JP2000352524A - 光ファイバセンサシステム - Google Patents
光ファイバセンサシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度雑音を除去し、複数のファイバグレーテ
ィングからの波長情報を高速で処理することが可能な光
ファイバセンサシステムを提供する。 【解決手段】 光ファイバセンサシステムの光源とし
て、光出力を一定に保ちながらクロック８に同期して波
長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源（白色光源
１、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９、光子数スクイ
ーザ１２）を用いて、光子流が一定で波長が掃引された
光をファイバグレーティング縦列接続体２の一端に入射
し、クロック８に同期して波長フレーム毎に反射光スペ
クトルと波長とを対応させてフレームメモリ１４に記憶
する。フレームメモリ１４のデータをクロック８に応じ
て転送してデータ解析装置１５で演算処理し、波長ずれ
等のセンサ情報を得る。
ィングからの波長情報を高速で処理することが可能な光
ファイバセンサシステムを提供する。 【解決手段】 光ファイバセンサシステムの光源とし
て、光出力を一定に保ちながらクロック８に同期して波
長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源（白色光源
１、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９、光子数スクイ
ーザ１２）を用いて、光子流が一定で波長が掃引された
光をファイバグレーティング縦列接続体２の一端に入射
し、クロック８に同期して波長フレーム毎に反射光スペ
クトルと波長とを対応させてフレームメモリ１４に記憶
する。フレームメモリ１４のデータをクロック８に応じ
て転送してデータ解析装置１５で演算処理し、波長ずれ
等のセンサ情報を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多地点の状態量をフ
ァイバグレーティング（Fiber Bragg Grating:FBG)の反
射波長の変化から高感度に検出する光ファイバセンサシ
ステムに関し、時間的に高速に変化する情報を検出でき
るように工夫したものである。
ァイバグレーティング（Fiber Bragg Grating:FBG)の反
射波長の変化から高感度に検出する光ファイバセンサシ
ステムに関し、時間的に高速に変化する情報を検出でき
るように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】ファイバグレーティング（FBG)とは、光
ファイバの光軸方向に屈折率が周期的に変化する部分を
付与してブラッグ格子を形成したファイバであり、ブラ
ッグ格子の周期に対応した反射中心波長（ブラッグ反射
波長）を持つ。ファイバグレーティングでは、応力を付
与してファイバを強制的に伸ばして格子の周期を変えた
り、温度を変化させて光ファイバの熱膨張により格子の
周期を変えたりすることにより、ブラッグ反射波長を変
えることができる。
ファイバの光軸方向に屈折率が周期的に変化する部分を
付与してブラッグ格子を形成したファイバであり、ブラ
ッグ格子の周期に対応した反射中心波長（ブラッグ反射
波長）を持つ。ファイバグレーティングでは、応力を付
与してファイバを強制的に伸ばして格子の周期を変えた
り、温度を変化させて光ファイバの熱膨張により格子の
周期を変えたりすることにより、ブラッグ反射波長を変
えることができる。
【０００３】ファイバグレーティング・センサ(FBGセン
サ）はファイバグレーティングのブラッグ反射波長の変
化を検出することによりファイバグレーティング周囲の
圧力や温度の変化を検出するセンサであり、異なるブラ
ッグ反射波長を持つファイバグレーティングをカスケー
ド接続（従続接続）してそれらを測定対象に対して分布
させて配置することにより、ファイバグレーティング従
続接続体の一端で、複数のファイバグレーティングのブ
ラッグ反射波長を一括して検出することができる。
サ）はファイバグレーティングのブラッグ反射波長の変
化を検出することによりファイバグレーティング周囲の
圧力や温度の変化を検出するセンサであり、異なるブラ
ッグ反射波長を持つファイバグレーティングをカスケー
ド接続（従続接続）してそれらを測定対象に対して分布
させて配置することにより、ファイバグレーティング従
続接続体の一端で、複数のファイバグレーティングのブ
ラッグ反射波長を一括して検出することができる。
【０００４】図６に、ファイバグレーティングを利用し
た従来の光ファイバセンサシステムの典型的な構成例を
示す。図６に示す光ファイバセンサシステムは、広帯域
の白色光源１と、従続接続されたファイバグレーティン
グ（FBG)２1,２2 …２N と、光サーキュレータ３と、光
スペクトルアナライザ４からなる。各ファイバグレーテ
ィング２1,２2 …２N のブラッグ反射波長をλ1,λ2 …
λN とする。白色光源１からの光は、光サーキュレータ
３を通ってファイバグレーティング従続接続体２の一端
に入射し、各ファイバグレーティング２1,２2 …２N か
らの反射光は光サーキュレータ３の入射端（入射ポー
ト）から分離して光スペクトルアナライザ４に入射す
る。光スペクトルアナライザ４は入射した反射光のスペ
クトルを一括解析して、各ファイバグレーティング２1,
２2 …２N 近傍の圧力や温度を検出する。図６中、５は
反射防止端であり、ファイバグレーティング従続接続体
２の他端に設けられている。
た従来の光ファイバセンサシステムの典型的な構成例を
示す。図６に示す光ファイバセンサシステムは、広帯域
の白色光源１と、従続接続されたファイバグレーティン
グ（FBG)２1,２2 …２N と、光サーキュレータ３と、光
スペクトルアナライザ４からなる。各ファイバグレーテ
ィング２1,２2 …２N のブラッグ反射波長をλ1,λ2 …
λN とする。白色光源１からの光は、光サーキュレータ
３を通ってファイバグレーティング従続接続体２の一端
に入射し、各ファイバグレーティング２1,２2 …２N か
らの反射光は光サーキュレータ３の入射端（入射ポー
ト）から分離して光スペクトルアナライザ４に入射す
る。光スペクトルアナライザ４は入射した反射光のスペ
クトルを一括解析して、各ファイバグレーティング２1,
２2 …２N 近傍の圧力や温度を検出する。図６中、５は
反射防止端であり、ファイバグレーティング従続接続体
２の他端に設けられている。
【０００５】図７を参照して、光スペクトルアナライザ
４によるファイバグレーティングの反射光の一括スペク
トル解析例を説明する。光スペクトルアナライザ４は状
態変化前の反射スペクトル６1,６2 …６N を記憶してお
き、状態変化後の反射スペクトル７1,７2 …７N を比較
解析することにより、ブラッグ反射波長の変化Δλ1,Δ
λ2 …ΔλN を知り、各ファイバグレーティング２1,２
2 …２N 近傍の圧力や温度を検出する。
４によるファイバグレーティングの反射光の一括スペク
トル解析例を説明する。光スペクトルアナライザ４は状
態変化前の反射スペクトル６1,６2 …６N を記憶してお
き、状態変化後の反射スペクトル７1,７2 …７N を比較
解析することにより、ブラッグ反射波長の変化Δλ1,Δ
λ2 …ΔλN を知り、各ファイバグレーティング２1,２
2 …２N 近傍の圧力や温度を検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ファ
イバセンサシステムで光源として用いられている白色光
源１はランダムな自然光に基づくものであるため、ファ
イバグレーティングによる反射光は白色光源１の狭帯域
スペクトルスライスと同様に、光子統計に基づく分配強
度雑音を有し、ファイバグレーティングの反射帯域幅の
低減に対応して強度雑音が増大する。つまり、白色光源
１はランダムな波長の光子を時間的にランダムに出すも
のであるから、白色光源１に対して時間と波長のフィル
タをかけてみると、フィルタを通ってきた光子の数は一
定ではなく、図９（ａ）に示すように揺らぐ。このフィ
ルタの波長幅を小さくすればするほど、光子の数の分散
（揺らぎ）が大きくなる。この揺らぎが強度雑音であ
り、図８（ｂ）に示すようにファイバグレーティングの
反射帯域幅を狭くすればするほど強度雑音が大きくな
る。
イバセンサシステムで光源として用いられている白色光
源１はランダムな自然光に基づくものであるため、ファ
イバグレーティングによる反射光は白色光源１の狭帯域
スペクトルスライスと同様に、光子統計に基づく分配強
度雑音を有し、ファイバグレーティングの反射帯域幅の
低減に対応して強度雑音が増大する。つまり、白色光源
１はランダムな波長の光子を時間的にランダムに出すも
のであるから、白色光源１に対して時間と波長のフィル
タをかけてみると、フィルタを通ってきた光子の数は一
定ではなく、図９（ａ）に示すように揺らぐ。このフィ
ルタの波長幅を小さくすればするほど、光子の数の分散
（揺らぎ）が大きくなる。この揺らぎが強度雑音であ
り、図８（ｂ）に示すようにファイバグレーティングの
反射帯域幅を狭くすればするほど強度雑音が大きくな
る。
【０００７】図８は分配強度雑音の特性を説明するため
のものであり、同図８（ａ）は波長−スペクトル密度の
関係における中心波長λi と半値全幅FWHM(Full Width
at Falf Maximum)を示し、同図８（ｂ）はファイバグレ
ーティングの半値全幅FWHM（反射帯域幅）と光強度の分
散（強度雑音）との関係を示している。
のものであり、同図８（ａ）は波長−スペクトル密度の
関係における中心波長λi と半値全幅FWHM(Full Width
at Falf Maximum)を示し、同図８（ｂ）はファイバグレ
ーティングの半値全幅FWHM（反射帯域幅）と光強度の分
散（強度雑音）との関係を示している。
【０００８】図８（ｂ）に示すように、ファイバグレー
ティングの反射帯域幅が狭くなるのに伴って、光の強度
分布の平均値からの分散が大きくなり、これに対応して
強度雑音が大きくなる。
ティングの反射帯域幅が狭くなるのに伴って、光の強度
分布の平均値からの分散が大きくなり、これに対応して
強度雑音が大きくなる。
【０００９】図９は白色光源１を利用する従来法を用い
た場合に、ファイバグレーティングの反射光に対して時
間領域の光スペクトル解析を行った場合に現れる強度雑
音を説明したものであり、同図９（ａ）は時間と光強度
の関係並びに波長と光強度の関係を示し、同図９（ｂ）
は時間分解スペクトル密度を示している。
た場合に、ファイバグレーティングの反射光に対して時
間領域の光スペクトル解析を行った場合に現れる強度雑
音を説明したものであり、同図９（ａ）は時間と光強度
の関係並びに波長と光強度の関係を示し、同図９（ｂ）
は時間分解スペクトル密度を示している。
【００１０】図９（ｂ）に示すように、分配強度雑音の
ために、高速に光スペクトル解析をした場合、解析した
波形の強度に大きなバラツキが生じる。つまり、高速に
光スペクトル解析した結果を、周期Ｔの波長フレーム毎
に列記していくと、強度雑音により、ファイバグレーテ
ィングからの反射光を殆ど検出しない波長フレームが出
現する確率が存在する。これは、高速の光スペクトル解
析が困難であることを意味し、従来法では、ブラッグ反
射波の中心波長を高速に決定することができない。つま
り、時間的に高速に変化する情報を検出することができ
ない。
ために、高速に光スペクトル解析をした場合、解析した
波形の強度に大きなバラツキが生じる。つまり、高速に
光スペクトル解析した結果を、周期Ｔの波長フレーム毎
に列記していくと、強度雑音により、ファイバグレーテ
ィングからの反射光を殆ど検出しない波長フレームが出
現する確率が存在する。これは、高速の光スペクトル解
析が困難であることを意味し、従来法では、ブラッグ反
射波の中心波長を高速に決定することができない。つま
り、時間的に高速に変化する情報を検出することができ
ない。
【００１１】本発明の課題は、強度雑音を除去し、複数
のファイバグレーティングからの波長情報を高速で処理
することが可能な高度な光ファイバセンサシステムを提
供することにある。
のファイバグレーティングからの波長情報を高速で処理
することが可能な高度な光ファイバセンサシステムを提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の光ファイバセンサシステムは、異なるブラッグ反射
波長を持つファイバグレーティングを縦列接続し、この
縦列接続体の一端で、圧力または温度により変化するブ
ラッグ反射波長を一括して検出する光ファイバセンサシ
ステムにおいて、光出力を一定に保ちながらクロックに
同期して波長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源
と、前記クロックに同期して波長フレーム毎に反射光ス
ペクトルと波長とを対応させて記憶するフレームメモリ
と、このフレームメモリのデータを前記クロックに応じ
て転送して演算処理するデータ解析装置を具備すること
を特徴とするものである。
明の光ファイバセンサシステムは、異なるブラッグ反射
波長を持つファイバグレーティングを縦列接続し、この
縦列接続体の一端で、圧力または温度により変化するブ
ラッグ反射波長を一括して検出する光ファイバセンサシ
ステムにおいて、光出力を一定に保ちながらクロックに
同期して波長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源
と、前記クロックに同期して波長フレーム毎に反射光ス
ペクトルと波長とを対応させて記憶するフレームメモリ
と、このフレームメモリのデータを前記クロックに応じ
て転送して演算処理するデータ解析装置を具備すること
を特徴とするものである。
【００１３】即ち、一定の光子流を与え且つ波長をクロ
ックに同期して掃引する同期掃引波長可変安定化光源か
ら波長が掃引された光を、ファイバグレーティング従続
接続体へ入射し、その反射光をクロックに同期してフレ
ームメモリに記憶し、フレームメモリからデータ解析装
置に一括してデータ伝送してデータ解析装置で解析処理
を行う。
ックに同期して掃引する同期掃引波長可変安定化光源か
ら波長が掃引された光を、ファイバグレーティング従続
接続体へ入射し、その反射光をクロックに同期してフレ
ームメモリに記憶し、フレームメモリからデータ解析装
置に一括してデータ伝送してデータ解析装置で解析処理
を行う。
【００１４】同期掃引波長可変安定化光源は、一定の光
子流を与えることから、図４（ａ）に示すように、時間
に対して一定の光強度を与えることができる。また、波
長は、図４（ｃ）に示す制御用のフレーム同期信号に合
わせて、波長フレームの周期Ｔ毎に、図４（ｂ）に示す
ように例えばλA からλB までＴｓの時間内に一定に変
化することあできる。このような光子流が一定で波長掃
引された光をファイバグレーティング従続接続体に入射
し、その反射強度をフレーム同期信号に同期して検出す
ると、図５に示すように、強度雑音を除去して各波長フ
レーム毎に各ファイバグレーティングからの反射光のス
ペクトルを確実に検出することが可能となる。従って、
高速の光スペクトル解析ができるから、複数のファイバ
グレーティングからの波長情報を高速で処理することが
可能となる。
子流を与えることから、図４（ａ）に示すように、時間
に対して一定の光強度を与えることができる。また、波
長は、図４（ｃ）に示す制御用のフレーム同期信号に合
わせて、波長フレームの周期Ｔ毎に、図４（ｂ）に示す
ように例えばλA からλB までＴｓの時間内に一定に変
化することあできる。このような光子流が一定で波長掃
引された光をファイバグレーティング従続接続体に入射
し、その反射強度をフレーム同期信号に同期して検出す
ると、図５に示すように、強度雑音を除去して各波長フ
レーム毎に各ファイバグレーティングからの反射光のス
ペクトルを確実に検出することが可能となる。従って、
高速の光スペクトル解析ができるから、複数のファイバ
グレーティングからの波長情報を高速で処理することが
可能となる。
【００１５】前記同期掃引波長可変安定化光源として
は、例えば、白色光源と、電気信号に同期して波長を掃
引する同期掃引誘電体多層膜光フィルタと、線形光増幅
器及び飽和利得特性を有する半導体光増幅器から構成さ
れる一定の光子流を与える光子数スクイーザとを具備す
る光源、あるいは、白色光源と、電気信号に同期して波
長を掃引する音響光学光フィルタと、線形光増幅器及び
飽和利得特性を有する半導体光増幅器から構成される一
定の光子流を与える光子数スクイーザとを具備する光
源、あるいは、白色光源と、電気信号に同期して波長を
掃引する同期掃引誘電体多層膜光フィルタと、線形光増
幅器及び飽和利得特性を有する半導体光増幅器から構成
される一定の光子流を与える光子数スクイーザと、前記
同期掃引誘電体多層膜光フィルタ及び前記光子数スクイ
ーザを含む光ループとを具備し、前記光ループから単色
光子数スクイズド光を発生する光源を用いることが可能
である。
は、例えば、白色光源と、電気信号に同期して波長を掃
引する同期掃引誘電体多層膜光フィルタと、線形光増幅
器及び飽和利得特性を有する半導体光増幅器から構成さ
れる一定の光子流を与える光子数スクイーザとを具備す
る光源、あるいは、白色光源と、電気信号に同期して波
長を掃引する音響光学光フィルタと、線形光増幅器及び
飽和利得特性を有する半導体光増幅器から構成される一
定の光子流を与える光子数スクイーザとを具備する光
源、あるいは、白色光源と、電気信号に同期して波長を
掃引する同期掃引誘電体多層膜光フィルタと、線形光増
幅器及び飽和利得特性を有する半導体光増幅器から構成
される一定の光子流を与える光子数スクイーザと、前記
同期掃引誘電体多層膜光フィルタ及び前記光子数スクイ
ーザを含む光ループとを具備し、前記光ループから単色
光子数スクイズド光を発生する光源を用いることが可能
である。
【００１６】
【発明の実施の形態】［第１実施形態例］本発明の第１
実施形態例を、図１を参照して説明する。図１に示す光
ファイバセンサシステムでは、光出力を一定に保ちなが
らクロックに同期して波長を掃引する同期掃引波長可変
安定化光源として、白色光源１と、電気信号に同期して
波長を掃引する同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９と、
一定の光子流を与える光子数スクイーザ１２からなる光
源を用いている。この同期掃引波長可変安定化光源で
は、白色光源１から同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９
によって単色の光スペクトルを切り出し、この単色光ス
ペクトルスライスを光子数スクイーザ１２に通して安定
化単色光とし、光サーキュレータ３を通してファイバグ
レーティング従続接続体２に入射する。５は反射防止
端、８はクロック、１３光検出器、１４はフレームメモ
リ、１５はデータ解析装置である。
実施形態例を、図１を参照して説明する。図１に示す光
ファイバセンサシステムでは、光出力を一定に保ちなが
らクロックに同期して波長を掃引する同期掃引波長可変
安定化光源として、白色光源１と、電気信号に同期して
波長を掃引する同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９と、
一定の光子流を与える光子数スクイーザ１２からなる光
源を用いている。この同期掃引波長可変安定化光源で
は、白色光源１から同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９
によって単色の光スペクトルを切り出し、この単色光ス
ペクトルスライスを光子数スクイーザ１２に通して安定
化単色光とし、光サーキュレータ３を通してファイバグ
レーティング従続接続体２に入射する。５は反射防止
端、８はクロック、１３光検出器、１４はフレームメモ
リ、１５はデータ解析装置である。
【００１７】光子数スクイーザ１２は線形光増幅器１０
と飽和利得特性を有する半導体光増幅器１１から構成さ
れている。線形光増幅器１０は入射光を線形に増幅して
白色光源１が出す光子の数を増やし、半導体光増幅器１
１は線形光増幅器１０の出力光を飽和増幅して光子数の
揺らぎを少なくし、その結果、一定の光子流を出力す
る。
と飽和利得特性を有する半導体光増幅器１１から構成さ
れている。線形光増幅器１０は入射光を線形に増幅して
白色光源１が出す光子の数を増やし、半導体光増幅器１
１は線形光増幅器１０の出力光を飽和増幅して光子数の
揺らぎを少なくし、その結果、一定の光子流を出力す
る。
【００１８】言換すれば、白色光源１と光子数スクイー
ザ１２の組み合わせがスクイズド光源を構成し、図４
（ａ）に示すように、時間に対して一定の光強度を与え
る。
ザ１２の組み合わせがスクイズド光源を構成し、図４
（ａ）に示すように、時間に対して一定の光強度を与え
る。
【００１９】ここで、光の分布を複素平面で表したと
き、分布する範囲を押しつぶす作用のことがスクイージ
ング(Squeezing) と定義される。半径方向にスクイージ
ングすると、これにより光の絶対値（強度）の範囲が狭
くなるので、強度雑音が低下することに対応する。つま
り、光子数スクイーザ１２は、線形光増幅器１０と飽和
利得特性を有する半導体光増幅器１１とで白色光源１の
光分布範囲をスクイージングすることにより、白色光源
１が持つ強度雑音を低下させ、一定の光子流を与える。
き、分布する範囲を押しつぶす作用のことがスクイージ
ング(Squeezing) と定義される。半径方向にスクイージ
ングすると、これにより光の絶対値（強度）の範囲が狭
くなるので、強度雑音が低下することに対応する。つま
り、光子数スクイーザ１２は、線形光増幅器１０と飽和
利得特性を有する半導体光増幅器１１とで白色光源１の
光分布範囲をスクイージングすることにより、白色光源
１が持つ強度雑音を低下させ、一定の光子流を与える。
【００２０】同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９はクロ
ック８に同期して波長を掃引するものであり、例えば、
図４（ｃ）に示すフレーム同期信号に合わせて、波長フ
レームの周期Ｔ毎に、図４（ｂ）に示すようにλA から
λB までＴｓの時間内に波長を一定に変化する。ここ
で、フレーム同期信号はクロック８に同期した電気信号
である。
ック８に同期して波長を掃引するものであり、例えば、
図４（ｃ）に示すフレーム同期信号に合わせて、波長フ
レームの周期Ｔ毎に、図４（ｂ）に示すようにλA から
λB までＴｓの時間内に波長を一定に変化する。ここ
で、フレーム同期信号はクロック８に同期した電気信号
である。
【００２１】同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９の波長
可変は、通常のレーザの波長可変とは違い、図４（ｂ）
に示すようなλA からλB への波長可変を短時間で行う
ことができる。
可変は、通常のレーザの波長可変とは違い、図４（ｂ）
に示すようなλA からλB への波長可変を短時間で行う
ことができる。
【００２２】以上のことから、白色光源１と、同期掃引
誘電体多層膜光フィルタ９と、光子数スクイーザ１２で
構成した同期掃引波長可変安定化光源においては、波長
可変を通常のレーザとは違い短時間で行うことができ、
更に、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９を通過して得
られるスペクトルスライス光の強度が光子数スクイーザ
１２を通過して安定化される。従って、波長掃引が高速
でも、言換すれば波長フレームの周期Ｔが短くても、光
子流は一定になり、強度が安定化したスペクトルスライ
ス光が得られる。
誘電体多層膜光フィルタ９と、光子数スクイーザ１２で
構成した同期掃引波長可変安定化光源においては、波長
可変を通常のレーザとは違い短時間で行うことができ、
更に、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９を通過して得
られるスペクトルスライス光の強度が光子数スクイーザ
１２を通過して安定化される。従って、波長掃引が高速
でも、言換すれば波長フレームの周期Ｔが短くても、光
子流は一定になり、強度が安定化したスペクトルスライ
ス光が得られる。
【００２３】また、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９
が光子数スクイーザ１２の前段にあることから、同期掃
引誘電体多層膜光フィルタ９の透過率に波長依存性があ
ったとしても、光子数スクイーザ１２により波長依存性
が解消される。同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９の透
過率に波長依存性が殆どない場合は、同期掃引誘電体多
層膜光フィルタ９を光子数スクイーザ１２の後段に配置
しても良い。
が光子数スクイーザ１２の前段にあることから、同期掃
引誘電体多層膜光フィルタ９の透過率に波長依存性があ
ったとしても、光子数スクイーザ１２により波長依存性
が解消される。同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９の透
過率に波長依存性が殆どない場合は、同期掃引誘電体多
層膜光フィルタ９を光子数スクイーザ１２の後段に配置
しても良い。
【００２４】白色光源１としては、ＬＥＤや光ファイバ
増幅器の増幅された自然放出光(Amplified Spontaneous
Emission:ASE)を利用することができる。また、白色光
源１は、ランダムな自然光に基づくものであっても良
い。
増幅器の増幅された自然放出光(Amplified Spontaneous
Emission:ASE)を利用することができる。また、白色光
源１は、ランダムな自然光に基づくものであっても良
い。
【００２５】同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９は、例
えば、見込み角にリニアに透過中心波長が変わるディス
ク型可変波長フィルタを利用することができる。ディス
ク型可変波長フィルタは、ＤＣサーボモータの同期回転
により、フレーム同期信号に同期して波長をリニアに掃
引する作用を有する。
えば、見込み角にリニアに透過中心波長が変わるディス
ク型可変波長フィルタを利用することができる。ディス
ク型可変波長フィルタは、ＤＣサーボモータの同期回転
により、フレーム同期信号に同期して波長をリニアに掃
引する作用を有する。
【００２６】光子数スクイーザ１２の線形光増幅器１０
としては、例えば、光ファイバ増幅器を利用することが
できる。後段の半導体増幅器１１を飽和状態で使用する
ため、線形光増幅器１０の利得の最適化が行われる。
としては、例えば、光ファイバ増幅器を利用することが
できる。後段の半導体増幅器１１を飽和状態で使用する
ため、線形光増幅器１０の利得の最適化が行われる。
【００２７】上記のような同期掃引波長可変安定化光源
からの出力光を、光サーキュレータ３を介してファイバ
グレーティング２1,２2 …２N の従続接続体２に入射
し、その反射光を光サーキュレータ３の他のポートから
取り出し、光検出器１３に導いて光強度を電気信号に変
換し、フレームメモリ１４に与える。
からの出力光を、光サーキュレータ３を介してファイバ
グレーティング２1,２2 …２N の従続接続体２に入射
し、その反射光を光サーキュレータ３の他のポートから
取り出し、光検出器１３に導いて光強度を電気信号に変
換し、フレームメモリ１４に与える。
【００２８】ファイバグレーティング従続接続体２の反
射光強度をフレーム同期信号に同期して検出すると、図
５に示すように、各波長フレームの反射光強度は略一定
になり、強度雑音を除去して各波長フレーム毎に複数の
ファイバグレーティングからの反射光のスペクトルを確
実に検出することが可能となる。図５中、１つの波長フ
レーム内は波長分布を示し、波長フレームを繰り返して
とることにより、その時間変化を追っている。このよう
な波長フレーム間の波長分布の時間変化を解析すること
により、複数のファイバグレーティング２1,２2 …２N
からの反射波長の変化を得ることができ、この波長情報
から各ファイバグレーティング２1,２2…２N 近傍の圧
力や温度を検出することができる。
射光強度をフレーム同期信号に同期して検出すると、図
５に示すように、各波長フレームの反射光強度は略一定
になり、強度雑音を除去して各波長フレーム毎に複数の
ファイバグレーティングからの反射光のスペクトルを確
実に検出することが可能となる。図５中、１つの波長フ
レーム内は波長分布を示し、波長フレームを繰り返して
とることにより、その時間変化を追っている。このよう
な波長フレーム間の波長分布の時間変化を解析すること
により、複数のファイバグレーティング２1,２2 …２N
からの反射波長の変化を得ることができ、この波長情報
から各ファイバグレーティング２1,２2…２N 近傍の圧
力や温度を検出することができる。
【００２９】フレームメモリ１４は波長フレーム間の波
長分布の時間変化を追うために、光検出器１３からの電
気信号をフレーム同期信号に同期してサンプリング時間
とともに記憶することにより、クロック８に同期して波
長フレーム毎に反射光スペクトルと波長とを対応させて
記憶する。
長分布の時間変化を追うために、光検出器１３からの電
気信号をフレーム同期信号に同期してサンプリング時間
とともに記憶することにより、クロック８に同期して波
長フレーム毎に反射光スペクトルと波長とを対応させて
記憶する。
【００３０】フレームメモリ１４に記憶されたデータは
データ解析装置１５に、フレーム同期信号に同期して一
括して転送される。
データ解析装置１５に、フレーム同期信号に同期して一
括して転送される。
【００３１】データ解析装置１５はフレームメモリ１４
から一括転送したデータを演算処理する。具体的には、
波長フレーム間の波長分布の時間変化を解析して波長ず
れ等のセンサ情報を導出する。
から一括転送したデータを演算処理する。具体的には、
波長フレーム間の波長分布の時間変化を解析して波長ず
れ等のセンサ情報を導出する。
【００３２】［第２実施形態例］本発明の第２実施形態
例を、図２を参照して説明する。図２に示す光ファイバ
センサシステムは、図１に示した光ファイバセンサシス
テムと比較すると、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９
の代わりに同期掃引可能な音響光学光フィルタ１６を用
いた点が異なる。
例を、図２を参照して説明する。図２に示す光ファイバ
センサシステムは、図１に示した光ファイバセンサシス
テムと比較すると、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９
の代わりに同期掃引可能な音響光学光フィルタ１６を用
いた点が異なる。
【００３３】即ち、図２に示す光ファイバセンサシステ
ムでは、光出力を一定に保ちながらクロックに同期して
波長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源として、白
色光源１と、電気信号に同期して波長を掃引する音響光
学光フィルタ１６と、一定の光子流を与える光子数スク
イーザ１２からなる光源を用いている。この同期掃引波
長可変安定化光源では、白色光源１から音響光学光フィ
ルタ１６によって単色の光スペクトルを切り出し、この
単色光スペクトルスライスを光子数スクイーザ１２に通
して安定化単色光とし、光サーキュレータ３を通してフ
ァイバグレーティング従続接続体２に入射する。５は反
射防止端、８はクロック、１３光検出器、１４はフレー
ムメモリ、１５はデータ解析装置、１７は周波数スイー
パである。
ムでは、光出力を一定に保ちながらクロックに同期して
波長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源として、白
色光源１と、電気信号に同期して波長を掃引する音響光
学光フィルタ１６と、一定の光子流を与える光子数スク
イーザ１２からなる光源を用いている。この同期掃引波
長可変安定化光源では、白色光源１から音響光学光フィ
ルタ１６によって単色の光スペクトルを切り出し、この
単色光スペクトルスライスを光子数スクイーザ１２に通
して安定化単色光とし、光サーキュレータ３を通してフ
ァイバグレーティング従続接続体２に入射する。５は反
射防止端、８はクロック、１３光検出器、１４はフレー
ムメモリ、１５はデータ解析装置、１７は周波数スイー
パである。
【００３４】白色光源１は第１実施形態例と同様であ
り、ＬＥＤや光ファイバ増幅器の増幅された自然放出光
(Amplified Spontaneous Emission:ASE)を利用すること
ができる。また、ランダムな自然光に基づくものであっ
ても良い。
り、ＬＥＤや光ファイバ増幅器の増幅された自然放出光
(Amplified Spontaneous Emission:ASE)を利用すること
ができる。また、ランダムな自然光に基づくものであっ
ても良い。
【００３５】光子数スクイーザ１２も第１実施形態例と
同様であり、線形光増幅器１０と飽和利得特性を有する
半導体光増幅器１１から構成され、線形光増幅器１０に
より入射光を線形に増幅して白色光源１が出す光子の数
を増やし、半導体光増幅器１１により線形光増幅器１０
の出力光を飽和増幅して光子数の揺らぎを少なくし、そ
の結果、一定の光子流を出力する。
同様であり、線形光増幅器１０と飽和利得特性を有する
半導体光増幅器１１から構成され、線形光増幅器１０に
より入射光を線形に増幅して白色光源１が出す光子の数
を増やし、半導体光増幅器１１により線形光増幅器１０
の出力光を飽和増幅して光子数の揺らぎを少なくし、そ
の結果、一定の光子流を出力する。
【００３６】音響光学光フィルタ１６はクロック８に同
期して波長を掃引するものであり、第１実施形態例と同
様に、例えば、図４（ｃ）に示すフレーム同期信号に合
わせて、波長フレームの周期Ｔ毎に、図４（ｂ）に示す
ようにλA からλB までＴｓの時間内に波長を一定に変
化する。
期して波長を掃引するものであり、第１実施形態例と同
様に、例えば、図４（ｃ）に示すフレーム同期信号に合
わせて、波長フレームの周期Ｔ毎に、図４（ｂ）に示す
ようにλA からλB までＴｓの時間内に波長を一定に変
化する。
【００３７】具体的には、音響光学光フィルタ１６はリ
チウムナイオベート等の結晶の表面に発生する弾性波を
回折格子として利用することにより光をフィルタリング
するものであり、周波数スイーパ１７によりマイクロ波
を周波数制御して弾性波の空間周波数を変えることによ
り、波長可変性を発現させている。周波数スイーパ１７
はマイクロ波を発振し且つその周波数制御を行うもので
あり、マイクロ波の周波数をフレーク同期信号に同期し
て掃引することにより、クロック８に同期した波長掃引
を達成している。
チウムナイオベート等の結晶の表面に発生する弾性波を
回折格子として利用することにより光をフィルタリング
するものであり、周波数スイーパ１７によりマイクロ波
を周波数制御して弾性波の空間周波数を変えることによ
り、波長可変性を発現させている。周波数スイーパ１７
はマイクロ波を発振し且つその周波数制御を行うもので
あり、マイクロ波の周波数をフレーク同期信号に同期し
て掃引することにより、クロック８に同期した波長掃引
を達成している。
【００３８】この音響光学光フィルタ１６の波長可変
も、通常のレーザの波長可変とは違い、図４（ｂ）に示
すようなλA からλB への波長可変を短時間で行うこと
ができる。
も、通常のレーザの波長可変とは違い、図４（ｂ）に示
すようなλA からλB への波長可変を短時間で行うこと
ができる。
【００３９】以上のことから、白色光源１と、音響光学
光フィルタ１６と、光子数スクイーザ１２で構成した同
期掃引波長可変安定化光源においては、波長可変を通常
のレーザとは違い短時間で行うことができ、更に、音響
光学光フィルタ１６を通過して得られるスペクトルスラ
イス光の強度が光子数スクイーザ１２を通過して安定化
される。従って、波長掃引が高速でも、言換すれば波長
フレームの周期Ｔが短くても、光子流は一定になり、強
度が安定化したスペクトルスライス光が得られる。
光フィルタ１６と、光子数スクイーザ１２で構成した同
期掃引波長可変安定化光源においては、波長可変を通常
のレーザとは違い短時間で行うことができ、更に、音響
光学光フィルタ１６を通過して得られるスペクトルスラ
イス光の強度が光子数スクイーザ１２を通過して安定化
される。従って、波長掃引が高速でも、言換すれば波長
フレームの周期Ｔが短くても、光子流は一定になり、強
度が安定化したスペクトルスライス光が得られる。
【００４０】また、音響光学光フィルタ１６が光子数ス
クイーザ１２の前段にあることから、音響光学光フィル
タ１６の透過率に波長依存性があったとしても、光子数
スクイーザ１２により波長依存性が解消される。音響光
学光フィルタ１６の透過率に波長依存性が殆どない場合
は、音響光学光フィルタ１６を光子数スクイーザ１２の
後段に配置しても良い。
クイーザ１２の前段にあることから、音響光学光フィル
タ１６の透過率に波長依存性があったとしても、光子数
スクイーザ１２により波長依存性が解消される。音響光
学光フィルタ１６の透過率に波長依存性が殆どない場合
は、音響光学光フィルタ１６を光子数スクイーザ１２の
後段に配置しても良い。
【００４１】上記のような同期掃引波長可変安定化光源
からの出力光を、第１実施形態例と同様、光サーキュレ
ータ３を介してファイバグレーティング２1,２2 …２N
の従続接続体２に入射し、その反射光を光サーキュレー
タ３の他のポートから取り出し、光検出器１３に導いて
光強度を電気信号に変換し、フレームメモリ１４に与え
る。フレームメモリ１４は光検出器１３からの電気信号
をフレーム同期信号に同期してサンプリング時間ととも
に記憶し、一括してデータ解析装置１５に転送してデー
タ解析装置１５が解析して波長ずれ等のセンサ情報を導
出する。
からの出力光を、第１実施形態例と同様、光サーキュレ
ータ３を介してファイバグレーティング２1,２2 …２N
の従続接続体２に入射し、その反射光を光サーキュレー
タ３の他のポートから取り出し、光検出器１３に導いて
光強度を電気信号に変換し、フレームメモリ１４に与え
る。フレームメモリ１４は光検出器１３からの電気信号
をフレーム同期信号に同期してサンプリング時間ととも
に記憶し、一括してデータ解析装置１５に転送してデー
タ解析装置１５が解析して波長ずれ等のセンサ情報を導
出する。
【００４２】［第３実施形態例］本発明の第３実施形態
例を、図３を参照して説明する。図３に示す光ファイバ
センサシステムは、図１あるいは図２に示した光ファイ
バセンサシステムと比較すると、光出力を一定に保ちな
がらクロックに同期して波長を掃引する同期掃引波長可
変安定化光源として、光子数スクイズド単色スイープ光
源１８を用いた点が異なる。この光子数スクイズド単色
スイープ光源１８からの光を、光サーキュレータ３を通
してファイバグレーティング従続接続体２に入射する。
５は反射防止端、８はクロック、９は同期掃引誘電体多
層膜光フィルタ、１３は光検出器、１４はフレームメモ
リ、１５はデータ解析装置、２１は線形光増幅器、２０
は分岐器、２１は同期可変アッテネータである。
例を、図３を参照して説明する。図３に示す光ファイバ
センサシステムは、図１あるいは図２に示した光ファイ
バセンサシステムと比較すると、光出力を一定に保ちな
がらクロックに同期して波長を掃引する同期掃引波長可
変安定化光源として、光子数スクイズド単色スイープ光
源１８を用いた点が異なる。この光子数スクイズド単色
スイープ光源１８からの光を、光サーキュレータ３を通
してファイバグレーティング従続接続体２に入射する。
５は反射防止端、８はクロック、９は同期掃引誘電体多
層膜光フィルタ、１３は光検出器、１４はフレームメモ
リ、１５はデータ解析装置、２１は線形光増幅器、２０
は分岐器、２１は同期可変アッテネータである。
【００４３】光子数スクイズド単色光とは、線幅がコヒ
ーレント光波のように狭いながらも、強度が一定で位相
がランダムな光であり、光子数状態に近い光である。
ーレント光波のように狭いながらも、強度が一定で位相
がランダムな光であり、光子数状態に近い光である。
【００４４】このような光子数スクイズド単色光は、図
３に示すように、線形光増幅器１９、スペクトルスライ
ス用の光フィルタ（９）、光子数スクイーザ１２及び可
変アッテネータ２１からなる光ループにより発生するこ
とができる。光ループで発生される光を取り出すため
に、分岐器２０を用いている。
３に示すように、線形光増幅器１９、スペクトルスライ
ス用の光フィルタ（９）、光子数スクイーザ１２及び可
変アッテネータ２１からなる光ループにより発生するこ
とができる。光ループで発生される光を取り出すため
に、分岐器２０を用いている。
【００４５】ここで、線形光増幅器１９は基本的には、
白色光源に相当する。
白色光源に相当する。
【００４６】光子数スクイーザ１２は第１実施形態例と
同様であり、線形光増幅器１０と飽和利得特性を有する
半導体光増幅器１１から構成され、線形光増幅器１０に
より入射光を線形に増幅して光子の数を増やし、半導体
光増幅器１１により線形光増幅器１０の出力光を飽和増
幅して光子数の揺らぎを少なくし、その結果、一定の光
子流を出力する。
同様であり、線形光増幅器１０と飽和利得特性を有する
半導体光増幅器１１から構成され、線形光増幅器１０に
より入射光を線形に増幅して光子の数を増やし、半導体
光増幅器１１により線形光増幅器１０の出力光を飽和増
幅して光子数の揺らぎを少なくし、その結果、一定の光
子流を出力する。
【００４７】可変アッテネータ２１は、光子数スクイズ
ド単色スイープ光源１８のスクイーザの効果を最大にす
るために用いている。
ド単色スイープ光源１８のスクイーザの効果を最大にす
るために用いている。
【００４８】即ち、スクイーザの効果を最大にするため
利得を大きくとりながらもループでのレーザ発振を防止
するために、可変アッテネータ２１によりループをしき
い値直下の状態しておく。これにより、増幅された自然
放出光はループ中を減衰しながら周回し、強度の安定化
と同時に狭線幅化され、光子数スクイズド単色光が得ら
れる。
利得を大きくとりながらもループでのレーザ発振を防止
するために、可変アッテネータ２１によりループをしき
い値直下の状態しておく。これにより、増幅された自然
放出光はループ中を減衰しながら周回し、強度の安定化
と同時に狭線幅化され、光子数スクイズド単色光が得ら
れる。
【００４９】光子数スクイズド単色光の中心波長をクロ
ック８に同期して掃引するために、スペクトルスライス
用の光フィルタ（９）は、例えば、図４（ｃ）に示すフ
レーム同期信号に合わせて、波長フレームの周期Ｔ毎
に、図４（ｂ）に示すようにλ A からλB までＴｓの時
間内に波長を一定に変化する。ここで、フレーム同期信
号はクロック８に同期した電気信号である。
ック８に同期して掃引するために、スペクトルスライス
用の光フィルタ（９）は、例えば、図４（ｃ）に示すフ
レーム同期信号に合わせて、波長フレームの周期Ｔ毎
に、図４（ｂ）に示すようにλ A からλB までＴｓの時
間内に波長を一定に変化する。ここで、フレーム同期信
号はクロック８に同期した電気信号である。
【００５０】スペクトルスライス用光フィルタ（９）と
しては、第１実施形態例で使用した同期掃引誘電体多層
膜光フィルタ９を使用している。同期掃引誘電体多層膜
光フィルタ９の波長可変は、通常のレーザの波長可変と
は違い、図４（ｂ）に示すようなλA からλB への波長
可変を短時間で行うことができる。
しては、第１実施形態例で使用した同期掃引誘電体多層
膜光フィルタ９を使用している。同期掃引誘電体多層膜
光フィルタ９の波長可変は、通常のレーザの波長可変と
は違い、図４（ｂ）に示すようなλA からλB への波長
可変を短時間で行うことができる。
【００５１】また、スペクトルスライス用光フィルタ
（同期掃引誘電体多層膜光フィルタ）９の損失が波長に
依存する場合の対策として、フレーム同期信号に同期し
て可変アッテネータ２１の損失をスペクトルスライス用
光フィルタ９の損失に合わせて変化させることにより、
線形光増幅器１９の利得を固定した状態でループの全損
失を常に最適化し、安定な高速波長掃引を実現してい
る。これにより、可変アッテネータ２１を同期可変アッ
テネータと呼ぶ。
（同期掃引誘電体多層膜光フィルタ）９の損失が波長に
依存する場合の対策として、フレーム同期信号に同期し
て可変アッテネータ２１の損失をスペクトルスライス用
光フィルタ９の損失に合わせて変化させることにより、
線形光増幅器１９の利得を固定した状態でループの全損
失を常に最適化し、安定な高速波長掃引を実現してい
る。これにより、可変アッテネータ２１を同期可変アッ
テネータと呼ぶ。
【００５２】このように光子数スクイズド単色スイープ
光源１８を、光出力を一定に保ちながらクロックに同期
して波長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源として
利用したことにより、光子数スクイズド単色スイープ光
源１８は線幅の狭い単色光を出力することから、ファイ
バグレーティング従続接続体２の反射中心波長の間隔を
小さくすることが可能である。このことは、光子数スク
イズド単色スイープ光源１８の波長可変範囲が固定また
は制限されている場合に、波長間隔を密にしてファイバ
グレーティング２1,２2 …２N の数を増大させることを
可能にする。
光源１８を、光出力を一定に保ちながらクロックに同期
して波長を掃引する同期掃引波長可変安定化光源として
利用したことにより、光子数スクイズド単色スイープ光
源１８は線幅の狭い単色光を出力することから、ファイ
バグレーティング従続接続体２の反射中心波長の間隔を
小さくすることが可能である。このことは、光子数スク
イズド単色スイープ光源１８の波長可変範囲が固定また
は制限されている場合に、波長間隔を密にしてファイバ
グレーティング２1,２2 …２N の数を増大させることを
可能にする。
【００５３】また、光子数スクイズド単色スイープ光源
１８においては、波長可変を通常のレーザとは違い短時
間で行うことができ、更に、同期掃引誘電体多層膜光フ
ィルタ９を通過して得られるスペクトルスライス光の強
度が光子数スクイーザ１２を通過して安定化される。従
って、波長掃引が高速でも、言換すれば波長フレームの
周期Ｔが短くても、光子流は一定になり、強度が安定化
したスペクトルスライス光が得られる。
１８においては、波長可変を通常のレーザとは違い短時
間で行うことができ、更に、同期掃引誘電体多層膜光フ
ィルタ９を通過して得られるスペクトルスライス光の強
度が光子数スクイーザ１２を通過して安定化される。従
って、波長掃引が高速でも、言換すれば波長フレームの
周期Ｔが短くても、光子流は一定になり、強度が安定化
したスペクトルスライス光が得られる。
【００５４】なお、同期掃引誘電体多層膜光フィルタ９
等のスペクトルスライス用光フィルタを光子数スクイー
ザ１２の後段に配置しても良い。
等のスペクトルスライス用光フィルタを光子数スクイー
ザ１２の後段に配置しても良い。
【００５５】上記のような同期掃引波長可変安定化光源
（光子数スクイズド単色スイープ光源）１８からの出力
光を、光サーキュレータ３を介してファイバグレーティ
ング２1,２2 …２N の従続接続体２に入射し、その反射
光を光サーキュレータ３の他のポートから取り出し、光
検出器１３に導いて光強度を電気信号に変換し、フレー
ムメモリ１４に与える。フレームメモリ１４は光検出器
１３からの電気信号をフレーム同期信号に同期してサン
プリング時間とともに記憶し、一括してデータ解析装置
１５に転送してデータ解析装置１５が解析して波長ずれ
等のセンサ情報を導出する。
（光子数スクイズド単色スイープ光源）１８からの出力
光を、光サーキュレータ３を介してファイバグレーティ
ング２1,２2 …２N の従続接続体２に入射し、その反射
光を光サーキュレータ３の他のポートから取り出し、光
検出器１３に導いて光強度を電気信号に変換し、フレー
ムメモリ１４に与える。フレームメモリ１４は光検出器
１３からの電気信号をフレーム同期信号に同期してサン
プリング時間とともに記憶し、一括してデータ解析装置
１５に転送してデータ解析装置１５が解析して波長ずれ
等のセンサ情報を導出する。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
センサシステムによれば、光出力を一定に保ちながらク
ロックに同期して波長を掃引する同期掃引波長可変安定
化光源を採用したことにより、高速の光スペクトル解析
が可能となり、複数のファイバグレーティングからの波
長情報を高速で処理することができる。
センサシステムによれば、光出力を一定に保ちながらク
ロックに同期して波長を掃引する同期掃引波長可変安定
化光源を採用したことにより、高速の光スペクトル解析
が可能となり、複数のファイバグレーティングからの波
長情報を高速で処理することができる。
【図１】本発明の第１実施形態例に係る光ファイバセン
サシステムを示す図。
サシステムを示す図。
【図２】本発明の第２実施形態例に係る光ファイバセン
サシステムを示す図。
サシステムを示す図。
【図３】本発明の第３実施形態例に係る光ファイバセン
サシステムを示す図。
サシステムを示す図。
【図４】同期掃引波長可変安定化光源の動作を示す図。
【図５】同期掃引波長可変安定化光源を用いた場合の時
間領域光スペクトルを示す図。
間領域光スペクトルを示す図。
【図６】ファイバグレーティングを利用した光ファイバ
センサシステムの典型的な従来例を示す図。
センサシステムの典型的な従来例を示す図。
【図７】光スペクトルアナライザによるファイバグレー
ティングの反射中心波長変化の検出を示す図。
ティングの反射中心波長変化の検出を示す図。
【図８】ファイバグレーティングの反射帯域幅低減に対
応する強度雑音の増大を示す図。
応する強度雑音の増大を示す図。
【図９】従来例における時間領域光スペクトル解析に現
れる強度雑音を示す図。
れる強度雑音を示す図。
１ 白色光源 ２ ファイバグレーティング縦列接続体 ２1,２2 …２N ファイバグレーティング（ＦＢＧ） ３ 光サーキュレータ ４ 光スペクトルアナライザ ５ 反射防止端 ６1,６2 …６N 状態変化前の反射スペクトル ７1,７2 …７N 状態変化後の反射スペクトル ８ クロック ９ 同期掃引誘電体多層膜光フィルタ １０ 線形光増幅器 １１ 半導体光増幅器 １２ 光子数スクイーザ １３ 光検出器 １４ フレームメモリ １５ データ解析装置 １６ 音響光学フィルタ １７ 周波数スイーパ １８ 光子数スクイズド単色スイープ光源 １９ 線形光増幅器 ２０ 分岐器 ２１ 同期可変アッテネータ ＦＷＨＭ 半値全幅 Ｔ フレーム周期 λ1,λ2 …λN ブラッグ反射波長 Δλ1,Δλ2 …ΔλN ブラッグ反射波長の変化
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/02 Ｇ０２Ｂ 6/00 Ｂ Ｆターム(参考） 2F056 VF02 VF12 VF16 2F103 BA10 CA03 EB05 EB11 EB35 EC09 EC16 ED01 ED06 ED18 FA15 2H038 AA03 AA05 AA07 AA22 AA34 BA25 2H050 AA07 AB03Z AC84 AD06 AD16
Claims (4)
- 【請求項１】 異なるブラッグ反射波長を持つファイバ
グレーティングを縦列接続し、この縦列接続体の一端
で、圧力または温度により変化するブラッグ反射波長を
一括して検出する光ファイバセンサシステムにおいて、 光出力を一定に保ちながらクロックに同期して波長を掃
引する同期掃引波長可変安定化光源と、前記クロックに
同期して波長フレーム毎に反射光スペクトルと波長とを
対応させて記憶するフレームメモリと、このフレームメ
モリのデータを前記クロックに応じて転送して演算処理
するデータ解析装置を具備することを特徴とする光ファ
イバセンサシステム。 - 【請求項２】 前記同期掃引波長可変安定化光源が、白
色光源と、電気信号に同期して波長を掃引する同期掃引
誘電体多層膜光フィルタと、線形光増幅器及び飽和利得
特性を有する半導体光増幅器から構成される一定の光子
流を与える光子数スクイーザとを具備する光源であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサシステ
ム。 - 【請求項３】 前記同期掃引波長可変安定化光源が、白
色光源と、電気信号に同期して波長を掃引する音響光学
光フィルタと、線形光増幅器及び飽和利得特性を有する
半導体光増幅器から構成される一定の光子流を与える光
子数スクイーザとを具備する光源であることを特徴とす
る請求項１記載の光ファイバセンサシステム。 - 【請求項４】 前記同期掃引波長可変安定化光源が、白
色光源と、電気信号に同期して波長を掃引する同期掃引
誘電体多層膜光フィルタと、線形光増幅器及び飽和利得
特性を有する半導体光増幅器から構成される一定の光子
流を与える光子数スクイーザと、前記同期掃引誘電体多
層膜光フィルタ及び前記光子数スクイーザを含む光ルー
プとを具備し、前記光ループから単色光子数スクイズド
光を発生する光源であることを特徴とする請求項１記載
の光ファイバセンサシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16353299A JP3496873B2 (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 光ファイバセンサシステム |
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|---|---|---|---|
| JP16353299A JP3496873B2 (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 光ファイバセンサシステム |
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| JP2000352524A true JP2000352524A (ja) | 2000-12-19 |
| JP3496873B2 JP3496873B2 (ja) | 2004-02-16 |
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| JP (1) | JP3496873B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-06-10 JP JP16353299A patent/JP3496873B2/ja not_active Expired - Fee Related
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