乱光の周波数シフトは、以下の式(1)に示されるように、光ファイバの歪量”δε”に応じて変化する。但し、”∂νb/∂ε”はブリルアン周波数シフトの歪係数、”∂νb/∂T”はブリルアン周波数シフトの温度係数である。
このため、その周波数の変化量”δνb ”を検出することで歪量”δε”を得ることができるとされているが、式(1)から分かるように、温度のパラメータを含んでおり、温度変化”δT”によっても周波数シフトが生じる。
また、”δT”は温度変化量であるので、ラマン散乱光から得られた温度分布波形の温度を”TR ”、基準温度を”TREF ”とすると、
δT=TR −TREF (2)
となる。
δT=TR −TREF (2)
となる。
事前に、ブリルアン周波数シフトの歪係数と温度係数を測定しておけば、ブリルアン散乱光の周波数シフト”δνb(ε、T)”と、ラマン散乱光のよる温度”TR ”の測定により、言い換えれば、温度補償により温度の影響を受けない歪量を得ることができる。
同様に、例えば、演算制御手段11が歪検出手段3から取得した歪の測定データを、温度検出手段4から取得した温度の測定データで補償することにより、図14中”CH91”に示すような温度の影響を受けない特性を得ることができる。
すなわち、図12中”CH71”に示すような歪の測定データの特性から、図13中”CH81”に示すような温度の測定データの特性を除去した図14中”CH91”に示すような温度補償された歪の測定データの特性を得ることができる。
この結果、光ファイバにパルス光を入射させ発生した後方散乱光を光分岐手段でブリルアン散乱光とラマン散乱光とに分岐させ、ブリルアン散乱光に基づき歪を測定し、ラマン散乱光に基づき温度を測定して、歪の測定データを温度データで補償することにより、歪を精度良く測定することが可能になる。また、歪の測定と温度の測定は同時に行われるため測定時間を短縮することが可能になる。
なお、図2に示す実施例では光分岐手段ではラマン散乱光(アンチストークス光:1450nm帯)、ブリルアン散乱光(レイリー散乱光/フレネル散乱光(1550nm帯)を含む)及びラマン散乱光(ストークス光:1650nm帯)の順番で散乱光を分離抽出しているが、勿論、分離抽出の順番はどのような順番であっても構わない。
例えば、最初にラマン散乱光(ストークス光:1650nm帯)を抽出し、ブリルアン散乱光(レイリー散乱光/フレネル散乱光(1550nm帯)を含む)、ラマン散乱光(アンチストークス光:1450nm帯)の順番で散乱光を分離抽出しても良い。
また、光フィルタとしては反射膜を用いた反射型の光フィルタを例示したが、勿論、エタロン型の光フィルタや回折格子型の光フィルタであっても構わない。
また、光フィルタとしてはファイバカプラ型の光フィルタを例示したが、勿論、空間光型の光フィルタであっても構わない。
1,8 光ファイバ
2 光路切替手段
3,9 歪検出手段
4,10 温度検出手段
5,11 演算制御手段
6 光源
7,50 光分岐手段
12 光方向性結合器
13,14 光フィルタ
2 光路切替手段
3,9 歪検出手段
4,10 温度検出手段
5,11 演算制御手段
6 光源
7,50 光分岐手段
12 光方向性結合器
13,14 光フィルタ
Claims (6)
- 測定対象である光ファイバ内で発生するブリルアン散乱光を用いて光ファイバの歪を測定する光ファイバ歪測定装置において、
パルス光を出射する光源と、
前記パルス光を前記光ファイバの一端に入射させ、前記光ファイバの一端から出射される後方散乱光を波長帯毎に分岐させて出射させる光分岐手段と、
この光分岐手段からブリルアン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射され前記ブリルアン散乱光を検出して歪を測定する歪検出手段と、
前記光分岐手段からラマン散乱光を含む波長帯の分岐光が入射され前記ラマン散乱光を検出して温度を測定する温度検出手段と、
前記歪検出手段から歪の測定データを取り込み前記温度検出手段から温度の測定データを取り込むと共に歪の測定データを温度データで補償する演算制御手段と
を備えたことを特徴とする光ファイバ歪測定装置。 - 前記光分岐手段が、
前記パルス光を前記光ファイバの一端に入射させ、前記光ファイバの一端から出射される後方散乱光を分岐させる光方向性結合器と、
この光方向性結合器の分岐光を2つの波長帯に分けてそれぞれ出射する第1の光フィルタと、
この第1の光フィルタの一方の分岐光を2つの波長帯に分けてそれぞれ出射する第2の光フィルタとから構成されたことを特徴とする
請求項1記載の光ファイバ歪測定装置。 - 前記第1の光フィルタが、
前記ラマン散乱光のアンチストークス光を含む波長帯と前記ラマン散乱光のストークス光及び前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射し、
前記第2の光フィルタが、
前記ラマン散乱光のストークス光を含む波長帯と前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射することを特徴とする
請求項2記載の光ファイバ歪測定装置。 - 前記第1の光フィルタが、
前記ラマン散乱光のストークス光を含む波長帯と前記ラマン散乱光のアンチストークス光及び前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射し、
前記第2の光フィルタが、
前記ラマン散乱光のアンチストークス光を含む波長帯と前記ブリルアン散乱光を含む波長帯に分けてそれぞれ出射することを特徴とする
請求項2記載の光ファイバ歪測定装置。 - 前記第1及び前記第2の光フィルタが、
反射型、エタロン型、或いは、回折格子型の光フィルタであることを特徴とする
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の光ファイバ歪測定装置。 - 前記第1及び前記第2の光フィルタが、
ファイバカプラ型、或いは、空間光型の光フィルタであることを特徴とする
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の光ファイバ歪測定装置。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2446285A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-06 | Weatherford Lamb | Distributed temperature sensing using Brillouin and Raman scattering |
| WO2011048374A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole monitoring with distributed optical density, temperature and/or strain sensing |
| WO2012018214A3 (en) * | 2010-08-05 | 2012-05-24 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Optic fiber distributed temperature sensor system with self-correction function and temperature measuring method using thereof |
| US9823373B2 (en) | 2012-11-08 | 2017-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Acoustic telemetry with distributed acoustic sensing system |
| JP2019066343A (ja) * | 2017-10-02 | 2019-04-25 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
| CN112098310A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-18 | 深圳大学 | 一种腐蚀监测传感元件、干涉传感器及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04248426A (ja) * | 1991-02-04 | 1992-09-03 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ歪分布計測装置 |
| JPH05172657A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Asahi Glass Co Ltd | 分布型光ファイバー温度センサー |
-
2006
- 2006-03-08 JP JP2006062186A patent/JP2007240294A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04248426A (ja) * | 1991-02-04 | 1992-09-03 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ歪分布計測装置 |
| JPH05172657A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Asahi Glass Co Ltd | 分布型光ファイバー温度センサー |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2446285A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-06 | Weatherford Lamb | Distributed temperature sensing using Brillouin and Raman scattering |
| US7529434B2 (en) | 2007-01-31 | 2009-05-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Brillouin distributed temperature sensing calibrated in-situ with Raman distributed temperature sensing |
| GB2446285B (en) * | 2007-01-31 | 2011-11-30 | Weatherford Lamb | Brillouin distributed temperature sensing calibrated in-situ with raman distributed temperature sensing |
| WO2011048374A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole monitoring with distributed optical density, temperature and/or strain sensing |
| WO2012018214A3 (en) * | 2010-08-05 | 2012-05-24 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Optic fiber distributed temperature sensor system with self-correction function and temperature measuring method using thereof |
| CN103180702A (zh) * | 2010-08-05 | 2013-06-26 | 韩国标准科学研究院 | 自校正功能的光纤分布式温度传感器系统及其温度测量方法 |
| CN103180702B (zh) * | 2010-08-05 | 2014-12-10 | 韩国标准科学研究院 | 自校正功能的光纤分布式温度传感器系统及其温度测量方法 |
| US9322721B2 (en) | 2010-08-05 | 2016-04-26 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Optic fiber distributed temperature sensor system with self-correction function and temperature measuring method using thereof |
| US9823373B2 (en) | 2012-11-08 | 2017-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Acoustic telemetry with distributed acoustic sensing system |
| JP2019066343A (ja) * | 2017-10-02 | 2019-04-25 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
| CN112098310A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-18 | 深圳大学 | 一种腐蚀监测传感元件、干涉传感器及方法 |
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