BRPI0718599B1

BRPI0718599B1 - aparelho de reflectometria ótica de domínio do tempo sensível à fase e método para a detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda

Info

Publication number: BRPI0718599B1
Application number: BRPI0718599A
Authority: BR
Inventors: Vladimir Shatalin Sergey; Emil Kanellopoulos Sotiris
Original assignee: Fotech Solutions Ltd
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2018-10-09
Also published as: NO340635B1; JP5273483B2; RU2464542C2; EP2084505B1; US20110199607A1; EP2084505A1; BRPI0718599A2; NO20092814L; US8264676B2; RU2009121562A; JP2010509580A; GB2443661A; WO2008056143A1; GB2443661B; GB0622207D0

Description

(54) Título: APARELHO DE REFLECTOMETRIA ÓTICA DE DOMÍNIO DO TEMPO SENSÍVEL À FASE E MÉTODO PARA A DETECÇÃO DE UMA PERTURBAÇÃO NA FASE DE LUZ SE PROPAGANDO EM UMA GUIA DE ONDA (51) lnt.CI.: G01M 11/00 (30) Prioridade Unionista: 08/11/2006 GB 06 22207.9 (73) Titular(es): FOTECH SOLUTIONS LIMITED (72) Inventor(es): SERGEY VLADIMIR SHATALIN; SOTIRIS EMIL KANELLOPOULOS (85) Data do Início da Fase Nacional: 08/05/2009

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “APARELHO DE REFLECTOMETRIA ÓTICA DE DOMÍNIO DO

TEMPO SENSÍVEL À FASE E MÉTODO PARA A DETECÇÃO DE

UMA PERTURBAÇÃO NA FASE DE LUZ SE PROPAGANDO EM

UMA GUIA DE ONDA”.

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um aparelho e a um método para a detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda ótica. Mais particularmente, mas não exclusivamente, a invenção se refere a melhoramentos na Reflectometria Ótica de Domínio de Tempo (OTDR) para a detecção de uma perturbação variável no tempo induzida externamente na fase de luz se propagando em uma fibra ótica de monomodo.

Antecedentes da Invenção [002] A OTDR é uma técnica estável para a análise da propagação de luz em uma fibra ótica. Na indústria de telecomunicações, a técnica é amplamente usada para a detecção e a localização de danos em fibras óticas. A quantidade de luz de Rayleigh retrodifundida em uma fibra ótica conforme um pulso de luz viaja ao longo da fibra pode ser detectada usando-se um fotodetector disposto na extremidade da fibra ótica na qual o pulso de luz é transmitido. Uma análise de um sinal gerado pelo fotodetector representativo da luz retrodifundida detectada ao longo do tempo pode permitir a determinação de uma distribuição espacial da quantidade de luz retrodifundida em pontos diferentes ao longo da fibra. Conforme mais luz é absorvida ou retrodifundida em localizações de danos ou similares, estas localizações podem ser identificadas a partir da distribuição espacial determinada.

[003] Uma técnica relacionada, conhecida como OTDR sensível à fase, reconhece que quando o pulso de luz é coerente e se propaga

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2/23 em uma fibra ótica de monomodo, as componentes da luz de Rayleigh retrodifundida a partir do pulso de luz interferem com cada outra para a geração de um assim denominado padrão de speckle (radiação espalhada na forma de um granulado ótico) temporal no fotodetector. A intensidade do padrão de speckle temporal em qualquer dado momento depende das diferenças de fase entre as diferentes componentes da luz de Rayleigh retrodifundida chegando ao fotodetector naquele momento. Estas componentes foram retrodifundidas a partir do pulso de luz quando ele estava em uma localização espacial correspondente na fibra. Conseqüentemente, a intensidade momentânea do padrão de speckle temporal depende das condições afetando a fase de luz através da extensão espacial do pulso de luz naquela localização, por exemplo, o índice de refração local da fibra. Qualquer variação local nestas condições entre pulsos de luz sucessivos resultará em uma diferença entre as intensidades momentâneas dos padrões de speckle temporais dos respectivos pulsos de luz correspondentes àquela localização. Uma comparação dos sinais gerados pelo fotodetector para pulsos de luz 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.

[004] É bem conhecido que, para uma OTDR convencional, o padrão de speckle temporal gerado por qualquer componente coerente do pulso de luz constitui um ruído detectado no sinal de fotodetector desejado, o que, na ausência de danos ou similares, deve representar, de modo ideal, uma distribuição espacial suave da luz retrodifundida. Geralmente, os pulsos de luz usados para OTDR convencional, portanto, são razoavelmente incoerentes, tendo larguras espectrais maiores do que em torno de 500 GHz. Isto reduz a contribuição

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3/23 relativa do padrão de speckle temporal para a intensidade da luz retrodifundida recebida no fotodetector. Por outro lado, para uma OTDR sensível à fase, a luz retrodifundida de qualquer componente incoerente dos pulsos de luz coerentes não contribui para o padrão de speckle temporal e, portanto, reduz o nível do sinal desejado na comparação desejada entre sinais de fotodetector para pulsos de luz sucessivos. A comparação ou o sinal de diferença deve representar, de modo ideal, apenas mudanças nas condições afetando uma fase através da extensão espacial dos pulsos de luz 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 luz incoerente é indesejável.

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

[006] Um problema com esta implementação é que fontes baratas de luz muito coerente não estão prontamente disponíveis. Fontes de luz feitas sob encomenda foram projetadas para se tentar à adequação de exigências de coerência da Patente U.S. N° 5.194.847 e o artigo acima, por exemplo, conforme descrito no artigo Spectrally

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Stable Er-Fibre Laser for Application in Phase Sensitive Optical TimeDomain Reflectometry, Kyoo Nam Choi et al, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 15, N° 3, março de 2003, mas 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 luz mude demais entre pulsos de luz sucessivos, falsas diferenças entre sinais de fotodetector sucessivos poderão ser geradas. Naturalmente, isto limita a efetividade da técnica.

[007] Um outro problema é que a potência de pulsos de luz que podem ser lançados na fibra ótica a partir de fontes de luz coerentes é limitada por vários fenômenos, particularmente os assim denominados efeitos não lineares. Notadamente, uma dispersão de Brillouin faz com que a luz seja retrodifundida de forma inelástica (por exemplo, convertida em luz se propagando 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 potências de pulso de luz, mas por um dado limite de potência ela aumenta significativamente. De forma crucial, este limite de potência depende da largura espectral do pulso de luz. Para um pulso de luz tendo uma largura espectral menor do que em torno de 17 MHz e um comprimento de onda de em torno de 1550 nm viajando em uma fibra ótica de modo único de 10 km de comprimento feita de sílica, o limite de potência é de em torno de 5 mW. Portanto, isto limita a potência dos pulsos de luz usados na implementação descrita na Patente U.S. N° 5.194.847 e no artigo acima. Contudo, será apreciado que há uma exigência para que o fotodetector receba tanta luz retrodifundida quanto possível, de modo a gerar um sinal útil. Assim, as implementações descritas na Patente U.S. N° 5.194.847 e no artigo acima tentam se adequar a esta necessidade pelo aumento da

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5/23 duração dos pulsos de luz, ao invés da potência dos pulsos de luz. De fato, na Patente U.S. N° 5.194.847, os pulsos de luz são descritos como sendo de aproximadamente 100 ns de duração, e na versão melhorada da técnica descrita no artigo os pulsos de luz são descritos como sendo de 2 ps de duração.

[008] Será entendido que a localização de uma perturbação na propagação de luz na fibra ótica pode ser resolvida apenas para a extensão espacial do pulso de luz na fibra, já que a intensidade do padrão de speckle temporal em qualquer dado momento constitui a interferência de soma da luz retrodifundida de cada ponto espacial no pulso de luz em um momento associado. A extensão espacial dos pulsos de luz, portanto, define a resolução espacial máxima possível da técnica. Um pulso de luz de 2 ps de duração tem uma extensão espacial de em torno de 200 m, significando que a resolução espacial máxima possível da técnica descrita no artigo acima é de 200 m. Isto está longe do ideal.

[009] Uma forma de melhoria da resolução espacial sem aumento da potência dos pulsos de luz é usar os pulsos de luz de duração mais curta, mas sinais de fotodetector médios gerados pela luz retrodifundida a partir de vários dos pulsos de luz para a geração de um sinal mais forte e, então, realizar 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, mudanças nas influências externas na fibra ótica. Mais ainda, torna-se impossível resolver mudanças que são mais rápidas do que a duração do tempo de cálculo de média. Aplicações tais como a detecção de ondas acústicas e assim por diante, portanto, não podem ser realizadas.

[0010] A presente invenção visa suplantar estes problemas. Sumário da Invenção

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6/23 [0011] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um aparelho para a detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda ótica, o aparelho compreendendo:

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

um fotodetector para a geração de sinais representando a intensidade de luz distribuída no tempo dispersa para trás na guia de onda conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda;e um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda, onde os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.

[0012] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provido um método de detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda ótica, o método compreendendo:

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

a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda; e a comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme os respectivos pulsos de luz viajarem ao longo da guia de onda, onde os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100

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GHz.

[0013] Assim, a invenção reconhece que pode ser mais efetivo realizar uma OTDR sensível à fase usando pulsos de luz parcialmente coerentes ao invés de pulsos de luz muito coerentes. Uma comparação dos sinais representando a intensidade da luz retrodifundida de pulsos de luz parcialmente coerentes permite uma boa visibilidade de mudanças na taxa de mudança de fase de luz se propagando ao longo da guia de onda entre pulsos de luz 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 melhor resolução espacial e uma resposta mais rápida do que a obtenível a partir de pulsos de luz muito coerentes.

[0014] De modo importante, a largura espectral dos pulsos de luz definidos pela invenção significa que os efeitos potenciais de difusão de Brillouin são significativamente reduzidos em comparação com os pulsos óticos mais estreitos em termos espectrais usados na técnica anterior. De modo ideal, a largura espectral dos pulsos de luz deve ser maior do que a largura de banda 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 luz enviados ao longo da guia de onda preferencialmente têm uma largura espectral da ordem de em torno de 1 GHz a 10 GHz ou, de forma mais ideal, os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda têm uma largura espectral de em torno de 7,5 GHz. Isto permite que os pulsos de luz tenham uma potência maior do que aquelas usadas na técnica anterior. Tipicamente, a potência dos pulsos de luz é da ordem de em torno de 0,1 W e 10 W ou, de forma mais ideal, de em torno de 2 W. Também permite que pulsos de luz sejam mais curtos, por exemplo, tenham um comprimento espacial da ordem de em torno de 1 m e 100 m, preferencial mente da ordem de em torno de 1 m e 10 m ou, de modo ideal, de em torno de 1 m.

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8/23 [0015] De forma útil, a largura espectral dos pulsos de luz é definida pela filtração da luz extraída pela fonte de luz. Mais especificamente, o aparelho pode compreender, ainda, um filtro ótico para a filtração da luz 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 método ainda pode compreender a filtração da luz, antes de ela atingir o fotodetector, 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 filtração convencional para a eliminação de uma emissão espontânea ou similar, o que está fora do espectro principal de luz emitida por uma fonte de luz. Aqui, de forma importante, o espectro principal de luz emitida pela fonte de luz é estreitado. Em outras palavras, a largura de linha da luz é reduzida.

[0016] 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 luz se propagando em uma guia de onda ótica, o aparelho compreendendo:

um fotodetector para a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda;

um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme os respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda; e um filtro ótico para a filtração da luz, antes de ela atingir o fotodetector;

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9/23 onde a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz.

[0017] Também, de acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é provido um método para a detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda ótica, o método compreendendo:

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

a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda;

a comparação dos sinais para a identificação das diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda, conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda; e a filtração da luz antes de atingir o fotodetector;

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

[0018] Preferencialmente, o filtro ótico é posicionado de modo a filtrar a luz retrodifundida. Isto é vantajoso, já que permite que a largura espectral da luz viajando na guia de onda ótica seja maior do que aquela da luz retrodifundida detectada. Como a largura espectral está relacionada à coerência, a filtração pode garantir que a luz detectada seja suficientemente coerente para que o padrão de speckle temporal seja detectado. Ao mesmo tempo, a luz viajando na guia de onda pode ser relativamente ampla em termos espectrais, de modo que efeitos não lineares na guia de onda ótica, tal como uma difusão de Brillouin, possam ser reduzidos.

[0019] As modalidades preferidas da invenção são descritas abaixo, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos associados.

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Breve Descrição dos Desenhos [0020] 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 comprimentos de onda da luz passada por um outro filtro ótico do aparelho de OTDR ilustrado na figura 1;

a figura 2B é uma representação gráfica da banda de comprimentos de onda da luz 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 luz 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 comprimentos de onda da luz passada por um filtro ótico reticulado de Bragg de fibra comparados com comprimentos de onda de um pulso de luz 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 luz recebida em um fotodetector do aparelho de OTDR mostrado na figura 1 para pulsos de luz 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 luz 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 segunda modalidade preferida da invenção.

Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas [0021] Com referência à figura 1, um aparelho de Reflectometria

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11/23 de Domínio de Tempo Ótica (OTDR) 1 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção tem uma fonte de luz que compreende um diodo a laser de retorno distribuído (DFB) 2 para a transmissão de pulsos de luz ao longo de uma fibra ótica de monomodo 3. Os diodos a laser de DFB são comuns em redes de telecomunicação multiplexadas de divisão de comprimento de onda (WDM) óticas e, nesta modalidade, o diodo a laser de DFB 2 é do 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 luz que ele transmite. O elemento de 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 luz possa ser ajustado. Tipicamente, o comprimento de onda dos pulsos de luz 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 ITU (International Telecommunication Union) padronizado, ou de em torno de 1550 nm nesta modalidade da invenção.

[0022] 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 luz para a cavidade de laser do diodo a laser de DFB 2, que surge de reflexões de conector ou similares durante 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 intensificador, isto é, um amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) que amplifica os pulsos de luz com um ganho ótico típico entre em torno de 20 e 25 dB. A

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12/23 saída do primeiro amplificador ótico 6 é conectada a um primeiro filtro 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 geralmente compreende luz a comprimentos de onda acima e abaixo do espectro principal dos pulsos de luz extraídos pelo diodo a laser de DFB 2. A saída do primeiro filtro ótico 7 é conectada a um acoplador ótico 8 para direcionamento dos pulsos de luz 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, 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.

[0023] O acoplador ótico 8 também é disposto de modo que a luz 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 os pulsos de luz 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 préamplificadores, são EDFAs similares ao primeiro amplificador ótico 6 mencionado acima. Cada um deles pode amplificar a luz retrodifundida de Rayleigh recebida a partir da fibra ótica 3 com um ganho ótico entre em torno de 20 e 25 dB, mas eles têm um ruído mais baixo do que o primeiro amplificador 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).

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13/23 [0024] O estágio de amplificação é conectado à saída da luz retrodifundida 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, circundado 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 luz que ele deixa passar, permaneça tão constante quanto possível. A temperatura 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 comprimento de onda selecionada dos pulsos de luz emitidos pelo diodo a laser de DFB 2 combine com a banda de comprimentos de onda de luz passada pelo filtro de FBG 12, conforme discutido em maiores detalhes abaixo.

[0025] A luz extraída pelo filtro de FBG 12 é dirigida, através do circulador de 3 portas 13 para um fotodetector 14. O fotodetector 14 nesta modalidade 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 luz do filtro de FBG 12, gera um sinal eletrônico analógico representativo da intensidade da luz recebida. O fotodetector 14 é conectado a uma 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 luz sucessivos, se requerido, sob o controle de um computador 16, para o qual a placa de digitalização 15 também

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14/23 extrai o sinal digital.

[0026] O computador 16 tem um processador (não-mostrado) para a determinação e um visor 17 para a exibição de uma representação de diferenças entre os sinais digitais recebidos a partir da placa de digitalização 15 representando a intensidade (média) de luz recebida pelo fotodetector 14, como resultado da retrodifusão de Rayleigh na fibra ótica 3 a partir de pulsos de luz sucessivos. O visor usualmente mostra esta informação de diferença graficamente como uma magnitude de diferença versus a distância ao longo da fibra ótica 3. A informação também pode ser armazenada em um dispositivo de memória adequado (não-mostrado) do computador 16.

[0027] 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 cenário 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 luz tendo uma duração entre em torno de 1 ns e em torno de 100 ns. Nesta modalidade, os pulsos de luz 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 modulação do sistema, é determinada pelo tempo que o pulso de luz gasta para viajar até a extremidade distante da fibra ótica 3 e a luz de Rayleigh retrodifundida a partir do pulso de luz para retornar da extremidade distante da fibra ótica 3, por exemplo, o tempo de ida e volta da luz no comprimento inteiro da fibra 3. Em outras palavras, a luz retrodifundida de cada pulso de modo ideal deve ser recebida pelo

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15/23 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 adequada, portanto, é de em torno de 10 kHz. Esta freqüência define a taxa máxima na qual o computador 16 pode determinar e exibir a informação de diferença, por exemplo, a freqüência de medição máxima do aparelho 1. Qualquer cálculo de média realizado pela placa de digitalização 15 reduz a freqüência de medição, com a freqüência de medição sendo inversamente proporcional ao número de pulsos de luz 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, um acelerômetro, um sismógrafo ou similar.

[0028] 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 luz 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 largura espectral dos pulsos de luz é consideravelmente maior e a coerência temporal dos pulsos de luz emitidos é consideravelmente menor. Há uma limitação fundamental que qualquer pulso de luz 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 luz de 10 ns usados aqui, portanto, têm uma largura espectral teórica de 0,1 GHz (1 pm) e uma coerência temporal teórica máxima 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 cavidade 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 formada, levando a um chirp na

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16/23 freqüência do pulso de luz de saída. Assim, com referência à figura 3, pode ser visto que o comprimento de onda de um pulso de luz 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 deslocamento de azul de um comprimento de onda mais longo para um comprimento de onda mais curto por em torno de 0,1 ns, conforme mostrado pela 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 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 luz 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 luz 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.

[0029] Contudo, os filtros óticos 7, 10 e o filtro de FBG 12 reduzem a largura espectral de luz recebida no fotodetector 14. Como o filtro de FBG 12 tem a largura espectral mais estreita, a redução na largura espectral é governada 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 comprimentos de onda de luz passada pelo filtro de FBG 12, mostrada pela linha 23, é bem mais estreita do que a faixa plena de comprimentos de onda de luz presente no pulso de luz, conforme ele viaja ao longo da fibra ótica 3, mostrado

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17/23 pela linha 24. De fato, nesta modalidade, pode ser visto que a largura espectral do filtro de FBG 12 é de em torno de um quinto da largura espectral do pulso de luz 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 luz conforme emitido pelo diodo a laser de DFB 2 e a luz de Rayleigh retrodifundida na fibra ótica 3).

[0030] Em maiores detalhes, a figura 3 mostra uma relação ótima entre a banda de comprimentos de onda de luz passada pelo filtro de FBG 12, mostrado como uma banda sombreada 25 e a faixa de comprimentos de onda do pulso de luz emitida pelo diodo a laser de DFB 2. A banda de comprimentos de onda de luz passada pelo filtro de FBG 12 está relacionada à faixa de comprimentos de onda do pulso de luz 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 em direção ao meio da duração de pulso, quando o pulso também tende a ter uma potência máxima.

[0031] Como uma conseqüência da redução da largura espectral da luz 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 espectral de 7,5 GHz (0,06 nm), de modo que a coerência temporal da luz recebida no fotodetector 14 seja de em torno de 100 ps, o que é significativamente 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 luz chegando ao fotodetector 14, ao invés da luz viajando ao longo da fibra ótica 3, determina a quantidade de luz detectada que está relacionada de forma coerente e pode contribuir para o padrão de speckle temporal comparado à quantidade de luz detectada que não está relacionada de forma coerente e,

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18/23 portanto, contribui para uma redução na visibilidade do padrão de speckle temporal. A relação destas quantidades pode ser definida como um parâmetro de visibilidade Vi. Este parâmetro de visibilidade Vi é analisado estatisticamente no artigo Characteristics and Reduction of Coherent Fading Noise in Rayleigh Backscattering Measurement for Optical Fibres and Components, Shimizu et al, Journal of Lightware Technology, Vol. 10, N° 7, p. 982 (1992). Pode ser prontamente apreciado que para uma luz completamente coerente, o parâmetro de visibilidade Vi é 1. Conforme a coerência da luz diminui, assim o faz o parâmetro de visibilidade Vi. Para a luz recebida no fotodetector 14 nesta modalidade, o parâmetro de visibilidade Vi é de em torno de 0,133. Mas geralmente, em outras modalidades da invenção, o parâmetro de visibilidade Vi está entre em torno de 0,04 e 0,26.

[0032] A função densidade de probabilidade P(l) da intensidade de luz recebida no fotodetector 14 (devido à retrodifusão de Rayleigh) pode ser expressa em termos do parâmetro de visibilidade Vi pela equação a seguir:

[0033] Isto é ilustrado graficamente na figura 5 para vários valores do parâmetro de visibilidade Vi. Pode ser visto que quando o parâmetro de visibilidade Vi é 1, a função densidade de probabilidade P(l) está em um máximo em uma intensidade normalizada de zero e diminui conforme a intensidade normalizada aumenta de zero para valores mais altos, conforme mostrado pela inclinação 26. Quando o parâmetro de visibilidade Vi é tem valores sucessivamente mais baixos de 0,707, 0,5, 0,316 e 0,133, conforme mostrado pelas inclinações 27, 28 e 30, respectivamente, a função densidade de probabilidade P(l)

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19/23 crescentemente assume a forma de uma distribuição 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 da presente invenção, a faixa de variação na intensidade de luz recebida no fotodetector 14 em uma distribuição de restrita a normal e é menor do que aquela a qual estaria presente se a luz fosse plenamente coerente.

[0034] De modo a detectar com sucesso o padrão de speckle temporal e, daí, diferenças no padrão de speckle temporal geradas por pulsos de luz sucessivos, é importante que a faixa de variação de intensidade de luz recebida pelo fotodetector 14 devido ao padrão de speckle temporal seja maior do que um ruído no sinal extraído pelo fotodetector 14. A exigência é equivalente à condição que a relação de sinal para ruído (SNR) do aparelho 1 seja maior do que o recíproco do parâmetro de visibilidade Vi, por exemplo:

5M?> — [0035] O ruído surge do ruído ótico contribuído pelos amplificadores óticos 6, 9, 11 e assim por diante e pelo ruído elétrico introduzido pelo fotodetector 14. Mais especificamente, a SNR após a detecção da luz retrodifundida pelo fotodetector 14 pode ser expressa pela equação a seguir:

[ff¹ (ΛΖΕΡ)¹ + (jrçflF,,)³ âvj onde

em que Δ/ é a largura de banda de detecção eletrônica do

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20/23 fotodetector 14 (125 MHz nesta modalidade), R é o parâmetro de capacidade de resposta para o fotodetector 14, G é o ganho compósito dos dois amplificadores óticos 9, 11 do estágio de amplificação (tendo o ganho Gi e G2, respectivamente), P_s é a potência de sinal geral atingindo o fotodetector 14, NEP é a potência equivalente de ruído do fotodetector 14, q é a carga eletrônica, η é um parâmetro de eficiência de quantum para o fotodetector 14, F_n é o número de ruído efetivo dos dois amplificadores óticos 9, 11 do estágio de amplificação (tendo números de ruído efetivo de F_ni e F_n2, respectivamente), h é a constante de quantum (ou constante de Planck), v é a freqüência da luz recebida no fotodetector 14, e Av_opt é a largura espectral da luz recebida no fotodetector 14.

[0036] 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 luz após uma amplificação pelo primeiro amplificador ótico 6 ou intensificador). Mais especificamente, as SNR para potências de lançamento de pulso de 0,1 W, 0,5 W, 1 W e 2 W são mostradas pelas curvas 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 diferentes, de modo a se manter o nível de voltagem de saída do fotodetector 14 próximo da faixa de voltagem de entrada máxima (0,5 V) da placa de digitalização 15. O ganho compósito requerido não excedeu a um máximo de 38 dB para qualquer uma das curvas calculadas. Um pulso ótico único é considerado, sem um cálculo de média de sinal.

[0037] Pode ser visto a partir da figura 6 que para uma potência de

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21/23 lançamento de 1 W, uma SNR de em torno de 15 dB pode ser obtida. O logaritmo 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 extraído 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.

[0038] A liberdade de uso de pulsos óticos tendo uma potência de lançamento mais alta para aumento da SNR enquanto se mantém um parâmetro de visibilidade Vi relativamente alto é largamente provida pelo posicionamento 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 para um pulso ótico mais estreito em termos espectrais da mesma potência. Ao mesmo tempo, conforme a coerência temporal da luz retrodifundida chegando ao fotodetector 14 é aumentada pelo filtro de FBG 12, um parâmetro de visibilidade Vi relativamente alto pode ser mantido.

[0039] 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 luz retrodifundida chegando ao fotodetector 14 são substancialmente as mesmas. Com referência à figura 7, um aparelho de OTDR parcialmente coerente 38 de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção compreende muitos componentes similares ao aparelho de OTDR parcialmente coerente de acordo com a primeira modalidade da presente 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 laser de DFB 2 e a fibra ótica 3.

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Isto significa que o filtro de FBG 12 influencia a largura espectral dos pulsos de luz 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 luz retrodifundida antes de chegar ao fotodetector 14, os pulsos de luz de modo ideal devem ter uma duração mais longa de modo que luz suficiente seja retrodifundida a partir de cada pulso de luz para a geração de um sinal útil no fotodetector 14. De fato, os pulsos óticos tipicamente têm uma duração espacial de em torno de 50 a 100 m nesta segunda modalidade, quando nenhum cálculo de média é usado, o que limita a resolução espacial do aparelho 38.

[0040] 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 χ 10⁶ V/W e uma NEP de 0,34 pW/rtHz. Para pulsos de luz de duração 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 speckle temporal deve ser facilmente distinguível do ruído predito. [0041] Em uma outra versão da segunda modalidade, o fotodetector 14 é um fotodiodo de avalanche de InGaAs com um préamplificador 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 χ 10⁵ V/W e uma NEP de 0,13 pW/rtHz. Se a Largura de banda eletrônica for limitada para 700 kHz por um filtro de passa baixa, a SNR predita será de em torno de

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23/23 dB. De novo, como o logaritmo do recíproco do parâmetro de visibilidade Vi é equivalente a um nível de sinal de em torno de 18 dB, a SNRé em torno de 22 dB mais alta e o padrão de speckle temporal deve ser facilmente distinguível do ruído predito.

[0042] As modalidades descritas da invenção são apenas exemplos de como a invenção pode ser implementada. Modificações, variações e mudanças nas modalidades descritas ocorrerão àqueles tendo habilidades e conhecimento 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.

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1/6

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de reflectometria ótica de domínio do tempo sensível à fase disposto para detectar uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda ótica (3), o aparelho compreendendo:

uma fonte de luz (2) para o envio de pulsos de luz sucessivos ao longo da guia de onda (3);

um fotodetector (4) para a geração de sinais representando a intensidade de luz de padrão de speckle distribuída no tempo dispersa para trás na guia de onda (3) conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3);

caracterizado por, o aparelho ainda apresentando um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda (3), conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3), e onde os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda (3) têm uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda (3) terem uma largura espectral da ordem de em torno de 1 GHz a 10 GHz.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda (3) terem uma largura espectral de em torno de 7,5 GHz.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o comprimento espacial dos pulsos de luz ser da ordem de em torno de 1 m a 100 m.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o comprimento espacial dos pulsos de luz ser da ordem de em

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2/6 torno de 1 m a 10 m.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o comprimento espacial dos pulsos de luz ser de em torno de 1 m.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a potência de pulsos de luz ser da ordem de em torno de 0,1 W a 10 W.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a potência de pulsos de luz ser de em torno de 2 W.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o fotodetector (4) ter uma largura de banda eletrônica de em torno de 125 MHz.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender um filtro ótico para a filtração da luz antes de ela atingir o fotodetector (4), em que a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz (2).
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a largura de banda ótica do filtro ótico ser da ordem 0,1 GHz a 100 GHz.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a largura de banda ótica do filtro ótico ser da ordem 1 GHz a 10 GHz.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a largura de banda ótica do filtro ótico ser da ordem

7,5 GHz.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o filtro ótico ser posicionado para filtra a luz dispersa para trás.
15. Aparelho de reflectometria ótica de domínio do tempo sensível à fase disposto para detectar uma perturbação na fase de luz

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3/6 se propagando em uma guia de onda ótica (3), o aparelho compreendendo:

uma fonte de luz (2) para o envio de pulsos de luz sucessivos ao longo da guia de onda (3);

um fotodetector (4) para a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de luz padrão de speckle dispersa para trás na guia de onda (3), conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3);

caracterizado por, um processador para comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda (3), conforme os respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3); e um filtro ótico posicionado para a filtração da luz dispersa para trás, antes de ela atingir o fotodetector (4);

onde a largura de banda ótica do filtro ótico é menor do que a largura espectral da fonte de luz (2) e é da rodem de 0,1 GHz a 100 GHz.
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a largura de banda ótica do filtro ótico ser da ordem de em torno de 1 GHz a 10 GHz.
17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a largura de banda ótica do filtro ótico ser da ordem de 7,5 GHz.
18. Método para a detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda (3) usando reflectometria ótica de domínio do tempo sensível à fase, empregando o aparelho como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, o método compreendendo:

fazer com que a fonte de luz (2) envie pulsos de luz

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4/6 sucessivos ao longo da guia de onda (3);

a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de luz de padrão de speckle dispersa para trás na guia de onda (3), conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3); e a comparação dos sinais para a identificação de diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda (3), conforme os respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3), caracterizado por, os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda (3) terem uma largura espectral da ordem de em torno de 0,1 GHz a 100 GHz.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda (3) terem uma largura espectral da ordem de em torno de 1 GHz a 10 GHz.
20. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por os pulsos de luz enviados ao longo da guia de onda (3) têm uma largura espectral de em torno de 7,5 GHz.
21. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o comprimento espacial dos pulsos de luz ser da ordem de em torno de 1 m a 100 m.
22. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o comprimento espacial dos pulsos de luz ser da ordem de em torno de 1 m a 10 m.
23. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o comprimento espacial dos pulsos de luz ser de em torno de 1 m.
24. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a potência dos pulsos de luz ser da ordem de em

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5/6 torno de 0,1 W a 10 W.
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, em que a potência dos pulsos de luz é de em torno de 2 W.
26. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por os sinais serem gerados por um fotodetector (4) que tem uma largura de banda eletrônica de em torno de 125 MHz.
27. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender a filtração da luz antes da geração dos sinais, em que a largura de banda ótica da filtração é menor do que a largura espectral da fonte de luz (2).
28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por a largura de banda ótica da filtragem ser da ordem de 0,1 GHz a 100 GHz.
29. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por a largura de banda ótica da filtragem ser da ordem de 1 GHz a 10 GHz.
30. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por a largura de banda ótica da filtragem ser da ordem de 7,5 GHz.
31. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por a filtragem ser realizada na luz dispersa para trás.
32. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 31, caracterizado por ser empregado para a detecção de ondas acústicas.
33. Método para a detecção de uma perturbação na fase de luz se propagando em uma guia de onda (3) ótica usando reflectometria ótica de domínio do tempo sensível à fase, empregando o aparelho como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, o método compreendendo:

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6/6 fazer com que uma fonte de luz (2) envie pulsos de luz sucessivos ao longo da guia de onda (3);

usar um fotodetector (4) para a geração de sinais representando a intensidade distribuída no tempo de luz de padrão de speckle dispersa para trás na guia de onda (3), conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3);

a comparação dos sinais para a identificação das diferenças na intensidade de luz dispersa para trás na guia de onda (3), conforme respectivos pulsos de luz viajam ao longo da guia de onda (3);

caracterizado por, a filtração da luz dispersa para trás antes de atingir o fotodetector (4);

onde a largura de banda ótica da filtração é menor do que a largura espectral da fonte de luz (2) e é da ordem de 0,1 GHz a 100 GHz.
34. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por a largura de banda ótica da filtração ser da ordem de 1 GHz a 10 GHz.
35. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por a largura de banda ótica da filtração ser da ordem de de 7,5 GHz.
36. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por a filtração ser realizada na luz dispersa para trás.

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