BRPI0718599A2

BRPI0718599A2 - Detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda ótica.

Info

Publication number: BRPI0718599A2
Application number: BRPI0718599-5A
Authority: BR
Inventors: Sergey Vladimir Shatalin; Sotiris Emil Kanellopoulos
Original assignee: Fotech Solutions Ltd
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2013-12-10
Also published as: EP2084505A1; GB2443661A; WO2008056143A1; GB2443661B; RU2009121562A; US8264676B2; US20110199607A1; RU2464542C2; JP2010509580A; BRPI0718599B1; NO340635B1; EP2084505B1; JP5273483B2; GB0622207D0; NO20092814L

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DETECÇÃO DE UMA PERTURBAÇÃO NA FASE DE LUZ SE PROPAGANDO EM UMA GUIA DE ONDA ÓTICA".

Campo da Invenção

5 A presente invenção refere-se a um aparelho e a um método

para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica. Mais particularmente, mas não exclusivamente, a inven- ção se refere a melhoramentos na Reflectometria de Domínio de Tempo Óti- ca (OTDR) para a detecção de uma perturbação variável no tempo induzida 10 externamente na fase de Iuz se propagando em uma fibra ótica de monomo- do.

Antecedentes da Invenção

A OTDR é uma técnica estável para a análise da propagação de Iuz em uma fibra ótica. Na indústria de telecomunicações, a técnica é am- 15 piamente usada para a detecção e a localização de danos em fibras óticas. A quantidade de Iuz de Rayleigh retrodifundida em uma fibra ótica conforme um pulso de Iuz viaja ao longo da fibra pode ser detectada usando-se um fotodetector disposto na extremidade da fibra ótica na qual o pulso de Iuz é transmitido. Uma análise de um sinal gerado pelo fotodetector representativo 20 da Iuz retrodifundida detectada ao longo do tempo pode permitir a determi- nação de uma distribuição espacial da quantidade de Iuz retrodifundida em pontos diferentes ao longo da fibra. Conforme mais Iuz é absorvida ou retro- difundida em localizações de danos ou similares, estas localizações podem ser identificadas a partir da distribuição espacial determinada.

Uma técnica relacionada, conhecida como OTDR sensível à fa-

se, reconhece que quando o pulso de Iuz é coerente e se propaga em uma fibra ótica de monomodo, as componentes da Iuz de Rayleigh retrodifundida a partir do pulso de Iuz interferem com cada outra para a geração de um as- sim denominado padrão de speckle (radiação espalhada na forma de um 30 granulado ótico) temporal no fotodetector. A intensidade do padrão de spec- kle temporal em qualquer dado momento depende das diferenças de fase entre as diferentes componentes da Iuz de Rayleigh retrodifundida chegando * ao fotodetector naquele momento. Estas componentes foram retrodifundidas a partir do pulso de Iuz quando ele estava em uma localização espacial cor- respondente na fibra. Conseqüentemente, a intensidade momentânea do padrão de speckle temporal depende das condições afetando a fase de Iuz 5 através da extensão espacial do pulso de Iuz naquela localização, por e- xemplo, o índice de refração local da fibra. Qualquer variação local nestas condições entre pulsos de Iuz sucessivos resultará em uma diferença entre as intensidades momentâneas dos padrões de speckle temporais dos res- pectivos pulsos de Iuz correspondentes àquela localização. Uma compara- 10 ção dos sinais gerados pelo fotodetector para pulsos de Iuz coerentes transmitidos sucessivamente ao longo da fibra, portanto, pode permitir que mudanças no índice de refração local, por exemplo, causadas por influências externas, tal como uma deformação exercida sobre a fibra, sejam detectadas e localizadas.

15 É bem conhecido que, para uma OTDR convencional, o padrão

de speckle temporal gerado por qualquer componente coerente do pulso de Iuz constitui um ruído detectado no sinal de fotodetector desejado, o que, na ausência de danos ou similares, deve representar, de modo ideal, uma dis- tribuição espacial suave da Iuz retrodifundida. Geralmente, os pulsos de Iuz 20 usados para OTDR convencional, portanto, são razoavelmente incoerentes, tendo larguras espectrais maiores do que em torno de 500 GHz. Isto reduz a contribuição relativa do padrão de speckle temporal para a intensidade da Iuz retrodifundida recebida no fotodetector. Por outro lado, para uma OTDR sensível à fase, a Iuz retrodifundida de qualquer componente incoerente dos 25 pulsos de Iuz coerentes não contribui para o padrão de speckle temporal e, portanto, reduz o nível do sinal desejado na comparação desejada entre si- nais de fotodetector para pulsos de Iuz sucessivos. A comparação ou o "si- nal de diferença" deve representar, de modo ideal, apenas mudanças nas condições afetando uma fase através da extensão espacial dos pulsos de 30 Iuz em localizações diferentes ao longo da fibra causadas por mudanças nas influências externas que ocorrem entre uma transmissão dos respectivos pulsos de luz. A presença de diferenças devido a mudanças na retrodifusão de Iuz incoerente é indesejável.

Assim, em uma implementação de uma OTDR sensível à fase descrita na Patente U.S. N0 5.194.847 e melhorada pelo artigo "Polarisation Discrimination in a Phase-Sensitive Optical Time-Domain Reflectometer In- 5 trusion-Sensor System", Juan C. Juarez et al, Optics Letters, Vol. 30, N0 24, 15 de dezembro de 2005, é estipulado que os pulsos de Iuz devem ser muito coerentes. Mais especificamente, a Patente U.S. N0 5.194.847 declara que a largura espectral da fonte de Iuz deve ser da ordem de 10 kHz e o artigo mais recente declara que a largura espectral da fonte de Iuz deve ser menor 10 do que 3 kHz. Esta largura espectral estreita é pretendida para redução da contribuição para os sinais de fotodetector de Iuz retrodifundida a partir da componente incoerente de cada pulso de luz.

Um problema com esta implementação é que fontes baratas de Iuz muito coerente não estão prontamente disponíveis. Fontes de Iuz feitas 15 sob encomenda foram projetadas para se tentar à adequação de exigências de coerência da Patente U.S. N0 5.194.847 e o artigo acima, por exemplo, conforme descrito no artigo "Spectrally Stable Er-Fibre Laser for Application in Phase Sensitive Optical Time-Domain Reflectometry", Kyoo Nam Choi et al, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 15, N0 3, março de 2003, mas 20 estes tendem a ser dispendiosos. Eles também são propensos a uma deriva de freqüência. Se uma deriva de freqüência fizer com que a fonte de Iuz mu- de demais entre pulsos de Iuz sucessivos, falsas diferenças entre sinais de fotodetector sucessivos poderão ser geradas. Naturalmente, isto limita a efe- tividade da técnica.

Um outro problema é que a potência de pulsos de Iuz que po-

dem ser lançados na fibra ótica a partir de fontes de Iuz coerentes é limitada por vários fenômenos, particularmente os assim denominados "efeitos não lineares". Notadamente, uma dispersão de Brillouin faz com que a Iuz seja retrodifundida de forma inelástica (por exemplo, convertida em Iuz se propa- 30 gando para trás de um comprimento de onda diferente daquele do pulso de luz), resultando em uma atenuação do pulso de luz, conforme ele viaja ao longo da fibra ótica. Uma dispersão de Brillouin ocorre em todas as potên- 1 cias de pulso de luz, mas por um dado limite de potência ela aumenta signi- ficativamente. De forma crucial, este limite de potência depende da largura espectral do pulso de luz. Para um pulso de Iuz tendo uma largura espectral menor do que em torno de 17 MHz e um comprimento de onda de em torno 5 de 1550 nm viajando em uma fibra ótica de modo único de 10 km de com- primento feita de sílica, o limite de potência é de em torno de 5 mW. Portan- to, isto limita a potência dos pulsos de Iuz usados na implementação descrita na Patente U.S. N0 5.194.847 e no artigo acima. Contudo, será apreciado que há uma exigência para que o fotodetector receba tanta Iuz retrodifundida 10 quanto possível, de modo a gerar um sinal útil. Assim, as implementações descritas na Patente U.S. N0 5.194.847 e no artigo acima tentam se adequar a esta necessidade pelo aumento da duração dos pulsos de luz, ao invés da potência dos pulsos de luz. De fato, na Patente U.S. N0 5.194.847, os pulsos de Iuz são descritos como sendo de aproximadamente 100 ns de duração, e 15 na versão melhorada da técnica descrita no artigo os pulsos de Iuz são des- critos como sendo de 2 ps de duração.

Será entendido que a localização de uma perturbação na propa- gação de Iuz na fibra ótica pode ser resolvida apenas para a extensão espa- cial do pulso de Iuz na fibra, já que a intensidade do padrão de speckle tem- 20 poral em qualquer dado momento constitui a interferência de soma da Iuz retrodifundida de cada ponto espacial no pulso de Iuz em um momento as- sociado. A extensão espacial dos pulsos de luz, portanto, define a resolução espacial máxima possível da técnica. Um pulso de Iuz de 2 ps de duração tem uma extensão espacial de em torno de 200 m, significando que a reso- 25 lução espacial máxima possível da técnica descrita no artigo acima é de 200 m. Isto está longe do ideal.

Uma forma de melhoria da resolução espacial sem aumento da potência dos pulsos de Iuz é usar os pulsos de Iuz de duração mais curta, mas sinais de fotodetector médios gerados pela Iuz retrodifundida a partir de 30 vários dos pulsos de Iuz para a geração de um sinal mais forte e, então, rea- lizar a comparação usando esses sinais médios sucessivos. Contudo, isto reduz a resolução temporal. Em outras palavras, leva mais tempo para a identificação de mudanças nos padrões de speckle temporais e, daí, mudan- ças nas influências externas na fibra ótica. Mais ainda, torna-se impossível resolver mudanças que são mais rápidas do que a duração do tempo de cál- culo de média. Aplicações tais como a detecção de ondas acústicas e assim por diante, portanto, não podem ser realizadas.

A presente invenção visa suplantar estes problemas.

Sumário da Invenção

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um aparelho para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica, o aparelho compreendendo:

uma fonte de Iuz para o envio de pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda;

um fotodetector para a geração de sinais representando a inten- sidade de Iuz distribuída no tempo dispersa para trás na guia de onda con- forme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e

um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, con- forme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda,

onde os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provido um método de detecção de uma perturbação na fase de Iuz se pro- pagando em uma guia de onda ótica, o método compreendendo:

fazer com que a fonte de Iuz envie pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda;

a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pul- sos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e

a comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme os respecti- vos pulsos de Iuz viajarem ao longo da guia de onda,

Assim, a invenção reconhece que pode ser mais efetivo realizar uma OTDR sensível à fase usando pulsos de Iuz parcialmente coerentes ao invés de pulsos de Iuz muito coerentes. Uma comparação dos sinais repre- 5 sentando a intensidade da Iuz retrodifundida de pulsos de Iuz parcialmente coerentes permite uma boa visibilidade de mudanças na taxa de mudança de fase de Iuz se propagando ao longo da guia de onda entre pulsos de Iuz sucessivos, mas, de forma crucial, permite que uma melhor relação de sinal para ruído (SNR) seja obtida para o sinal detectado e, assim, permite uma 10 melhor resolução espacial e uma resposta mais rápida do que a obtenível a partir de pulsos de Iuz muito coerentes.

De modo importante, a largura espectral dos pulsos de Iuz defi- nidos pela invenção significa que os efeitos potenciais de difusão de Brillouin são significativamente reduzidos em comparação com os pulsos óticos mais 15 estreitos em termos espectrais usados na técnica anterior. De modo ideal, a largura espectral dos pulsos de Iuz deve ser maior do que a largura de ban- da de ganho de Brillouin para a guia de onda, a qual é de em torno de 17 MHz para uma fibra ótica de sílica. De fato, pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda preferencialmente têm uma largura espectral da ordem de 20 em torno de 1 GHz a 10 GHz ou, de forma mais ideal, os pulsos de Iuz envi- ados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral de em torno de

7,5 GHz. Isto permite que os pulsos de Iuz tenham uma potência maior do que aquelas usadas na técnica anterior. Tipicamente, a potência dos pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 0,1 W e 10 W ou, de forma mais ideal, de 25 em torno de 2 W. Também permite que pulsos de Iuz sejam mais curtos, por exemplo, tenham um comprimento espacial da ordem de em torno de 1 m e 100 m, preferencialmente da ordem de em torno de 1 m e 10 m ou, de modo ideal, de em torno de 1 m.

De forma útil, a largura espectral dos pulsos de Iuz é definida pela filtração da Iuz extraída pela fonte de luz. Mais especificamente, o apa- relho pode compreender, ainda, um filtro ótico para a filtração da Iuz antes de ela atingir o fotodetector, onde a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz. Da mesma forma, o méto- do ainda pode compreender a filtração da luz, antes de ela atingir o fotode- tector, usando-se um filtro que tem uma largura de banda ótica menor do que a largura espectral da fonte de luz. Esta filtração deve ser distinguida da 5 filtração convencional para a eliminação de uma emissão espontânea ou similar, o que está fora do espectro principal de Iuz emitida por uma fonte de luz. Aqui, de forma importante, o espectro principal de Iuz emitida pela fonte de Iuz é estreitado. Em outras palavras, a largura de linha da Iuz é reduzida.

Isto é considerado como sendo novo em si e, de acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um aparelho para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica,

o aparelho compreendendo:

um fotodetector para a geração de sinais representando a inten-

sidade distribuída no tempo de Iuz dispersa para trás na guia de onda, con- forme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda;

um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, con- forme os respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e

um filtro ótico para a filtração da luz, antes de ela atingir o foto- detector;

onde a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz.

Também, de acordo com um quarto aspecto da presente inven-

ção, é provido um método para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica, o método compreendendo:

fazer com que uma fonte de Iuz envie pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda;

a geração de sinais representando a intensidade distribuída no

tempo de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pul- sos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; a comparação dos sinais para a identificação das diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e

a filtração da Iuz antes de atingir o fotodetector;

onde a largura de banda ótica da filtração é menor do que a lar-

gura espectral da fonte de luz.

Preferencialmente, o filtro ótico é posicionado de modo a filtrar a Iuz retrodifundida. Isto é vantajoso, já que permite que a largura espectral da Iuz viajando na guia de onda ótica seja maior do que aquela da Iuz retrodi- 10 fundida detectada. Como a largura espectral está relacionada à coerência, a filtração pode garantir que a Iuz detectada seja suficientemente coerente para que o padrão de speckle temporal seja detectado. Ao mesmo tempo, a Iuz viajando na guia de onda pode ser relativamente ampla em termos es- pectrais, de modo que efeitos não lineares na guia de onda ótica, tal como 15 uma difusão de Brillouin, possam ser reduzidos.

As modalidades preferidas da invenção são descritas abaixo, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos associados.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma representação esquemática de um aparelho de Reflectometria de Domínio de Tempo Ótica (OTDR) de acordo com uma primeira modalidade preferida da invenção;

a figura 2A é uma representação gráfica da banda de compri- mentos de onda da Iuz passada por um outro filtro ótico do aparelho de OT- DR ilustrado na figura 1;

a figura 2B é uma representação gráfica da banda de compri-

mentos de onda da Iuz passada por um filtro ótico reticulado de Bragg de fibra do aparelho de OTDR ilustrado na figura 1;

a figura 3 é uma representação gráfica do comprimento de onda de um pulso de Iuz extraído por um diodo de laser de DFB do aparelho de OTDR parcialmente coerente em relação ao tempo;

a figura 4 é uma representação gráfica da banda de comprimen- tos de onda da Iuz passada por um filtro ótico reticulado de Bragg de fibra comparados com comprimentos de onda de um pulso de Iuz após ter viajado

1 km ao longo da fibra ótica do aparelho de OTDR ilustrado na figura 1 ;

a figura 5 é uma representação gráfica da intensidade da Iuz re- cebida em um fotodetector do aparelho de OTDR mostrado na figura 1 para pulsos de Iuz tendo graus diferentes de coerência;

a figura 6 é uma representação gráfica da relação de sinal para ruído (SNR) de um sinal extraído pelo fotodetector do aparelho de OTDR mostrado na figura 1 para pulsos de Iuz tendo uma potência diferente; e

a figura 7 é uma representação esquemática de um aparelho de Reflectometria de Domínio de Tempo Ótica (OTDR) de acordo com uma se- gunda modalidade preferida da invenção.

Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas

Com referência à figura 1, um aparelho de Reflectometria de Domínio de Tempo Ótica (OTDR) 1 de acordo com uma primeira modalidade 15 da presente invenção tem uma fonte de Iuz que compreende um diodo a la- ser de retorno distribuído (DFB) 2 para a transmissão de pulsos de Iuz ao longo de uma fibra ótica de monomodo 3. Os diodos a laser de DFB são co- muns em redes de telecomunicação multiplexadas de divisão de comprimen- to de onda (WDM) óticas e, nesta modalidade, o diodo a laser de DFB 2 é do 20 tipo tipicamente usado em telecomunicações de WDM de 2,5 Gbps. Uma unidade de estabelecimento de temperatura compreendendo um elemento de Peltier 4 é provida para controle da temperatura do diodo a laser de DFB

2. Conforme a temperatura do diodo a laser de DFB 2 muda, também o faz o comprimento de onda dos pulsos de Iuz que ele transmite. O elemento de 25 Peltier 4 permite um controle preciso de comprimento de onda por uma faixa de em torno de 1 a 2 nm, de modo que o comprimento de onda dos pulsos de Iuz possa ser ajustado. Tipicamente, o comprimento de onda dos pulsos de Iuz é quase aquele para o qual a fibra ótica de monomodo 3 é projetada, por exemplo, conforme definido pelo retículo de comprimento de onda da 30 ITU (International Telecommunication Union) padronizado, ou de em torno de 1550 nm nesta modalidade da invenção.

Uma linha de atraso 5 compreendendo uma seção de 20 m de comprimento de fibra ótica de monomodo similar à fibra ótica de monomodo 3 mencionada acima é emendada na saída do diodo a laser de DFB 2. A linha de atraso 5 impede um retorno de Iuz para a cavidade de laser do dio- do a laser de DFB 2, que surge de reflexões de conector ou similares duran- 5 te o tempo que se leva para que o diodo a laser de DFB 2 extraia cada pulso de luz. A extremidade de saída da linha de atraso 5 é conectada a um inten- sificador, isto é, um amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) que am- plifica os pulsos de Iuz com um ganho ótico típico entre em torno de 20 e 25 dB. A saída do primeiro amplificador ótico 6 é conectada a um primeiro filtro 10 ótico 7. Nesta modalidade, o primeiro filtro ótico 7 é um filtro de passa banda de WDM que tem uma largura espectral de em torno de 75 GHz (0,6 nm), conforme mostrado na figura 2A. O primeiro filtro ótico 7 reduz uma emissão espontânea amplificada ampla do primeiro amplificador ótico 6. Isto geral- mente compreende Iuz a comprimentos de onda acima e abaixo do espectro 15 principal dos pulsos de Iuz extraídos pelo diodo a laser de DFB 2. A saída do primeiro filtro ótico 7 é conectada a um acoplador ótico 8 para direcionamen- to dos pulsos de Iuz amplificados filtrados extraídos pelo primeiro filtro ótico 7 para a fibra ótica de monomodo 3. Nesta modalidade, o acoplador ótico 8 é um acoplador de fibra a 50:50 de 3 dB fundido, mas, em outras modalidades, 20 um circulador de 3 portas pode ser usado ao invés disso, com o benefício de se reduzir a perda de 3 dB para em torno de 1 dB por porta.

O acoplador ótico 8 também é disposto de modo que a Iuz de Rayleigh retrodifundida a partir dos pulsos de luz, conforme eles viajam ao longo da fibra ótica 3 seja extraída a partir da extremidade da fibra na qual 25 os pulsos de Iuz são transmitidos para um estágio de amplificação. O estágio de amplificação compreende um segundo amplificador ótico 9, um segundo filtro ótico 10 e um terceiro amplificador ótico 11 conectados em série. Os segundo e terceiro amplificadores óticos 9, 11 também conhecidos como pré-amplificadores, são EDFAs similares ao primeiro amplificador ótico 6 30 mencionado acima. Cada um deles pode amplificar a Iuz retrodifundida de Rayleigh recebida a partir da fibra ótica 3 com um ganho ótico entre em tor- no de 20 e 25 dB, mas eles têm um ruído mais baixo do que o primeiro am- plificador ótico 6. O segundo filtro ótico 10 é similar ao primeiro filtro ótico 7. Então, é um filtro de passa banda de WDM tendo uma largura espectral em torno de 75 GHz (0,6 nm).

O estágio de amplificação é conectado à saída da Iuz retrodifun- 5 dida filtrada amplificada para um filtro de retículo de Bragg de fibra (FBG) 12 através de um circulador de 3 portas 13. O filtro de FBG 12 tem uma largura espectral de em torno de 7,5 GHz (0,006 nm), conforme mostrado na figura 2B. O filtro de FBG 12 tem uma sensibilidade à temperatura de em torno de

0,0005 nm/°C. Então, ele é acondicionado termicamente, por exemplo, cir- 10 cundado por um alojamento de isolamento, para se ajudar a garantir que a temperatura do filtro de FBG 12 e, daí, a banda de comprimentos de onda de Iuz que ele deixa passar, permaneça tão constante quanto possível. A tem- peratura do diodo a laser de DFB 2 então pode ser ajustada usando-se o elemento de Peltier 4, descrito acima, de modo que uma faixa de compri- 15 mento de onda selecionada dos pulsos de Iuz emitidos pelo diodo a laser de DFB 2 combine com a banda de comprimentos de onda de Iuz passada pelo filtro de FBG 12, conforme discutido em maiores detalhes abaixo.

A Iuz extraída pelo filtro de FBG 12 é dirigida, através do circula- dor de 3 portas 13 para um fotodetector 14. O fotodetector 14 nesta modali- 20 dade é um fotodetector de p-i-n de arseneto de índio e gálio (InGaAs) com uma largura de banda de detecção eletrônica de em torno de 125 MHz e um amplificador de transimpedância de em torno de 1400 ohms. Quando ele recebe Iuz do filtro de FBG 12, gera um sinal eletrônico analógico represen- tativo da intensidade da Iuz recebida. O fotodetector 14 é conectado a uma 25 saída deste sinal eletrônico analógico para uma placa de digitalização 15, a qual tem uma largura de banda eletrônica analógica similar à do fotodetector

14. A placa de digitalização 15 converte o sinal analógico em um sinal digital. Ela também pode calcular a média do sinal analógico por um dado número de pulsos de Iuz sucessivos, se requerido, sob o controle de um computador 16, para o qual a placa de digitalização 15 também extrai o sinal digital.

O computador 16 tem um processador (não-mostrado) para a determinação e um visor 17 para a exibição de uma representação de dife- renças entre os sinais digitais recebidos a partir da placa de digitalização 15 representando a intensidade (média) de Iuz recebida pelo fotodetector 14, como resultado da retrodifusão de Rayleigh na fibra ótica 3 a partir de pulsos de Iuz sucessivos. O visor usualmente mostra esta informação de diferença 5 graficamente como uma magnitude de diferença versus a distância ao longo da fibra ótica 3. A informação também pode ser armazenada em um disposi- tivo de memória adequado (não-mostrado) do computador 16.

O computador 16 também tem uma placa de entrada / saída 18 para comunicação com um controlador 19 que controla um suprimento de potência 20 para o laser de DFB 2, de modo que o laser de DFB 2 possa ser modulado diretamente. O computador 16 pode comandar o controlador 19 para controlar a saída do laser de DFB 2, conforme requerido. Em um cená- rio típico, o controlador 19 modula o suprimento de potência 20 para o laser de DFB 2, de modo que o laser de DFB 2 extraia pulsos de Iuz tendo uma duração entre em torno de 1 ns e em torno de 100 ns. Nesta modalidade, os pulsos de Iuz têm uma duração de em torno de 10 ns, o que corresponde a um comprimento de pulso espacial de em torno de 1 m. A freqüência com a qual o computador controla o laser de DFB 2 para repetição dos pulsos de luz, por exemplo, a freqüência de repetição de pulso ou a freqüência de mo- dulação do sistema, é determinada pelo tempo que o pulso de Iuz gasta para viajar até a extremidade distante da fibra ótica 3 e a Iuz de Rayleigh retrodi- fundida a partir do pulso de Iuz para retornar da extremidade distante da fi- bra ótica 3, por exemplo, o tempo de ida e volta da Iuz no comprimento intei- ro da fibra 3. Em outras palavras, a Iuz retrodifundida de cada pulso de modo ideal deve ser recebida pelo fotodetector 14 antes de o próximo pulso ser transmitido ao longo da fibra 3. Nesta modalidade, a fibra ótica 3 tem em torno de 10 km de comprimento. Uma freqüência de repetição de pulso ade- quada, portanto, é de em torno de 10 kHz. Esta freqüência define a taxa má- xima na qual o computador 16 pode determinar e exibir a informação de dife- rença, por exemplo, a freqüência de medição máxima do aparelho 1. Qual- quer cálculo de média realizado pela placa de digitalização 15 reduz a fre- qüência de medição, com a freqüência de medição sendo inversamente pro- porcional ao número de pulsos de Iuz pelos quais os sinais analógicos têm a média calculada pela placa de digitalização 15. Em geral, a freqüência de medição do aparelho 1 é suficiente para se permitir a detecção de ondas acústicas. Daí, o aparelho pode ser usado como um geofone, um hidrofone, 5 um acelerômetro, um sismógrafo ou similar.

O diodo a laser de DFB 2 tem uma largura espectral de em torno de 1 MHz, quando gera uma saída contínua, o que significa que ele pode extrair Iuz tendo uma coerência temporal de em torno de 1 ps. Contudo, quando o diodo a laser de DFB 2 é modulado diretamente, como o é aqui, a 10 largura espectral dos pulsos de Iuz é consideravelmente maior e a coerência temporal dos pulsos de Iuz emitidos é consideravelmente menor. Há uma limitação fundamental que qualquer pulso de Iuz de duração T não pode ter uma largura espectral menor do que 1/T ou uma coerência temporal maior do que T. Os pulsos de Iuz de 10 ns usados aqui, portanto, têm uma largura 15 espectral teórica de 0,1 GHz (1 pm) e uma coerência temporal teórica máxi- ma de 10 ns. Mais ainda, a modulação da corrente elétrica suprida para o laser de DFB 2 resulta em uma modulação da densidade de elétrons na ca- vidade de laser do diodo 2. Isto, por sua vez, causa flutuações no índice de refração do material a partir do qual a cavidade de laser do diodo 2 é forma- 20 da, levando a um chirp na freqüência do pulso de Iuz de saída. Assim, com referência à figura 3, pode ser visto que o comprimento de onda de um pulso de Iuz de 1 ps extraído pelo diodo a laser de DFB 2 varia consideravelmente por sua duração. No começo do pulso de luz, há um assim denominado des- locamento de azul de um comprimento de onda mais longo para um com- 25 primento de onda mais curto por em torno de 0,1 ns, conforme mostrado pe- la inclinação para baixo 21 na figura 3. Em direção ao fim do pulso de luz, há um assim denominado deslocamento de vermelho de um comprimento de onda mais curto para um comprimento de onda mais longo por em torno de 10 a 100 ns, conforme mostrado pela inclinação para cima 22 na figura 3. A 30 faixa geral da freqüência de chirp é de em torno de 20 a 50 GHz. Este chirp de freqüência define a largura espectral dos pulsos óticos e corresponde a uma faixa de comprimentos de onda de Iuz de em torno de 0,16 a 0,4 nm e uma coerência temporal entre em torno de 20 e 50 ps. Mais geralmente, a coerência temporal de pulsos de Iuz com duração na faixa de 1 a 100 ns produzidos pela modulação direta do diodo a laser de DFB 2 é de duas a três ordens de magnitude mais curta do que a duração de pulso.

5 Contudo, os filtros óticos 7, 10 e o filtro de FBG 12 reduzem a

largura espectral de Iuz recebida no fotodetector 14. Como o filtro de FBG 12 tem a largura espectral mais estreita, a redução na largura espectral é go- vernada primariamente por este filtro 12. De fato, os outros filtros óticos 7, 10 são apenas pretendidos para redução da emissão espontânea dos primeiro e segundo amplificadores 6, 9, conforme mencionado acima. Olhando-se para a figura 4, pode ser prontamente apreciado que a banda de comprimen- tos de onda de Iuz passada pelo filtro de FBG 12, mostrada pela linha 23, é bem mais estreita do que a faixa plena de comprimentos de onda de Iuz pre- sente no pulso de luz, conforme ele viaja ao longo da fibra ótica 3, mostrado pela linha 24. De fato, nesta modalidade, pode ser visto que a largura espec- tral do filtro de FBG 12 é de em torno de um quinto da largura espectral do pulso de Iuz após ele ter viajado em torno de 1 km ao longo da fibra ótica 3 (cuja largura espectral é muito a mesma que o pulso de Iuz conforme emitido pelo diodo a laser de DFB 2 e a Iuz de Rayleigh retrodifundida na fibra ótica 3).

Em maiores detalhes, a figura 3 mostra uma relação ótima entre a banda de comprimentos de onda de Iuz passada pelo filtro de FBG 12, mostrado como uma banda sombreada 25 e a faixa de comprimentos de onda do pulso de Iuz emitida pelo diodo a laser de DFB 2. A banda de com- 25 primentos de onda de Iuz passada pelo filtro de FBG 12 está relacionada à faixa de comprimentos de onda do pulso de Iuz emitido pelo laser de DFB 2, de modo que uma limitação da duração de pulso seja minimizada. Em outras palavras, eles são dispostos para se sobreporem em um tempo pela duração de pulso em que o comprimento de onda é relativamente constante. Isto é 30 em direção ao meio da duração de pulso, quando o pulso também tende a ter uma potência máxima.

Como uma conseqüência da redução da largura espectral da Iuz recebida no fotodetector 14, o filtro de FBG 12 também aumenta a coerência temporal da luz. Nesta modalidade, o filtro de FBG 12 tem uma largura es- pectral de 7,5 GHz (0,06 nm), de modo que a coerência temporal da Iuz re- cebida no fotodetector 14 seja de em torno de 100 ps, o que é significativa- 5 mente mais longo do que a coerência temporal do pulso de luz, conforme ele viaja ao longo da fibra ótica 3. De forma importante, a coerência da Iuz che- gando ao fotodetector 14, ao invés da Iuz viajando ao longo da fibra ótica 3, determina a quantidade de Iuz detectada que está relacionada de forma coe- rente e pode contribuir para o padrão de speckle temporal comparado à 10 quantidade de Iuz detectada que não está relacionada de forma coerente e, portanto, contribui para uma redução na visibilidade do padrão de speckle temporal. A relação destas quantidades pode ser definida como um parâme- tro de visibilidade V|. Este parâmetro de visibilidade Vi é analisado estatisti- camente no artigo "Characteristics and Reduction of Coherent Fading Noise 15 in Rayleigh Backscattering Measurement for Optical Fibres and Compo- nents", Shimizu et al, Journal of Lightware Technology, Vol. 10, N0 7, p. 982 (1992). Pode ser prontamente apreciado que para uma Iuz completamente coerente, o parâmetro de visibilidade Vi é 1. Conforme a coerência da Iuz diminui, assim o faz o parâmetro de visibilidade V|. Para a Iuz recebida no 20 fotodetector 14 nesta modalidade, o parâmetro de visibilidade Vi é de em torno de 0,133. Mas geralmente, em outras modalidades da invenção, o pa- râmetro de visibilidade V está entre em torno de 0,04 e 0,26.

i n

Vf(I)

1

——c·/■' exp

Jf

■1

Vf(I)

A função densidade de probabilidade P(I) da intensidade de Iuz recebida no fotodetector 14 (devido à retrodifusão de Rayleigh) pode ser ex- pressa em termos do parâmetro de visibilidade Vi pela equação a seguir:

Isto é ilustrado graficamente na figura 5 para vários valores do parâmetro de visibilidade V|. Pode ser visto que quando o parâmetro de visi- bilidade Vi é 1, a função densidade de probabilidade P(I) está em um máxi- mo em uma intensidade normalizada de zero e diminui conforme a intensi- dade normalizada aumenta de zero para valores mais altos, conforme mos- trado pela inclinação 26. Quando o parâmetro de visibilidade Vi é tem valo- res sucessivamente mais baixos de 0,707, 0,5, 0,316 e 0,133, conforme mostrado pelas inclinações 27, 28 e 30, respectivamente, a função densida-

de de probabilidade P(I) crescentemente assume a forma de uma distribui- ção normal, cujas curvas ideais são ilustradas para amplitudes equivalentes a valores de parâmetro de visibilidade Vi de 0,5, 0,316 e 0,133 pelas curvas tracejadas 31, 32 e 33, respectivamente. A significância disto é que para os valores do parâmetro de visibilidade Vi presentes nas modalidades descritas 10 da presente invenção, a faixa de variação na intensidade de Iuz recebida no fotodetector 14 em uma distribuição de restrita a normal e é menor do que aquela a qual estaria presente se a Iuz fosse plenamente coerente.

De modo a detectar com sucesso o padrão de speckle temporal e, daí, diferenças no padrão de speckle temporal geradas por pulsos de Iuz 15 sucessivos, é importante que a faixa de variação de intensidade de Iuz rece- bida pelo fotodetector 14 devido ao padrão de speckle temporal seja maior do que um ruído no sinal extraído pelo fotodetector 14. A exigência é equiva- lente à condição que a relação de sinal para ruído (SNR) do aparelho 1 seja maior do que o recíproco do parâmetro de visibilidade V|, por exemplo:

SNR > —

Vj

O ruído surge do ruído ótico contribuído pelos amplificadores

óticos 6, 9, 11 e assim por diante e pelo ruído elétrico introduzido pelo foto- detector 14. Mais especificamente, a SNR após a detecção da Iuz retrodi- fundida pelo fotodetector 14 pode ser expressa pela equação a seguir:

_ 1_mcrj)1_

Δ/ ΙΛ2(ΛΕΡ)! + 2(íÍG)'F,PJhv + ÍM<iF„fAv^\

onde

p ~ p + Δΐ

G = GlGa e " "l G1

em que Af é a largura de banda de detecção eletrônica do foto-

detector 14 (125 MHz nesta modalidade), R é o parâmetro de capacidade de resposta para o fotodetector 14, G é o ganho compósito dos dois amplifica- dores óticos 9, 11 do estágio de amplificação (tendo o ganho Gi e G2, res- pectivamente), Ps é a potência de sinal geral atingindo o fotodetector 14, NEP é a potência equivalente de ruído do fotodetector 14, q é a carga ele- trônica, η é um parâmetro de eficiência de quantum para o fotodetector 14, 5 Fn é o número de ruído efetivo dos dois amplificadores óticos 9, 11 do está- gio de amplificação (tendo números de ruído efetivo de Fni e Fn2, respecti- vamente), h é a constante de quantum (ou constante de Planck), véa fre- qüência da Iuz recebida no fotodetector 14, e Avopt é a largura espectral da Iuz recebida no fotodetector 14.

Esta SNR é ilustrada graficamente na figura 6 versus a duração

de pulso para várias potências de lançamento de pulso diferentes (isto é, uma potência de Iuz após uma amplificação pelo primeiro amplificador ótico

6 ou intensificador). Mais especificamente, as SNR para potências de lan- çamento de pulso de 0,1 W, 0,5 W, 1 W e 2 W são mostradas pelas curvas 15 34, 35, 36 e 37, respectivamente. Pode ser visto que a SNR aumenta com a potência de lançamento de pulso. As curvas ilustradas incluem a perda de 3 dB do acoplador ótico 8 e assumem que cada um dos amplificadores 9, 10 do estágio de amplificação tem um número de ruído de 5,5 dB. O ganho dos amplificadores 9, 10 é ajustado para potências de lançamento de pulso dife- 20 rentes, de modo a se manter 0 nível de voltagem de saída do fotodetector 14 próximo da faixa de voltagem de entrada máxima (0,5 V) da placa de digitali- zação 15. O ganho compósito requerido não excedeu a um máximo de 38 dB para qualquer uma das curvas calculadas. Um pulso ótico único é consi- derado, sem um cálculo de média de sinal.

Pode ser visto a partir da figura 6 que para uma potência de lan-

çamento de 1 W, uma SNR de em torno de 15 dB pode ser obtida. O loga- ritmo do recíproco do parâmetro de visibilidade Vi é equivalente a um nível de sinal de em torno de 9 dB, o que significa que a SNR do sinal digital ex- traído pela placa de digitalização 15 é em torno de 6 dB mais alta e o padrão de speckle temporal deve ser facilmente distinguível do ruído predito.

A liberdade de uso de pulsos óticos tendo uma potência de lan- çamento mais alta para aumento da SNR enquanto se mantém um parâme- tro de visibilidade Vi relativamente alto é largamente provida pelo posiciona- mento apropriado do filtro de FBG 12. Mais especificamente, o pulso ótico viajando na fibra ótica 3 é relativamente amplo em termos espectrais, o que significa que os efeitos de difusão de Brillouin são muito menores do que 5 para um pulso ótico mais estreito em termos espectrais da mesma potência. Ao mesmo tempo, conforme a coerência temporal da Iuz retrodifundida che- gando ao fotodetector 14 é aumentada pelo filtro de FBG 12, um parâmetro de visibilidade Vi relativamente alto pode ser mantido.

Não obstante, ainda é possível projetar um aparelho efetivo no qual a largura espectral e a coerência temporal do pulso ótico viajando na fibra ótica 3 e a Iuz retrodifundida chegando ao fotodetector 14 são substan- cialmente as mesmas. Com referência à figura 7, um aparelho de OTDR parcialmente coerente 38 de acordo com uma segunda modalidade da pre- sente invenção compreende muitos componentes similares ao aparelho de OTDR parcialmente coerente de acordo com a primeira modalidade da pre- sente invenção, e componentes similares são rotulados com os mesmos números de referência. Contudo, nesta segunda modalidade, o circulador 13 e o filtro de FBG 12 são dispostos na posição do primeiro filtro ótico 7 na primeira modalidade. Em outras palavras, o filtro de FBG 12 é posicionado entre a saída do diodo a Iaserde DFB 2 e a fibra ótica 3. Isto significa que o filtro de FBG 12 influencia a largura espectral dos pulsos de Iuz viajando na fibra ótica 3, a qual, portanto é de em torno de 7,5 GHz. Isto ainda está bem acima da largura de banda de ganho de Brillouin para a fibra ótica 3, a qual é de em torno de 17 MHz. Não obstante, como não há amplificadores para amplificação da Iuz retrodifundida antes de chegar ao fotodetector 14, os pulsos de Iuz de modo ideal devem ter uma duração mais longa de modo que Iuz suficiente seja retrodifundida a partir de cada pulso de Iuz para a ge- ração de um sinal útil no fotodetector 14. De fato, os pulsos óticos tipicamen- te têm uma duração espacial de em torno de 50 a 100 m nesta segunda mo- dalidade, quando nenhum cálculo de média é usado, o que limita a resolu- ção espacial do aparelho 38.

Em uma versão da segunda modalidade, o fotodetector 14 é um fotodetector de p-i-n de InGaAS com um amplificador de transimpedância de três estágios, tal como um modelo 2053 da New Focus, tendo uma largura de banda eletrônica de 700 kHz, uma capacidade de resposta de voltagem de 1,89 x 106 V/W e uma NEP de 0,34 pW/rtHz. Para pulsos de Iuz de dura- 5 ção de 500 ns (50 m) lançados na fibra ótica 3 com potência de 500 mW, a SNR predita é de em torno de 35 dB. O logaritmo do recíproco do parâmetro de visibilidade Vi é equivalente a um nível de sinal de em torno de 18 dB, o que significa que a SNR é em torno de 17 dB mais alta e o padrão de spec- kle temporal deve ser facilmente distinguível do ruído predito.

Em uma outra versão da segunda modalidade, o fotodetector 14

é um fotodiodo de avalanche de InGaAs com um pré-amplificador híbrido integrado, tal como o modelo C30662E da Perkin Elmer, tendo uma largura de banda eletrônica de 50 MHz, uma capacidade de resposta de voltagem de 3,4 x 105 V/W e uma NEP de 0,13 pW/rtHz. Se a Largura de banda ele- 15 trônica for limitada para 700 kHz por um filtro de passa baixa, a SNR predita será de em torno de 40 dB. De novo, como o logaritmo do recíproco do pa- râmetro de visibilidade Vi é equivalente a um nível de sinal de em torno de 18 dB, a SNR é em torno de 22 dB mais alta e o padrão de speckle temporal deve ser facilmente distinguível do ruído predito.

As modalidades descritas da invenção são apenas exemplos de

como a invenção pode ser implementada. Modificações, variações e mudan- ças nas modalidades descritas ocorrerão àqueles tendo habilidades e co- nhecimento apropriados. Estas modificações, variações e mudanças podem ser feitas sem que se desvie do espírito e do escopo da invenção definida nas reivindicações e seus equivalentes.

Claims

1. Aparelho para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica, o aparelho compreendendo: uma fonte de Iuz para o envio de pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda; um fotodetector para a geração de sinais representando a inten- sidade de Iuz distribuída no tempo dispersa para trás na guia de onda con- forme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, con- forme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda, em que os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da or- dem de em torno de 1 GHz a 10 GHz.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou com a reivindi- cação 2, em que os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral de em torno de 7,5 GHz.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o comprimento espacial dos pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 1 m a 100 m.

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o comprimento espacial dos pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 1 m a 10 m.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o comprimento espacial dos pulsos de Iuz é de em tor- no de 1 m.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a potência de pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 0,1 Wa 10 W.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a potência de pulsos de Iuz é de em torno de 2 W.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o fotodetector tem uma largura de banda eletrônica de em torno de 125 MHz.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, que ainda compreende um filtro ótico para a filtração da Iuz antes de ela atingir o fotodetector, em que a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz.

11. Aparelho para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica, o aparelho compreendendo: uma fonte de Iuz para o envio de pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda; um fotodetector para a geração de sinais representando a inten- sidade distribuída no tempo de Iuz dispersa para trás na guia de onda, con- forme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, con- forme os respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e um filtro ótico para a filtração da luz, antes de ela atingir o foto- detector; em que a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10 ou com a reivin- dicação 11, em que a largura de banda ótica do filtro ótico é da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.

13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, em que a largura de banda ótica do filtro ótico é da ordem de em torno de 1 GHz a 10 GHz.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações10 a 13, em que a largura de banda ótica do filtro ótico é da ordem de em torno de 7,5 GHz.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações .10 a 14, em que o filtro ótico é posicionado para a filtração da Iuz dispersa para trás.

16. Método para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda, o método compreendendo: fazer com que a fonte de Iuz envie pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda; a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pul- sos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e a comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme os respecti- vos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda, em que os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, em que os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da or- dem de em torno de 1 GHz a 10 GHz.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16 ou com a reivindi- cação 17, em que os pulsos de Iuz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral de em torno de 7,5 GHz.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, em que o comprimento espacial dos pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 1 m a 100 m.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, em que o comprimento espacial dos pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 1 m a 10 m.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, em que o comprimento espacial dos pulsos de Iuz é de em torno de 1 m.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, em que a potência dos pulsos de Iuz é da ordem de em torno de 0,1 W a 10 W.

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, em que a potência dos pulsos de Iuz é de em torno de 2 W.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 23, em que os sinais são gerados por um fotodetector que tem uma largura de banda eletrônica de em torno de 125 MHz.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, que compreende a filtração da Iuz antes da geração dos sinais, em que a largura de banda ótica da filtração é menor do que a largura es- pectral da fonte de luz.

26. Método para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica, o método compreendendo: fazer com que uma fonte de Iuz envie pulsos de Iuz sucessivos ao longo da guia de onda; a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pul- sos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; a comparação dos sinais para a identificação das diferenças na intensidade de Iuz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de Iuz viajam ao longo da guia de onda; e a filtração da Iuz antes de atingir o fotodetector; em que a largura de banda ótica da filtração é menor do que a largura espectral da fonte de luz.

27. Método, de acordo com a reivindicação 25 ou com a reivindi- cação 26, em que a largura de banda ótica da filtração é da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.

28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, em que a largura de banda ótica da filtração é da ordem de em torno de 1 GHza 10 GHz.

29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, em que a largura de banda ótica da filtração é de em torno de 7,5 GHz.

30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 29, em que a filtração é realizada na Iuz dispersa para trás.

31. Aparelho para a detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em uma guia de onda ótica, substancialmente conforme des- crito com referência aos desenhos associados. 32. Método de detecção de uma perturbação na fase de Iuz se propagando em

uma guia de onda ótica, substancialmente conforme descrito com referência aos desenhos associados.