KR101847247B1 - FDML(Fourier domain mode locked) 파장가변 레이저 기반 센싱 시스템 - Google Patents

FDML(Fourier domain mode locked) 파장가변 레이저 기반 센싱 시스템 Download PDF

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Abstract

일 실시예 따른 센싱 시스템은 FDML(Fourier domain mode locked) 방식의 파장가변 레이저를 기반으로 하여, 레이저를 발산 시키는 광원부, 상기 광원부에서 발산된 레이저 중 일부를 수용하여 미세한 굴절율의 흔들림으로 인한 산란(레일라이 후방 산란(Rayleigh Backscttering))을 발생시키는 산란 유도용 광섬유 및 상기 산란 유도용 광섬유로부터 레일라이 후방 산란된 레이저를 수용하고, 상기 광원부로부터 레이저를 직접 수용하여 상기 두 레이저를 중첩시키고 간섭 신호를 발생시키는 신호감지부를 포함할 수 있다.

Description

FDML(Fourier domain mode locked) 파장가변 레이저 기반 센싱 시스템{SENSING SYSTEM BASED ON FOURIER DOMAIN MODE LOCKED TUNABLE LASER}
아래의 실시예들은 FDML 파장가변 레이저 기반 센싱 시스템에 관한 것이다.
분산형 음향 센서는 수중과 지상에서의 물체의 유무, 위치 추적 등을 목적으로 한다. 이는 대상의 움직임에 따른 음파 탐지가 가능하며, 광원 및 광검출기 등 핵심 부품의 성능 수준에 따라 최대 50km 감지 범위에 대해 1m 간격으로 해당 임무를 수행할 수 있는 실시간 광음파 탐지 및 분석 장비이다. 현재 분산형 음향 센서는 산업용 파이프라인 누수 감지 및 경비안전 분야에 응용되고 있다.
분산형 음향 센서는 광진폭 변조기를 이용한 펄스 신호 기반 기술, 위상 변조기와 광진폭 변조기를 이용한 펄스 신호 간섭 기반 기술의 2가지 종류로 분류할 수 있다.
광진폭 변조기를 이용한 펄스 신호 기반 기술의 경우 측정부의 광섬유가 절단되거나 측정부의 광섬유에 지대한 변화가 발생하지 않는 이상 펄스 신호의 세기 변화를 관찰되지 않는다. 광진폭 변조기만을 이용하는 기술은 주변 환경변화에 대한 민감도가 낮다.
위상 변조기와 광진폭 변조기를 사용하는 기술의 경우 작은 변화를 감지 할 수 있다. 하지만 위상 변조기와 광진폭 변조기를 사용하는 기술의 경우 광 간섭신호 분석을 통해 주변 환경을 감지해야 하므로 성능 향상을 위해서는 고성능의 광원을 요구 한다. 측정 성능을 판단할 수 있는 대표적인 요소인 분해능의 경우 광원의 파장가변 범위와 직접적으로 비례하는 형태로 결정된다. 즉 측정의 분해능을 향상시키기 위해서는 매우 넓은 파장가변 범위를 갖는 광원을 필요로 한다. 하지만 위상 변조기를 이용한 레이저의 파장가변 범위는 수 피코미터(pm) 이하로 매우 좁은 범위를 가지고 있어 위상 변조기와 광진폭 변조기를 사용하는 기술의 측정 분해능을 향상시키는데 한계가 있다.
2013년 10월 24일에 출원된 KR 2013-0074437에서는 '음장 변화 패턴 분석을 통한 보안 시스템 및 그 방법'에 대하여 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은 다중파장 레이저의 내부에 파장가변 필터를 포함하여 파장가변 범위가 넓은 FDML 파장가변 레이저를 이용해 측정 분해능을 향상시킬 수 있는 센싱 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 광 감지기와 씨씨디로 구성된 신호감지부를 포함하여 신호 처리 시간을 단축 시킬 수 있는 센싱 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그에 따라, 대규모로 설치된 수중 파이프라인 모니터링용 분포형 안전 진단 센서, 지진 및 건축물의 위험 요소 감지용 안전성 모니터링 센서, 수중 건설에서 안전성 모니터링 센서, 회전기의 설비 진단용 센서 등 다양한 산업분야에서 구조물 건전성 진단 센서로 활용하는 것을 목표로 한다.
일 실시예 따른 센싱 시스템은 FDML(Fourier domain mode locked) 방식의 파장가변 레이저를 기반으로 하여, 레이저를 발산 시키는 광원부, 상기 광원부에서 발산된 레이저 중 일부를 수용하여 미세한 굴절율의 흔들림으로 인한 산란(레일라이 후방 산란(Rayleigh Backscttering))을 발생시키는 산란 유도용 광섬유 및 상기 산란 유도용 광섬유로부터 레일라이 후방 산란된 레이저를 수용하고, 상기 광원부로부터 레이저를 직접 수용하여 상기 두 레이저를 중첩시키고 간섭 신호를 발생시키는 신호감지부를 포함할 수 있다.
그리하여, 센싱 시스템은 상기 간섭 신호의 주파수 변화를 측정하여 상기 산란 유도용 광섬유 주변의 변화를 측정할 수 있다.
상기 센싱 시스템은, 상기 광원부, 상기 신호감지부 또는 상기 산란 유도용 광섬유 사이에 위치하는 광신호 결합기를 더 포함할 수 있다.
상기 광신호 결합기는 상기 광원부에서 발산된 레이저를 두 갈래로 나누어 그 중 하나의 레이저를 상기 산란 유도용 광섬유로 전달하고 나머지 레이저를 기준단으로 전달하며, 상기 산란 유도용 광섬유에서 레일라이 후방 산란된 레이저와 상기 기준단을 통해 전송되는 레이저를 결합시켜 상기 신호감지부에 전달할 수 있다.
센싱 시스템은 상기 광원부와 상기 산란 유도용 광섬유 사이에 위치하여 펄스신호를 발생시킬 수 있는 제1 광진폭 변조기를 포함할 수 있다.
상기 신호감지부는, 상기 간섭신호를 통과시키는 렌즈, 상기 렌즈를 통과한 간섭신호를 파장 별로 분리시키는 회절격자, 상기 회절격자로부터 파장 별로 분리된 간섭신호의 정보를 인식하는 씨씨디 및 상기 간섭신호의 주파수를 추출하고, 추출된 간섭신호의 주파수 변화를 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 신호감지부는, 상기 간섭신호의 정보를 획득할 수 있는 광 감지기 및 상기 간섭신호의 전기 스팩트럼을 분석할 수 있는 분석기를 더 포함할 수 있다.
상기 광원부는, 레이저를 방출하는 광 이득매질, 상기 레이저의 공진 속도를 레이저의 파장에 따라 다르게 하는 광분산매질, 상기 레이저를 FDML 파장가변 레이저로 변조시킬 수 있는 파장가변 필터 및 상기 파장가변 필터를 구동시키는 파장가변 필터 구동기를 포함할 수 있다.
상기 광원부는, 레이저를 방출하는 광 이득매질, 상기 레이저의 공진 속도를 레이저의 파장에 따라 다르게 하는 광분산매질 및 상기 레이저의 파장에 따른 공진 속도와 광진폭 변조 속도를 일치시켜 임의의 파장만 발진되도록 하는 제2 광진폭 변조기를 포함할 수 있다.
상기 광원부는, 공진하는 상기 레이저의 편광을 단방향으로 조정하는 편광조절기 및 상기 광 이득매질에 의하여 증폭된 레이저를 단방향으로 일치시키는 아이솔레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 광원부는, 상기 레이저의 종파모드를 통제하여 단일종파모드를 구현할 수 있는 마이크로광섬유 공진기를 더 포함할 수 있다.
상기 마이크로광섬유 공진기에는 탄소나노튜보(CNT), 그래핀(Graphene), 위상학적 절연체(Topological insulator)가 포화흡수체로서 코팅될 수 있다.
상기 광 이득매질로서 반도체 광 증폭기, 어븀 (Erbium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 이터븀 (ytterbium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 홀뮴 (Holmium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 줄륨 (Thulium) 첨가 광섬유 광 증폭기가 사용될 수 있다.
상기 광분산매질로서, 마이크로 광섬유(microfiber), 비선형 광섬유(highly nonlinear optical fiber), 분산 보정 광섬유(dispersion shifted fiber)가 사용될 수 있다.
센싱 시스템은 상기 산란 유도용 광섬유에 복수의 광섬유 브래그 격자를 일정한 간격으로 삽입할 수 있다.
일 실시예에 따른 센싱 시스템은 다중파장 레이저의 내부에 파장가변 필터를 포함하여 파장가변 범위가 넓은 FDML 파장가변 레이저를 이용해 측정 분해능을 향상시킬 수 있다.
또한, 센싱 시스템은 광 감지기와 씨씨디로 구성된 신호감지부를 포함하여 신호 처리 시간을 단축 시킬 수 있다.
그에 따라, 대규모로 설치된 수중 파이프라인 모니터링용 분포형 안전 진단 센서, 지진 및 건축물의 위험 요소 감지용 안전성 모니터링 센서, 수중 건설에서 안전성 모니터링 센서, 회전기의 설비 진단용 센서 등 다양한 산업분야에서 구조물 건전성 진단 센서로 활용될 수 있다.
도1은 FDML 파장가변 레이저를 기반으로 하는 센싱 시스템을 나타낸다.
도2는 신호감지부가 광 감지기 및 분석기를 더 포함하는 센싱 시스템을 나타낸다.
도3은 제1 광진폭 변조기 및 함수 발생기를 더 포함하는 센싱 시스템을 나타낸다.
도4는 광원부가 마이크로광섬유 공진기를 더 포함하는 센싱 시스템을 나타낸다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 실시예들의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 실시예에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 일 실시예를 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 일 실시예에 따른 센싱 시스템(10)의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 일 실시예에 따른 센싱 시스템(10)의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 일 실시예에 따른 센싱 시스템(10)의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도1은 FDML 파장가변 레이저를 기반으로 하는 센싱 시스템(10)을 나타내고, 도2는 신호감지부(300)가 광 감지기(350) 및 분석기(360)를 더 포함하는 센싱 시스템(10)을 나타낸다. 도3은 제1 광진폭 변조기(500) 및 함수 발생기(600)를 더 포함하는 센싱 시스템(10)을 나타내고, 도4는 광원부(100)가 마이크로광섬유 공진기(170)를 더 포함하는 센싱 시스템(10)을 나타낸다.
도1을 참조하면, 일 실시예 따른 센싱 시스템(10)은 FDML(Fourier domain mode locked) 방식의 파장가변 레이저를 기반으로 하여, 레이저를 발산 시키는 광원부(100), 광원부(100)에서 발산된 레이저 중 일부를 수용하여 미세한 굴절율의 흔들림으로 인한 산란(레일라이 후방 산란(Rayleigh Back scttering))을 발생시키는 산란 유도용 광섬유(200)를 포함할 수 있다. 산란 유도용 광섬유(200)에는 복수의 광섬유 브래그 격자를 일정한 간격으로 삽입할 수 있다.
또한, 센싱 시스템(10)은 산란 유도용 광섬유(200)로부터 레일라이 후방 산란된 레이저를 수용하고 광원부(100)로부터 레이저를 직접 수용하여 두 레이저를 중첩시키고 간섭 신호를 발생시키는 신호감지부(300)를 포함할 수 있다.
그리하여, 센싱 시스템(10)은 간섭 신호의 주파수 변화를 측정하여 산란 유도용 광섬유(200) 주변의 변화를 측정할 수 있다.
센싱 시스템(10)은, 광원부(100), 신호감지부(300) 또는 상기 산란 유도용 광섬유(200) 사이에 위치하는 광신호 결합기(400)를 더 포함할 수 있다.
광신호 결합기(400)는 광원부(100)에서 발산된 레이저를 두 갈래로 나누어 그 중 하나의 레이저를 산란 유도용 광섬유(200)로 전달하고 나머지 레이저를 기준단으로 전달한다. 그 후, 광신호 결합기(400)는 산란 유도용 광섬유(200)에서 레일라이 후방 산란된 레이저와 기준단을 통해 전송되는 레이저를 결합시켜 신호감지부(300)에 전달할 수 있다.
광원부(100)는, 레이저를 방출하는 광 이득매질(110), 레이저의 공진 속도를 레이저의 파장에 따라 다르게 하는 광분산매질(120), 레이저를 FDML 파장가변 레이저로 변조시킬 수 있는 파장가변 필터(130) 및 파장가변 필터(130)를 구동시키는 파장가변 필터 구동기(140)를 포함할 수 있다.
또한, 광원부(100)는 공진하는 레이저의 편광을 단방향으로 조정하는 편광조절기(150) 및 광 이득매질(110)에 의하여 증폭된 레이저를 단방향으로 일치시키는 아이솔레이터(160)를 더 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 광원부(100)는 파장가변 필터(130)를 광진폭 변조기로 대체한 구조로서, 레이저의 파장에 따른 공진 속도와 광진폭 변조 속도를 일치시켜 임의의 파장만 발진되도록 하는 제2 광진폭 변조기를 포함할 수 있다.
여기서, 광 이득매질(110)로서 반도체 광 증폭기, 어븀 (Erbium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 이터븀 (ytterbium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 홀뮴 (Holmium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 줄륨 (Thulium) 첨가 광섬유 광 증폭기가 사용될 수 있다.
광분산매질(120)로서는, 마이크로 광섬유(microfiber), 비선형 광섬유(highly nonlinear optical fiber), 분산 보정 광섬유(dispersion shifted fiber)가 사용될 수 있다.
신호감지부(300)는, 간섭신호를 통과시키는 렌즈(310), 렌즈(310)를 통과한 간섭신호를 파장 별로 분리시키는 회절격자(320), 회절격자(320)로부터 파장 별로 분리된 간섭신호의 정보를 인식하는 씨씨디(CCD; 330) 및 간섭신호의 주파수를 추출하고 추출된 간섭신호의 주파수 변화를 측정하는 제어부(340)를 포함할 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 센싱 시스템(10)의 작동원리를 설명하도록 한다.
광원부(100)에서 발산되는 레이저는 광 이득매질(110), 아이솔레이터(160), 편광조절기(150), 광분산매질(120)을 통하여 공진된다. 편광조절기(150)는 공진기 내부를 공진하는 레이저의 편광을 단일한 방향으로 조정한다. 광 이득매질(110)에 의해 공진기 내부를 순환하는 레이저는 증폭되며, 아이솔레이터(160)는 공진기 내부에서 증폭된 레이저를 단방향으로 일치시킨다. 광분산매질(120)은 공진기 내부를 공진하는 레이저의 공진 속도를 레이저별 파장에 따라 다르게 한다. 광분리기는 광원부(100)의 공진기에서 발진되는 레이저를 외부로 출력한다.
광원부(100)에서 발산된 레이저는 두 갈래로 나뉘며 그 중 한 갈래는 기준단을 통하여 신호감지부(300)로 바로 입사되고 나머지 한 갈래는 산란 유도용 광섬유(200)로 입사된다.
산란 유도용 광섬유(200) 내부로 입사된 레이저는 레일라이 후방 산란되고 레일라이 후방 산란된 레이저는 신호감지부(300)로 입사된다.
기준단을 통해 입사된 레이저와 레일라이 후방 산란된 레이저는 신호감지부(300)에서 간섭 신호를 발생시킨다. 이와 같이, 신호감지부(300)에서 발생된 간섭 신호는 렌즈(310)를 통해 회절격자(320)로 입사되고 회절격자(320)는 입사된 간섭 신호를 각각의 파장 별로 분리한다. 분리된 파장 별 간섭 신호 정보는 씨씨디(330)를 통해 인식된다. 제어부(340)는 씨씨디(330)를 통해 인식된 간섭 신호의 주파수를 추출해 내고 추출된 간섭 신호의 주파수 변화를 관찰한다.
이 때 관찰되는 간섭 신호의 주파수는 후방 산란이 발생된 위치에 따라 다수의 주파수가 관찰되며 각각의 주파수는 산란 유도용 광섬유(200)에 인가되는 변화에 따라 조금씩 변화한다.
따라서, 산란 유도용 광섬유(200)의 외부 환경 변화가 발생하여 산란 유도용 광섬유(200)에 변형이 가해지면 후방 산란된 레이저의 위상이 변화하고 이러한 위상 변화에 의해 신호감지부(300)에서 발생되는 간섭 신호의 주파수가 변화한다.
여기서, 센싱 시스템(10)의 측정 한계는 다음과 같은 [수학식 1]에 의해 결정된다.
[수학식 1]
Figure 112015120193286-pat00001
λ는 레이저의 파장을, n은 산란 유도용 광섬유(200)의 코어 모드의 굴절률을, ΔλTLS는 파장가변 레이저의 파장 가변범위를 나타낸다. 파장가변 레이저를 기반으로 하는 센싱 시스템(10)의 측정 한계는 파장가변 레이저의 파장 가변범위에 반비례한다. 따라서 파장가변 레이저 센싱 시스템(10)의 분해능은 파장가변 레이저의 파장 가변범위가 클수록 높다.
따라서, FDML 파장가변 레이저의 파장가변 범위는 수십 나노미터로 매우 높으므로 이를 적용한 센싱 시스템(10)은 매우 높은 분해능을 갖을 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 FDML 파장가변 레이저 기반 센싱 시스템(10)은 신호감지부(300)로서 씨씨디(330)를 포함하여 구성되는바, 각각의 주파수 신호 변화를 한번의 시행으로 동시에 획득할 수 있다. 그리하여, 데이터획득 시간을 단축시킬 수 있다.
도2를 참조하면, 신호감지부(300)는, 간섭신호의 정보를 획득할 수 있는 광 감지기(350) 및 간섭신호의 전기 스팩트럼을 분석할 수 있는 분석기(360)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 신호감지부(300)의 구조를 통하여 주파수 변화의 측정을 2가지 방법으로 시행할 수 있다. 그리하여, 측정의 정확도를 향상 시킬 수 있다.
도3을 참조하면, 센싱 시스템(10)은 광원부(100)와 산란 유도용 광섬유(200) 사이에 위치하여 펄스신호를 발생시킬 수 있는 제1 광진폭 변조기(500) 및 함수 발생기(600)를 포함할 수 있다. 이를 통하여 광원부(100)에서 산란 유도용 광섬유(200)로 입사되는 레이저를 펄스 형태로 구현할 수 있다.
이와 같이, 산란 유도용 광섬유(200)로 입사되는 레이저를 펄스 형태로 할 경우 외부 환경에 의한 노이즈를 줄일 수 있어 측정의 민감도를 향상 시킬 수 있다.
도4를 참조하면, 광원부(100)는 레이저의 종파모드를 통제하여 단일종파모드를 구현할 수 있는 마이크로광섬유 공진기(170)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 마이크로광섬유 공진기(170)에는 탄소나노튜보(CNT), 그래핀(Graphene), 위상학적 절연체(Topological insulator)가 포화 흡수체로서 코팅될 수 있다.
이와 같이 마이크로광섬유 공진기(170)를 이용하여 FDML 파장가변 레이저를 단일종파모드로 동작시킬 수 있다.
FDML 파장가변 레이저를 기반으로 하는 센싱 시스템(10)의 측정거리는 광원부(100)에서 출력되는 레이저의 가간섭거리에 비례한다. 마이크로광섬유 공진기(170)를 FDML 파장가변 레이저 내부에 삽입 할 경우 FDML 파장가변 레이저 내부에 존재하는 많은 수의 종파모드를 제거하여 단일종파모드로 동작시킬 수 있다. 그리하여 광원부(100)에서 출력되는 레이저의 가간섭거리를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 따라서 이와 같은 구조의 센싱 시스템(10)은 측정 거리 한계를 수백 킬로미터 이상으로 확장 할 수 있다.
상기 설명한 일 실시예에 따른 FDML 파장가변 레이저를 기반으로 하는 센싱 시스템(10)은 수십 나노미터의 매우 넓은 파장가변 범위를 가질 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 센싱 시스템(10)은 매우 높은 분해능을 가질 수 있고, 고 분해능의 환경 변화 감지가 가능하다. 또한, 향후 높은 측정 정확도를 요구하는 군수분야 및 안전경비 분야에서도 활용 가능할 것이다.
이상과 같이 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 실시예가 설명되었으나 이는 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 센싱 시스템
100 : 광원부
110 : 광 이득매질
120 : 광분산매질
130 : 파장가변 필터
140 : 파장가변 필터 구동기
150 : 편광조절기
160 : 아이솔레이터
170 : 마이크로광섬유 공진기
200 : 산란 유도용 광섬유
300 : 신호감지부
310 : 렌즈
320 : 회절격자
330 : 씨씨디
340 : 제어부
350 : 광 감지기
360 : 분석기
400 : 광신호 결합기
500 : 제1 광진폭 변조기
600 : 함수 발생기

Claims (13)

  1. FDML(Fourier domain mode locked) 방식의 파장가변 레이저를 기반으로 하는 센싱 시스템에 있어서,
    레이저를 발산 시키는 광원부;
    상기 광원부에서 발산된 레이저 중 일부를 수용하여 미세한 굴절율의 흔들림으로 인한 산란(레일라이 후방 산란(Rayleigh Backscttering))을 발생시키는 산란 유도용 광섬유;
    상기 산란 유도용 광섬유로부터 레일라이 후방 산란된 레이저를 수용하고, 상기 광원부로부터 레이저를 직접 수용하여, 상기 두 레이저를 중첩시키고 간섭 신호를 발생시키는 신호감지부; 및
    상기 광원부, 상기 신호감지부 또는 상기 산란 유도용 광섬유 사이에 위치하는 광신호 결합기;
    를 포함하고,
    상기 광신호 결합기는, 상기 광원부에서 발산된 레이저를 두 갈래로 나누어 그 중 하나의 레이저를 상기 산란 유도용 광섬유로 전달하고 나머지 레이저를 기준단으로 전달하며, 상기 산란 유도용 광섬유에서 레일라이 후방 산란된 레이저와 상기 기준단을 통해 전송되는 레이저를 결합시켜 상기 신호감지부에 전달할 수 있으며,
    상기 신호감지부는,
    상기 레일라이 후방 산란된 레이저와 상기 기준단을 통해 전송되는 레이저가 중첩된 상기 간섭신호를 통과시키는 렌즈;
    상기 렌즈를 통과한 간섭신호를 파장별로 분리시키는 회절격자;
    상기 회절격자로부터 파장별로 분리된 간섭신호의 정보를 인식하는 씨씨디; 및
    상기 파장별로 분리된 간섭신호의 주파수를 추출하고, 추출된 상기 파장별로 분리된 간섭신호의 주파수 변화를 측정하는 제어부를 포함하고,
    상기 파장별로 분리된 간섭신호의 주파수는 상기 레일라이 후방 산란이 발생된 위치에 따라 다수의 주파수 변화가 관찰되고, 상기 파장별로 분리된 간섭 신호의 주파수 변화를 측정하여 상기 산란 유도용 광섬유 주변의 변화를 측정하는, 센싱 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원부와 상기 산란 유도용 광섬유 사이에 위치하여, 펄스신호를 발생시킬 수 있는 제1 광진폭 변조기를 포함하는, 센싱 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호감지부는,
    상기 간섭신호의 정보를 획득할 수 있는 광 감지기; 및
    상기 간섭신호의 전기 스팩트럼을 분석할 수 있는 분석기;
    를 더 포함하는, 센싱 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    레이저를 방출하는 광 이득매질;
    상기 레이저의 공진 속도를 레이저의 파장에 따라 다르게 하는 광분산매질;
    상기 레이저를 FDML 파장가변 레이저로 변조시킬 수 있는 파장가변 필터; 및
    상기 파장가변 필터를 구동시키는 파장가변 필터 구동기;
    를 포함하는, 센싱 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    레이저를 방출하는 광 이득매질;
    상기 레이저의 공진 속도를 레이저의 파장에 따라 다르게 하는 광분산매질; 및
    상기 레이저의 파장에 따른 공진 속도와 광진폭 변조 속도를 일치시켜 임의의 파장만 발진되도록 하는 제2 광진폭 변조기;
    를 포함하는, 센싱 시스템.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광원부는,
    공진하는 상기 레이저의 편광을 단방향으로 조정하는 편광조절기; 및
    상기 광 이득매질에 의하여 증폭된 레이저를 단방향으로 일치시키는 아이솔레이터;
    를 더 포함하는, 센싱 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광원부는,
    상기 레이저의 종파모드를 통제하여 단일종파모드를 구현할 수 있는 마이크로광섬유 공진기를 더 포함할 수 있는, 센싱 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로광섬유 공진기에는 탄소나노튜보(CNT), 그래핀(Graphene), 위상학적 절연체(Topological insulator)가 포화흡수체로서 코팅될 수 있는, 센싱 시스템.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광 이득매질로서 반도체 광 증폭기, 어븀 (Erbium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 이터븀 (ytterbium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 홀뮴 (Holmium) 첨가 광섬유 광 증폭기, 줄륨 (Thulium) 첨가 광섬유 광 증폭기가 사용될 수 있는, 센싱 시스템.
  12. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광분산매질로서, 마이크로 광섬유(microfiber), 비선형 광섬유(highly nonlinear optical fiber), 분산 보정 광섬유(dispersion shifted fiber)가 사용될 수 있는, 센싱 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 산란 유도용 광섬유에 복수의 광섬유 브래그 격자를 일정한 간격으로 삽입할 수 있는, 센싱 시스템.
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