JP2001133329A - 光ファイバセンサ - Google Patents
光ファイバセンサInfo
- Publication number
- JP2001133329A JP2001133329A JP31500499A JP31500499A JP2001133329A JP 2001133329 A JP2001133329 A JP 2001133329A JP 31500499 A JP31500499 A JP 31500499A JP 31500499 A JP31500499 A JP 31500499A JP 2001133329 A JP2001133329 A JP 2001133329A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- optical fiber
- interferometer
- subcarrier
- fiber sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理分解能の高い光ファイバセンサを提供す
る。 【解決手段】 変調波発生器１１で出力される変調波を
光源１２に入力し、干渉計１８を通過させる。 干渉光
はO/E変換器１４ａおよびO/E変換器１４ｂで変換され、
除算器１５で除算してサブキャリア成分のみを出力す
る。自乗器１６−ｎでサブキャリア成分をｎ回自乗し、
周波数測定器１７でサブキャリア成分の周波数を測定す
ることで温度を求める。
る。 【解決手段】 変調波発生器１１で出力される変調波を
光源１２に入力し、干渉計１８を通過させる。 干渉光
はO/E変換器１４ａおよびO/E変換器１４ｂで変換され、
除算器１５で除算してサブキャリア成分のみを出力す
る。自乗器１６−ｎでサブキャリア成分をｎ回自乗し、
周波数測定器１７でサブキャリア成分の周波数を測定す
ることで温度を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流信号を検出す
る光ファイバセンサに関する。
る光ファイバセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流信号を検出する光ファイバセ
ンサとして次に示すものがある。M. Corke， A. D. Ker
sey， D. A. Jackson，J. D. C. Jones，"All-Fiber 'M
ichelson' Thermometer"，Electronics Letters， vol.
19. No. 13，pp 471-472，1983。以下に、この文献に
紹介された技術を簡単に説明する。レーザ光源から出力
される鋸歯状波で周波数変調された光を干渉計に通す。
干渉計のセンシングアームには熱膨張の大きい材料をコ
ーティングしたプローブを用い、干渉計の光路差が温度
により変化する構成とする。干渉計からの出力光をO/E
変換器（フォトダイオード）で電気信号に変換して得ら
れるサブキャリア（光ビートとも言う）の周波数は干渉
計の光路差に比例しているため、サブキャリアの周期を
測定してプローブの温度を検出する。
ンサとして次に示すものがある。M. Corke， A. D. Ker
sey， D. A. Jackson，J. D. C. Jones，"All-Fiber 'M
ichelson' Thermometer"，Electronics Letters， vol.
19. No. 13，pp 471-472，1983。以下に、この文献に
紹介された技術を簡単に説明する。レーザ光源から出力
される鋸歯状波で周波数変調された光を干渉計に通す。
干渉計のセンシングアームには熱膨張の大きい材料をコ
ーティングしたプローブを用い、干渉計の光路差が温度
により変化する構成とする。干渉計からの出力光をO/E
変換器（フォトダイオード）で電気信号に変換して得ら
れるサブキャリア（光ビートとも言う）の周波数は干渉
計の光路差に比例しているため、サブキャリアの周期を
測定してプローブの温度を検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の構造で
は、以下のような問題が生じてしまう。 1.位相が不安定なサブキャリアの周期を測定するため、
複雑な処理が必要となる。 2.処理分解能を高くするには高周波かつ高精度のクロッ
クが必要とされ、処理分解能を高くすることが難しい。 3.測定環境の圧力が大きく変化する場合、測定対象の温
度だけでなく圧力でも光路差が変化するため測定誤差が
生じてしまう。 4.大きな振動が加わったときにサブキャリアの位相が高
速でシフトするため測定誤差が生じる。
は、以下のような問題が生じてしまう。 1.位相が不安定なサブキャリアの周期を測定するため、
複雑な処理が必要となる。 2.処理分解能を高くするには高周波かつ高精度のクロッ
クが必要とされ、処理分解能を高くすることが難しい。 3.測定環境の圧力が大きく変化する場合、測定対象の温
度だけでなく圧力でも光路差が変化するため測定誤差が
生じてしまう。 4.大きな振動が加わったときにサブキャリアの位相が高
速でシフトするため測定誤差が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願発明の光ファイバセンサは、変調波を発生す
る変調波発生器と、変調波発生器で発生した変調波によ
って周波数変調された光を出力する光源と、光源から出
力される周波数変調された光が入射する干渉計であっ
て、光路差に応じて干渉光を出力する干渉計と、干渉計
の光路差に応じて出力された干渉光からサブキャリアを
抽出するサブキャリア抽出手段と、サブキャリア抽出手
段で抽出されたサブキャリアを自乗する自乗器と、自乗
器で自乗されたサブキャリアの周波数を測定するサブキ
ャリア周波数測定器と、を備える。
めに、本願発明の光ファイバセンサは、変調波を発生す
る変調波発生器と、変調波発生器で発生した変調波によ
って周波数変調された光を出力する光源と、光源から出
力される周波数変調された光が入射する干渉計であっ
て、光路差に応じて干渉光を出力する干渉計と、干渉計
の光路差に応じて出力された干渉光からサブキャリアを
抽出するサブキャリア抽出手段と、サブキャリア抽出手
段で抽出されたサブキャリアを自乗する自乗器と、自乗
器で自乗されたサブキャリアの周波数を測定するサブキ
ャリア周波数測定器と、を備える。
【０００５】
【発明の実施の形態】《具体例１》 ＜構成＞図１は本発明による具体例１の光ファイバセン
サの構成図である。変調波発生器１１の出力が光源１２
に入力し、光源１２の出力は光カプラ１３に入力し、２
つに分割された光の一方は干渉計１８、もう一方はO/E
変換器１４ｂに入力する。干渉計１８に入力した光は光
カプラ２で分割され、それぞれセンシングアームとリフ
ァレンスアームを通過し、ミラーで反射し、再度センシ
ングアームとリファレンスアームを通過し光カプラ２で
干渉した後、O/E変換器１４ａに入力する。 O/E変換器
１４ａおよびO/E変換器１４ｂの出力は除算器１５に入
力し、除算器１５の出力は自乗器１６−１に入力し、自
乗器１６−１の出力は自乗器１６−２に入力し、をｎ回
繰り返して最終段の自乗器１６−ｎの出力は周波数測定
器１７に入力する。周波数測定器１７には、変調波発生
器１１からのタイミング信号が入力される。
サの構成図である。変調波発生器１１の出力が光源１２
に入力し、光源１２の出力は光カプラ１３に入力し、２
つに分割された光の一方は干渉計１８、もう一方はO/E
変換器１４ｂに入力する。干渉計１８に入力した光は光
カプラ２で分割され、それぞれセンシングアームとリフ
ァレンスアームを通過し、ミラーで反射し、再度センシ
ングアームとリファレンスアームを通過し光カプラ２で
干渉した後、O/E変換器１４ａに入力する。 O/E変換器
１４ａおよびO/E変換器１４ｂの出力は除算器１５に入
力し、除算器１５の出力は自乗器１６−１に入力し、自
乗器１６−１の出力は自乗器１６−２に入力し、をｎ回
繰り返して最終段の自乗器１６−ｎの出力は周波数測定
器１７に入力する。周波数測定器１７には、変調波発生
器１１からのタイミング信号が入力される。
【０００６】＜動作＞変調波発生器１１から出力する変
調波は光源１２に入力する。変調波発生器１１で生成す
る変調波は干渉計１８の光路差が一定の状態でサブキャ
リアの周波数が一定になる関数とする。本具体例では、
変調波として鋸歯状波を用いる。
調波は光源１２に入力する。変調波発生器１１で生成す
る変調波は干渉計１８の光路差が一定の状態でサブキャ
リアの周波数が一定になる関数とする。本具体例では、
変調波として鋸歯状波を用いる。
【０００７】光源１２では入力された変調波で周波数変
調された光を出力する。光源１２の出力光を光ファイバ
を通して光カプラ１３に入力し、２つに分割された光の
一方は干渉計１８、もう一方はO/E変換器１４ｂに出力
する。干渉計１８に入力した光は光カプラ２で分割さ
れ、それぞれセンシングアームとリファレンスアームを
通過し、ミラーで反射し、再度センシングアームとリフ
ァレンスアームを通過し光カプラ２で干渉した後、O/E
変換器１４ａで電気信号に変換される。この時、O/E変
換した出力ＶSTD は、周波数変調が連続的な範囲内では
(1)式で表される。光源１２の特性で周波数変調と同時
に強度も変調されるため、O/E変換器１４ａの出力波形
はサブキャリア成分と光源１２での強度変調成分Ｉ(t)
との積となる。 ＶSTD ＝ Ｉ(t)・｛ａ＋ｂ・ｃｏｓ［２π（ｆs＋ｆd(t)）＋θ(t)］｝ ・・・( 1) ここで、tは時間、πは円周率、I(t)は光源１２の特性
で、周波数変調と同時に起こる強度変調の変調度を表す
関数、aは干渉計１８に一定強度の光が入力したときにO
/E変換器１４ａから出力される直流成分、bはサブキャ
リア成分の振幅、fSは直線的な周波数変調が成されたと
きに得られるサブキャリア周波数、fd(t)は光源１２で
起こる周波数変調の歪みで、光ファイバ内での光速の周
波数依存性などで発生するサブキャリア周波数の変化分
を表す関数、θ(t)はサブキャリア成分の位相で、干渉
計１８における光路差の微小な変化で変動する量であ
る。本具体例ではfd(t)が零となるように光源１２に入
力する変調波を変形してあるためO/E変換器１４ａの出
力ＶO/E1は(2) 式で表される。 ＶO/E1 ＝ Ｉ(t)・｛ａ＋ｂ・ｃｏｓ［２πｆs＋θ(t)］｝ ・・・(2) O/E変換器１４ｂの出力ＶO/E2は光源１２での強度変調
成分Ｉ(t)に比例し、(3)式で表される。 O/E変換器１４
ｂの出力波形は光源１２での強度変調成分となる。 ＶO/E2 ＝ｋ・ Ｉ(t) ・・・(3) ここでｋは定数である。O/E変換器１４ａの出力ＶO/E1
およびO/E変換器１４ｂの出力ＶO/E2が入力される除算
器１５は、O/E変換器１４ａの出力ＶO/E1をO/E変換器１
４ｂの出力ＶO/E2で除算し、さらに干渉出力波形の直流
成分の除去も行い、(4)式で表されるサブキャリア成分
Ｖ0だけを自乗器１６−１に出力する。 Ｖ0 ＝ Ａ・ｃｏｓ［２πｆs＋θ(t)］ ・・・(4) ここでAは定数である。直流成分が除かれてサブキャリ
ア成分のみが入力される自乗器１６−１はサブキャリア
成分を自乗することにより周波数が２倍になったサブキ
ャリア成分Ｖ1 を出力する。自乗器１６−２はサブキャ
リア成分Ｖ1 を自乗してさらに周波数が２倍になったサ
ブキャリア成分Ｖ2 を出力する。最終段の自乗器１６−
ｎの出力は周波数測定器１７に入力する。 n回の自乗処
理と直流成分の除去が成された自乗器１６−ｎから出力
されるサブキャリア成分Ｖnは(5) 式で表され、 サブキ
ャリア成分Ｖ0の周波数fSが２n倍された出力が得られ
る。 Ｖn ＝ Ａ・（１／２）n・ｃｏｓ［２π２nｆ0＋２nθ(t)］ ・・・(5) 自乗器の数ｎは周波数測定に必要なS/N比が確保できる
範囲内で設定する。周波数測定器１７は、変調波発生器
１１からのタイミング信号を受けて、サブキャリアが連
続的に変化する変調波１周期の間に最終段の自乗器１６
−ｎの出力である２n倍されたサブキャリア周波数２nfS
を零クロスカウント法やフーリエ変換法などの手段を用
いて測定し、プローブの温度を検出する。プローブの長
さは加わる温度により変化するため、干渉計１８の光路
差も温度により変化する。測定した周波数からプローブ
の温度を求める方法は公知の方法により行う。
調された光を出力する。光源１２の出力光を光ファイバ
を通して光カプラ１３に入力し、２つに分割された光の
一方は干渉計１８、もう一方はO/E変換器１４ｂに出力
する。干渉計１８に入力した光は光カプラ２で分割さ
れ、それぞれセンシングアームとリファレンスアームを
通過し、ミラーで反射し、再度センシングアームとリフ
ァレンスアームを通過し光カプラ２で干渉した後、O/E
変換器１４ａで電気信号に変換される。この時、O/E変
換した出力ＶSTD は、周波数変調が連続的な範囲内では
(1)式で表される。光源１２の特性で周波数変調と同時
に強度も変調されるため、O/E変換器１４ａの出力波形
はサブキャリア成分と光源１２での強度変調成分Ｉ(t)
との積となる。 ＶSTD ＝ Ｉ(t)・｛ａ＋ｂ・ｃｏｓ［２π（ｆs＋ｆd(t)）＋θ(t)］｝ ・・・( 1) ここで、tは時間、πは円周率、I(t)は光源１２の特性
で、周波数変調と同時に起こる強度変調の変調度を表す
関数、aは干渉計１８に一定強度の光が入力したときにO
/E変換器１４ａから出力される直流成分、bはサブキャ
リア成分の振幅、fSは直線的な周波数変調が成されたと
きに得られるサブキャリア周波数、fd(t)は光源１２で
起こる周波数変調の歪みで、光ファイバ内での光速の周
波数依存性などで発生するサブキャリア周波数の変化分
を表す関数、θ(t)はサブキャリア成分の位相で、干渉
計１８における光路差の微小な変化で変動する量であ
る。本具体例ではfd(t)が零となるように光源１２に入
力する変調波を変形してあるためO/E変換器１４ａの出
力ＶO/E1は(2) 式で表される。 ＶO/E1 ＝ Ｉ(t)・｛ａ＋ｂ・ｃｏｓ［２πｆs＋θ(t)］｝ ・・・(2) O/E変換器１４ｂの出力ＶO/E2は光源１２での強度変調
成分Ｉ(t)に比例し、(3)式で表される。 O/E変換器１４
ｂの出力波形は光源１２での強度変調成分となる。 ＶO/E2 ＝ｋ・ Ｉ(t) ・・・(3) ここでｋは定数である。O/E変換器１４ａの出力ＶO/E1
およびO/E変換器１４ｂの出力ＶO/E2が入力される除算
器１５は、O/E変換器１４ａの出力ＶO/E1をO/E変換器１
４ｂの出力ＶO/E2で除算し、さらに干渉出力波形の直流
成分の除去も行い、(4)式で表されるサブキャリア成分
Ｖ0だけを自乗器１６−１に出力する。 Ｖ0 ＝ Ａ・ｃｏｓ［２πｆs＋θ(t)］ ・・・(4) ここでAは定数である。直流成分が除かれてサブキャリ
ア成分のみが入力される自乗器１６−１はサブキャリア
成分を自乗することにより周波数が２倍になったサブキ
ャリア成分Ｖ1 を出力する。自乗器１６−２はサブキャ
リア成分Ｖ1 を自乗してさらに周波数が２倍になったサ
ブキャリア成分Ｖ2 を出力する。最終段の自乗器１６−
ｎの出力は周波数測定器１７に入力する。 n回の自乗処
理と直流成分の除去が成された自乗器１６−ｎから出力
されるサブキャリア成分Ｖnは(5) 式で表され、 サブキ
ャリア成分Ｖ0の周波数fSが２n倍された出力が得られ
る。 Ｖn ＝ Ａ・（１／２）n・ｃｏｓ［２π２nｆ0＋２nθ(t)］ ・・・(5) 自乗器の数ｎは周波数測定に必要なS/N比が確保できる
範囲内で設定する。周波数測定器１７は、変調波発生器
１１からのタイミング信号を受けて、サブキャリアが連
続的に変化する変調波１周期の間に最終段の自乗器１６
−ｎの出力である２n倍されたサブキャリア周波数２nfS
を零クロスカウント法やフーリエ変換法などの手段を用
いて測定し、プローブの温度を検出する。プローブの長
さは加わる温度により変化するため、干渉計１８の光路
差も温度により変化する。測定した周波数からプローブ
の温度を求める方法は公知の方法により行う。
【０００８】本具体例では変調波発生器１１から光源１
２に送る変調波を、鋸歯状波を光源１２の特性に合わせ
て変形した波形とする例で説明したが、三角波など波形
の一部が傾斜を持った直線となる他の形の波形を光源１
２の特性に合わせて変形した波形とすることもできる。
また、具周波数測定器１７では変調波発生器１１からの
タイミング信号を受けてサブキャリアが連続して発生し
ている時間内に測定する例を示したが、変調波の不連続
点で発生する測定誤差が無視できる場合はタイミング信
号は不要になる。
２に送る変調波を、鋸歯状波を光源１２の特性に合わせ
て変形した波形とする例で説明したが、三角波など波形
の一部が傾斜を持った直線となる他の形の波形を光源１
２の特性に合わせて変形した波形とすることもできる。
また、具周波数測定器１７では変調波発生器１１からの
タイミング信号を受けてサブキャリアが連続して発生し
ている時間内に測定する例を示したが、変調波の不連続
点で発生する測定誤差が無視できる場合はタイミング信
号は不要になる。
【０００９】干渉計は、マイケルソン型干渉計を用いる
例で説明したが、マッハツェンダ型干渉計を構成して光
路差を測定する構成、ファブリペロー型干渉計を構成し
て複数の反射点の間隔を測定する構成など、他の型の干
渉計を用いることもできる。光源１２からO/E変換器の
間の光を光ファイバで伝搬させ、光カプラで分割する例
で説明したが、空中を伝搬させハーフミラーで分割し、
プローブにミラーを取り付けるバルク干渉計を用いてを
構成することもできる。
例で説明したが、マッハツェンダ型干渉計を構成して光
路差を測定する構成、ファブリペロー型干渉計を構成し
て複数の反射点の間隔を測定する構成など、他の型の干
渉計を用いることもできる。光源１２からO/E変換器の
間の光を光ファイバで伝搬させ、光カプラで分割する例
で説明したが、空中を伝搬させハーフミラーで分割し、
プローブにミラーを取り付けるバルク干渉計を用いてを
構成することもできる。
【００１０】＜効果＞本具体例によれば、サブキャリア
周波数を２n倍にしたため、高い分解能が得られる。自
乗器の数を多くすることによって高い分解能を得ること
ができるが、サブキャリアの振幅が変化する場合、自乗
を繰り返すと振幅変化幅が助長されるためにサブキャリ
アのスペクトルの広がりなどの現象が起こりS/N比が低
下してしまう。よって自乗器の数が制約されてしまう。
本具体例ではサブキャリアの振幅を一定にしたことによ
り自乗器の数ｎを多くでき、よって分解能が高くなる。
周波数を２n倍にしたため、高い分解能が得られる。自
乗器の数を多くすることによって高い分解能を得ること
ができるが、サブキャリアの振幅が変化する場合、自乗
を繰り返すと振幅変化幅が助長されるためにサブキャリ
アのスペクトルの広がりなどの現象が起こりS/N比が低
下してしまう。よって自乗器の数が制約されてしまう。
本具体例ではサブキャリアの振幅を一定にしたことによ
り自乗器の数ｎを多くでき、よって分解能が高くなる。
【００１１】変調の直線性が悪い光源を用いた場合にお
いても、変調波を変形させることで光路差が一定の場合
にサブキャリア周波数も一定になるようにしたことによ
り、サブキャリアのスペクトルの広がりを防ぐことがで
き、サブキャリア周波数の変動とフィルタなどの周波数
特性の偏差により発生するサブキャリアの振幅変化を防
ぐことができる。よってサブキャリアのスペクトルが尖
鋭になり、自乗器の数を多くできるので分解能が高くな
る。
いても、変調波を変形させることで光路差が一定の場合
にサブキャリア周波数も一定になるようにしたことによ
り、サブキャリアのスペクトルの広がりを防ぐことがで
き、サブキャリア周波数の変動とフィルタなどの周波数
特性の偏差により発生するサブキャリアの振幅変化を防
ぐことができる。よってサブキャリアのスペクトルが尖
鋭になり、自乗器の数を多くできるので分解能が高くな
る。
【００１２】また、周期ではなく周波数を測定すること
により、零クロスカウント法などの周波数測定手段を用
いた単純な構成を使用することができる。
により、零クロスカウント法などの周波数測定手段を用
いた単純な構成を使用することができる。
【００１３】《具体例２》 ＜構成＞図２は本発明による具体例２の光ファイバセン
サの構成図である。具体例１と同じ構成には同じ符号を
付して説明を省略する。 O/E変換器１４の出力はＢＰＦ
（Band Pass Filter：帯域通過フィルタ）２１に入力
し、 ＢＰＦ２１の出力は振幅変動補償器２２に入力さ
れる。振幅変動補償器２２の出力は自乗器１６とＨＰＦ
（High Pass Filter：高域通過フィルタ）２３を交互に
ｎ回通過する構成とする。最終段のＨＰＦ２３−ｎの出
力は周波数測定器１７に入力する。
サの構成図である。具体例１と同じ構成には同じ符号を
付して説明を省略する。 O/E変換器１４の出力はＢＰＦ
（Band Pass Filter：帯域通過フィルタ）２１に入力
し、 ＢＰＦ２１の出力は振幅変動補償器２２に入力さ
れる。振幅変動補償器２２の出力は自乗器１６とＨＰＦ
（High Pass Filter：高域通過フィルタ）２３を交互に
ｎ回通過する構成とする。最終段のＨＰＦ２３−ｎの出
力は周波数測定器１７に入力する。
【００１４】ＢＰＦ２１の低域遮断周波数fLと高域遮断
周波数fH、m番目（ｍ=1〜ｎ）のＨＰＦ２３の遮断周波
数fmは次の条件を満たす設定とする。 ｆL ≦ ｆSL ・・・(6) ｆSH ≦ ｆH ・・・(7) ｆH−ｆSL ≦ｆm ・・・(8) ｆSH−ｆL ≦ｆm ・・・(9) ｆm ≦ ２mｆSL ・・・(10) ここで、fSLとfSHは測定する温度範囲内で発生するサブ
キャリア周波数の下限と上限である。自乗器とＨＰＦ２
３の数ｎは周波数測定に必要なS/N比が確保できる範囲
で設定する。
周波数fH、m番目（ｍ=1〜ｎ）のＨＰＦ２３の遮断周波
数fmは次の条件を満たす設定とする。 ｆL ≦ ｆSL ・・・(6) ｆSH ≦ ｆH ・・・(7) ｆH−ｆSL ≦ｆm ・・・(8) ｆSH−ｆL ≦ｆm ・・・(9) ｆm ≦ ２mｆSL ・・・(10) ここで、fSLとfSHは測定する温度範囲内で発生するサブ
キャリア周波数の下限と上限である。自乗器とＨＰＦ２
３の数ｎは周波数測定に必要なS/N比が確保できる範囲
で設定する。
【００１５】＜動作＞具体例１と同様に光源１２から出
力された光は、分割せずに干渉計１８に入力した後に光
カプラ２で分割され、具体例１と同様に干渉計１８を通
過した後O/E変換器１４で電気信号に変換される。電気
信号が入力されるＢＰＦ２１では、使用帯域（低域遮断
周波数fL以上かつ高域遮断周波数fH以下）外の周波数成
分を雑音成分として除去して出力する。振幅変動補償器
２２は入力波形の振幅を一定にして出力する機能を持
ち、光源１２の特性で周波数変調と同時に発生する強度
変調、伝送損失の変動などで発生するＢＰＦ２１の出力
での振幅変動を除去し(4)式で表される波形を出力す
る。
力された光は、分割せずに干渉計１８に入力した後に光
カプラ２で分割され、具体例１と同様に干渉計１８を通
過した後O/E変換器１４で電気信号に変換される。電気
信号が入力されるＢＰＦ２１では、使用帯域（低域遮断
周波数fL以上かつ高域遮断周波数fH以下）外の周波数成
分を雑音成分として除去して出力する。振幅変動補償器
２２は入力波形の振幅を一定にして出力する機能を持
ち、光源１２の特性で周波数変調と同時に発生する強度
変調、伝送損失の変動などで発生するＢＰＦ２１の出力
での振幅変動を除去し(4)式で表される波形を出力す
る。
【００１６】ＢＰＦ２１で帯域外雑音成分が除去された
自乗器１６−１の入力スペクトル、自乗器１６−１の出
力スペクトル、ＨＰＦ２３−１の出力スペクトルおよび
ＨＰＦ２３−ｎの出力スペクトルを図３（ａ)〜（ｄ）
に示す。図３（ａ） に示す自乗器１６−１の入力スペ
クトルは、周波数fSのサブキャリア成分とＢＰＦ２１を
通過したfL〜fHの雑音成分の和となる。図３（ｂ） に
示す自乗器１６−１の出力スペクトルは、入力スペクト
ル２つの畳み込み積分で表され、周波数が２倍の2fSに
なったサブキャリア成分、fS+fL〜fS+fHの雑音成分、fH
-fS（fH-fS<fＳ-fLの場合はfＳ-fLとなる）以下の雑音
成分と直流成分の和となる。ＢＰＦ２１でfHより高い周
波数帯の雑音とfLより低い周波数帯の雑音が除去されて
いるため、自乗により高い周波数からシフトして使用帯
域に漏れ込む雑音成分および低い周波数からシフトして
使用帯域に漏れ込む雑音成分は現れなくなる。ＨＰＦ２
３−1は使用帯域外であるfH-fS（fH-fS<fＳ-fLの場合は
fＳ-fLとなる）以下の雑音成分と直流成分を除去する。
従って図３（ｃ） に示すＨＰＦ２３−1の出力スペクト
ルは自乗器１６−１入力のスペクトルがfＳだけ高い周
波数にシフトし、サブキャリアの振幅が1/2になった形
になる。自乗器１６−ｎとＨＰＦ２３−ｎを交互に通過
し、図３（ｄ） に示す最終段のＨＰＦ２３−ｎから出
力されるスペクトルは自乗器１６−１の入力スペクトル
が（2n-1）fＳだけ高い周波数にシフトし、サブキャリ
アの振幅が1/2ｎになった形になる。周波数測定器１７
では周波数が２n倍されたサブキャリアの周波数２nfSを
測定することによりプローブの温度を検出する。
自乗器１６−１の入力スペクトル、自乗器１６−１の出
力スペクトル、ＨＰＦ２３−１の出力スペクトルおよび
ＨＰＦ２３−ｎの出力スペクトルを図３（ａ)〜（ｄ）
に示す。図３（ａ） に示す自乗器１６−１の入力スペ
クトルは、周波数fSのサブキャリア成分とＢＰＦ２１を
通過したfL〜fHの雑音成分の和となる。図３（ｂ） に
示す自乗器１６−１の出力スペクトルは、入力スペクト
ル２つの畳み込み積分で表され、周波数が２倍の2fSに
なったサブキャリア成分、fS+fL〜fS+fHの雑音成分、fH
-fS（fH-fS<fＳ-fLの場合はfＳ-fLとなる）以下の雑音
成分と直流成分の和となる。ＢＰＦ２１でfHより高い周
波数帯の雑音とfLより低い周波数帯の雑音が除去されて
いるため、自乗により高い周波数からシフトして使用帯
域に漏れ込む雑音成分および低い周波数からシフトして
使用帯域に漏れ込む雑音成分は現れなくなる。ＨＰＦ２
３−1は使用帯域外であるfH-fS（fH-fS<fＳ-fLの場合は
fＳ-fLとなる）以下の雑音成分と直流成分を除去する。
従って図３（ｃ） に示すＨＰＦ２３−1の出力スペクト
ルは自乗器１６−１入力のスペクトルがfＳだけ高い周
波数にシフトし、サブキャリアの振幅が1/2になった形
になる。自乗器１６−ｎとＨＰＦ２３−ｎを交互に通過
し、図３（ｄ） に示す最終段のＨＰＦ２３−ｎから出
力されるスペクトルは自乗器１６−１の入力スペクトル
が（2n-1）fＳだけ高い周波数にシフトし、サブキャリ
アの振幅が1/2ｎになった形になる。周波数測定器１７
では周波数が２n倍されたサブキャリアの周波数２nfSを
測定することによりプローブの温度を検出する。
【００１７】本具体例ではＢＰＦ２１の出力を振幅変動
補償器２２の入力に接続する例で示したが、順番を逆に
することもできる。また、帯域外の雑音の漏れ込みが零
となる遮断周波数設定例を示したが所要分解能が高くな
い場合には多少の漏れ込みを許す設定にしても動作す
る。
補償器２２の入力に接続する例で示したが、順番を逆に
することもできる。また、帯域外の雑音の漏れ込みが零
となる遮断周波数設定例を示したが所要分解能が高くな
い場合には多少の漏れ込みを許す設定にしても動作す
る。
【００１８】また、サブキャリアの振幅を一定にする方
法に具体例１では光源１２出力光の強度をO/E変換器１
４ｂで検出してO/E変換器１４ａの出力と除算する例、
具体例２では振幅変動補償回路を用いる例で説明した
が、光源１２内部に出力光強度を一定にする機構を設け
るなどで振幅を一定にする構成とすることもできる。ま
た、振幅変動が無視できる程度に小さい場合はこれらの
装置は不要になる。
法に具体例１では光源１２出力光の強度をO/E変換器１
４ｂで検出してO/E変換器１４ａの出力と除算する例、
具体例２では振幅変動補償回路を用いる例で説明した
が、光源１２内部に出力光強度を一定にする機構を設け
るなどで振幅を一定にする構成とすることもできる。ま
た、振幅変動が無視できる程度に小さい場合はこれらの
装置は不要になる。
【００１９】＜効果＞本具体例によれば、振幅変動補償
器により振幅変動を除去することによってサブキャリア
のスペクトルが尖鋭になり、自乗器の数を多くできるの
で分解能が高くなる。
器により振幅変動を除去することによってサブキャリア
のスペクトルが尖鋭になり、自乗器の数を多くできるの
で分解能が高くなる。
【００２０】さらにＢＰＦにより帯域外雑音成分を除去
することによってサブキャリアの振幅が1/2になり、自
乗器でのS/N比低下量が具体例１より少なくなる。よっ
て、自乗器の数をより多くして分解能をより高く設定す
ることができる。ただし、干渉計における光路差の測定
可能範囲は具体例１より狭くなる。したがって、狭い範
囲で高い分解能が要求される用途に適している。
することによってサブキャリアの振幅が1/2になり、自
乗器でのS/N比低下量が具体例１より少なくなる。よっ
て、自乗器の数をより多くして分解能をより高く設定す
ることができる。ただし、干渉計における光路差の測定
可能範囲は具体例１より狭くなる。したがって、狭い範
囲で高い分解能が要求される用途に適している。
【００２１】《具体例３》 ＜構成＞図４は本発明の具体例３の干渉計の構成図であ
る。干渉計以外は具体例１または具体例２と同様に構成
する。図示しない光源を出力した光が光カプラ３１で分
割され、それぞれアーム３２Ａとアーム３２Ｂを通過
し、ミラー３４Ａとミラー３４Ｂで反射し、再度アーム
３２Ａとアーム３２Ｂを通過し光カプラ３１で干渉した
後、図示しないO/E変換器に伝送されるように干渉計１
８を構成する。
る。干渉計以外は具体例１または具体例２と同様に構成
する。図示しない光源を出力した光が光カプラ３１で分
割され、それぞれアーム３２Ａとアーム３２Ｂを通過
し、ミラー３４Ａとミラー３４Ｂで反射し、再度アーム
３２Ａとアーム３２Ｂを通過し光カプラ３１で干渉した
後、図示しないO/E変換器に伝送されるように干渉計１
８を構成する。
【００２２】＜動作＞アーム３２Ａとアーム３２Ｂはプ
ローブ３３Ａとプローブ３３Ｂの中央に配置し、半田付
け、圧着、接着などの手段で固定する。温度を測定する
場合、プローブ３３Ａとプローブ３３Ｂに熱膨張係数が
異なり、かつ弾性係数（ヤング率）がほぼ等しいアルミ
ニウムと石英ガラスを用い、同じ形状にし、同じ温度に
なるように近接した配置とする。また、プローブ３３Ａ
とプローブ３３Ｂは不均一な振動が起きない範囲で細く
して熱容量を小さくする。このように構成することで、
温度によりプローブ３３Ａとプローブ３３Ｂが熱膨張す
る際、熱膨張係数の差でアーム３２Ａとアーム３２Ｂが
違った変化をするため干渉計１８に光路差が生じる。こ
の光路差を具体例１または具体例２と同様に測定して温
度を検出する。干渉計１８に加わる圧力が変化した場合
でも、弾性係数はほぼ等しいため、アーム３２Ａとアー
ム３２Ｂの長さ変化がほぼ等しくなり、干渉計１８の光
路差変化はわずかになる。干渉計１８が振動した場合で
も、プローブ３３Ａとプローブ３３Ｂの中央では歪みが
零となるため干渉計１８の光路差は変化しない。
ローブ３３Ａとプローブ３３Ｂの中央に配置し、半田付
け、圧着、接着などの手段で固定する。温度を測定する
場合、プローブ３３Ａとプローブ３３Ｂに熱膨張係数が
異なり、かつ弾性係数（ヤング率）がほぼ等しいアルミ
ニウムと石英ガラスを用い、同じ形状にし、同じ温度に
なるように近接した配置とする。また、プローブ３３Ａ
とプローブ３３Ｂは不均一な振動が起きない範囲で細く
して熱容量を小さくする。このように構成することで、
温度によりプローブ３３Ａとプローブ３３Ｂが熱膨張す
る際、熱膨張係数の差でアーム３２Ａとアーム３２Ｂが
違った変化をするため干渉計１８に光路差が生じる。こ
の光路差を具体例１または具体例２と同様に測定して温
度を検出する。干渉計１８に加わる圧力が変化した場合
でも、弾性係数はほぼ等しいため、アーム３２Ａとアー
ム３２Ｂの長さ変化がほぼ等しくなり、干渉計１８の光
路差変化はわずかになる。干渉計１８が振動した場合で
も、プローブ３３Ａとプローブ３３Ｂの中央では歪みが
零となるため干渉計１８の光路差は変化しない。
【００２３】本具体例ではプローブに熱膨張の大きい材
料を用いて温度を検出する例で説明したが、プローブに
圧電材料を用いて電圧を検出するセンサ、磁歪材料を用
いて磁気を検出するセンサ、圧力で光路差または反射点
間隔が変化する機構を付けて圧力を検出するセンサなど
他の量を検出するセンサを構成することもできる。ま
た、具体例１または具体例２で示した光路差測定手段を
用いる例で示したが、他の光路差、反射点間隔測定手段
を用いることもできる。
料を用いて温度を検出する例で説明したが、プローブに
圧電材料を用いて電圧を検出するセンサ、磁歪材料を用
いて磁気を検出するセンサ、圧力で光路差または反射点
間隔が変化する機構を付けて圧力を検出するセンサなど
他の量を検出するセンサを構成することもできる。ま
た、具体例１または具体例２で示した光路差測定手段を
用いる例で示したが、他の光路差、反射点間隔測定手段
を用いることもできる。
【００２４】＜効果＞本具体例によれば、熱膨張係数が
異なり、かつ弾性係数がほぼ等しい材料をプローブに用
いることにより、圧力や振動による干渉計の光路差変化
が抑制されるため、これらの外乱による測定誤差が小さ
くなる。また、プローブを細くすることにより熱容量を
小さくできるため、応答速度が速くなる。
異なり、かつ弾性係数がほぼ等しい材料をプローブに用
いることにより、圧力や振動による干渉計の光路差変化
が抑制されるため、これらの外乱による測定誤差が小さ
くなる。また、プローブを細くすることにより熱容量を
小さくできるため、応答速度が速くなる。
【００２５】《具体例４》 ＜構成＞図４は本発明の具体例４の干渉計の構成図であ
る。干渉計１８以外は具体例１または具体例２と同様に
構成する。光ファイバをプローブ円筒４３Ａとプローブ
円筒４３Ｂに各々コイル状に巻き付けて固定し、光ファ
イバコイル４５Ａ 、光ファイバコイル４５Ｂとする。
図示しない光源を出力した光が光カプラ３１で分割さ
れ、光ファイバコイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂ
を通過し、ミラー４４Ａと ミラー４４Ｂとで反射し、
再度光ファイバコイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂ
を通過し、光カプラ３１で干渉した後、図示しないO/E
変換器に伝送されるように干渉計１８を構成する。
る。干渉計１８以外は具体例１または具体例２と同様に
構成する。光ファイバをプローブ円筒４３Ａとプローブ
円筒４３Ｂに各々コイル状に巻き付けて固定し、光ファ
イバコイル４５Ａ 、光ファイバコイル４５Ｂとする。
図示しない光源を出力した光が光カプラ３１で分割さ
れ、光ファイバコイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂ
を通過し、ミラー４４Ａと ミラー４４Ｂとで反射し、
再度光ファイバコイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂ
を通過し、光カプラ３１で干渉した後、図示しないO/E
変換器に伝送されるように干渉計１８を構成する。
【００２６】＜動作＞光カプラ３１、プローブ円筒４３
Ａとプローブ円筒４３Ｂは固定する。温度を測定する場
合、プローブ円筒４３Ａとプローブ円筒４３Ｂに熱膨張
係数が異なり、かつ弾性係数（ヤング率）がほぼ等しい
アルミニウムと石英ガラスを用い、同じ形状にし、同じ
温度になるように近接した配置とする。
Ａとプローブ円筒４３Ｂは固定する。温度を測定する場
合、プローブ円筒４３Ａとプローブ円筒４３Ｂに熱膨張
係数が異なり、かつ弾性係数（ヤング率）がほぼ等しい
アルミニウムと石英ガラスを用い、同じ形状にし、同じ
温度になるように近接した配置とする。
【００２７】また、不均一な振動が起きない範囲でプロ
ーブ円筒の厚みを薄くする。熱膨張でプローブ円筒４３
Ａとプローブ円筒４３Ｂの円周が温度により変化する
際、熱膨張係数の差で円筒に巻いて固定した光ファイバ
コイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂの長さが違った
変化をするため干渉計１８の光路差が温度により変化す
る。この光路差を具体例１または具体例２と同様に測定
して温度を検出する。干渉計１８に加わる圧力が変化し
た場合、アーム３２Ａとアーム３２Ｂの長さ変化がほぼ
等しいため干渉計１８の光路差変化はわずかになる。干
渉計１８が振動した場合でも、プローブ円筒４３Ａとプ
ローブ円筒４３Ｂの円周上で発生する歪みを周回積分す
ると零になる。したがって、干渉計１８が振動した場合
でも光ファイバコイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂ
の長さが変化しないため、測定誤差を防止できる。
ーブ円筒の厚みを薄くする。熱膨張でプローブ円筒４３
Ａとプローブ円筒４３Ｂの円周が温度により変化する
際、熱膨張係数の差で円筒に巻いて固定した光ファイバ
コイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂの長さが違った
変化をするため干渉計１８の光路差が温度により変化す
る。この光路差を具体例１または具体例２と同様に測定
して温度を検出する。干渉計１８に加わる圧力が変化し
た場合、アーム３２Ａとアーム３２Ｂの長さ変化がほぼ
等しいため干渉計１８の光路差変化はわずかになる。干
渉計１８が振動した場合でも、プローブ円筒４３Ａとプ
ローブ円筒４３Ｂの円周上で発生する歪みを周回積分す
ると零になる。したがって、干渉計１８が振動した場合
でも光ファイバコイル４５Ａと光ファイバコイル４５Ｂ
の長さが変化しないため、測定誤差を防止できる。
【００２８】＜効果＞干渉計のアームとなる光ファイバ
を長くして、円筒に巻き付けた構造であるため振動感度
が低く温度感度が高い小型のセンサとなる。圧力感度も
抑制されているため外乱による測定誤差が小さくなる。
また、プローブを薄くして熱容量を小さくしたため応答
速度が速くなる。
を長くして、円筒に巻き付けた構造であるため振動感度
が低く温度感度が高い小型のセンサとなる。圧力感度も
抑制されているため外乱による測定誤差が小さくなる。
また、プローブを薄くして熱容量を小さくしたため応答
速度が速くなる。
【００２９】《具体例５》 ＜構成＞図６はこの発明の具体例５を示す構成図であ
る。具体例１または２と同じ構成には同じ符号を付して
説明を省略する。 具体例５では、光変調波ゲート信号
発生器５１、光パルスゲート５２および遅延線５３−
ｉを備え、具体例２で用いたファイバセンサを多重化す
る構成とする。
る。具体例１または２と同じ構成には同じ符号を付して
説明を省略する。 具体例５では、光変調波ゲート信号
発生器５１、光パルスゲート５２および遅延線５３−
ｉを備え、具体例２で用いたファイバセンサを多重化す
る構成とする。
【００３０】＜動作＞変調波で周波数変調され、パルス
状に強度変調された光が出力されるように変調波ゲート
信号発生器５１、光源１２と光パルスゲート５２を構成
する。光パルスゲートを出力した光は光カプラ0-0を通
過したのち光ファイバで光カプラ0-1に伝送され、光カ
プラ0-1で分岐された光の一方は干渉計アレイ５８−１
に、もう一方は遅延線５３−１を介して光カプラ0-2に
伝送される。最後の光カプラ0- (ｉ-1)で分岐された光
の一方は干渉計アレイ５８−（ｉ−１）に、もう一方は
遅延線５３−（ｉ−１）を介して干渉計アレイ５８−ｉ
に伝送されるように構成する。干渉計アレイ５８− ｉ
に入力した光は光カプラｉ-1から光カプラｉ-(N-1)で分
岐され干渉計１８−ｉ１から干渉計１８−ｉＮに入力す
る。 Ｎは干渉計アレイ内の干渉計の数を示す。干渉計
１８−ｉＮは具体例３または具体例４の干渉計１８と同
様に動作する。干渉計１８アレイ５８−1から干渉計１
８アレイ５８−ｉで反射した光パルスはパルス列となっ
て時分割多重で光カプラ0-0に到達する。干渉計アレイ
５８−ｉの干渉計１８−ｉ１から干渉計１８−ｉＮはO/
E変換器１４で発生するサブキャリアの周波数が異なる
ので周波数分割多重で伝送されており、それぞれに対応
した通過帯をもつＢＰＦ２１−Ｎを通過するとき各セン
サごとに分離される。ＢＰＦ２１−Ｎは対象外となる干
渉計１８−ｉＮでのサブキャリアを除去すると同時に使
用帯域外の雑音成分も除去する。
状に強度変調された光が出力されるように変調波ゲート
信号発生器５１、光源１２と光パルスゲート５２を構成
する。光パルスゲートを出力した光は光カプラ0-0を通
過したのち光ファイバで光カプラ0-1に伝送され、光カ
プラ0-1で分岐された光の一方は干渉計アレイ５８−１
に、もう一方は遅延線５３−１を介して光カプラ0-2に
伝送される。最後の光カプラ0- (ｉ-1)で分岐された光
の一方は干渉計アレイ５８−（ｉ−１）に、もう一方は
遅延線５３−（ｉ−１）を介して干渉計アレイ５８−ｉ
に伝送されるように構成する。干渉計アレイ５８− ｉ
に入力した光は光カプラｉ-1から光カプラｉ-(N-1)で分
岐され干渉計１８−ｉ１から干渉計１８−ｉＮに入力す
る。 Ｎは干渉計アレイ内の干渉計の数を示す。干渉計
１８−ｉＮは具体例３または具体例４の干渉計１８と同
様に動作する。干渉計１８アレイ５８−1から干渉計１
８アレイ５８−ｉで反射した光パルスはパルス列となっ
て時分割多重で光カプラ0-0に到達する。干渉計アレイ
５８−ｉの干渉計１８−ｉ１から干渉計１８−ｉＮはO/
E変換器１４で発生するサブキャリアの周波数が異なる
ので周波数分割多重で伝送されており、それぞれに対応
した通過帯をもつＢＰＦ２１−Ｎを通過するとき各セン
サごとに分離される。ＢＰＦ２１−Ｎは対象外となる干
渉計１８−ｉＮでのサブキャリアを除去すると同時に使
用帯域外の雑音成分も除去する。
【００３１】振幅変動補償器２２−Ｎ、自乗器１６−
Ｎ、およびＨＰＦ２３ −Ｎは具体例２の振幅変動補償
器２２−ｎ、自乗器１６−ｎ、およびＨＰＦ２３ −ｎ
と同様に動作する。周波数測定器１７−Ｎは変調波ゲー
ト信号発生器からのタイミング信号を受けて、干渉計１
８−ｉ１から干渉計１８−ｉＮの光路差に比例する、2N
倍されたサブキャリア周波数を順次測定し、各干渉計の
プローブの温度を検出する。
Ｎ、およびＨＰＦ２３ −Ｎは具体例２の振幅変動補償
器２２−ｎ、自乗器１６−ｎ、およびＨＰＦ２３ −ｎ
と同様に動作する。周波数測定器１７−Ｎは変調波ゲー
ト信号発生器からのタイミング信号を受けて、干渉計１
８−ｉ１から干渉計１８−ｉＮの光路差に比例する、2N
倍されたサブキャリア周波数を順次測定し、各干渉計の
プローブの温度を検出する。
【００３２】本具体例では光カプラｉ−Ｎと干渉計１８
− ｉＮにそれぞれ1×2ポートの光カプラを用いる例で
説明したが1×3ポートの光カプラ１３個で構成すること
もできる。また、光パルスの分岐にｉ−１個の1×2ポー
ト光カプラを直列に接続する例で説明したが、並列接続
するか多ポートの光カプラを用いるなど他の構成で光パ
ルスを分割することもできる。
− ｉＮにそれぞれ1×2ポートの光カプラを用いる例で
説明したが1×3ポートの光カプラ１３個で構成すること
もできる。また、光パルスの分岐にｉ−１個の1×2ポー
ト光カプラを直列に接続する例で説明したが、並列接続
するか多ポートの光カプラを用いるなど他の構成で光パ
ルスを分割することもできる。
【００３３】＜効果＞具体例３または４と具体例２の効
果に加え、多くの干渉計１８で検出した信号（温度）を
時分割多重と周波数多重で伝送するため少ない構成品で
多くの測定点の温度を検出することができる。特に、使
用帯域外の雑音除去と周波数多重のチャンネル分離を一
箇所で行う構成にしたこと、自乗処理後に時分割多重の
チャンネル分離を行う構成にしたことによりO/E変換器
後の処理器の構成品が大幅に削減されている。干渉計ア
レイ部分にマルチプレキサなどの電子回路を使わないた
め、高圧力下などの環境でも高い信頼性が得られる。
果に加え、多くの干渉計１８で検出した信号（温度）を
時分割多重と周波数多重で伝送するため少ない構成品で
多くの測定点の温度を検出することができる。特に、使
用帯域外の雑音除去と周波数多重のチャンネル分離を一
箇所で行う構成にしたこと、自乗処理後に時分割多重の
チャンネル分離を行う構成にしたことによりO/E変換器
後の処理器の構成品が大幅に削減されている。干渉計ア
レイ部分にマルチプレキサなどの電子回路を使わないた
め、高圧力下などの環境でも高い信頼性が得られる。
【図１】本発明による具体例１の光ファイバセンサの構
成図である。
成図である。
【図２】本発明による具体例２の光ファイバセンサの構
成図である。
成図である。
【図３】本発明による具体例２の光ファイバセンサの入
出力スペクトルを示す図である。
出力スペクトルを示す図である。
【図４】本発明による具体例３の干渉計の構成図であ
る。
る。
【図５】本発明による具体例４の干渉計の構成図であ
る。
る。
【図６】本発明による具体例５の光ファイバセンサシス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
２：光カプラ １１：変調波発生器 １２：光源 １３：光カプラ １４ｂ：O/E変換器 １４ａ：O/E変換器 １５：除算器 １６−ｎ：自乗器 １７：周波数測定器 １８：干渉計
Claims (12)
- 【請求項１】 変調波を発生する変調波発生器と、 前記変調波発生器で発生した変調波によって周波数変調
された光を出力する光源と、 前記光源から出力される周波数変調された光が入射する
干渉計であって、光路差に応じて干渉光を出力する干渉
計と、 前記干渉計の光路差に応じて出力された干渉光からサブ
キャリアを抽出するサブキャリア抽出手段と、 前記サブキャリア抽出手段で抽出されたサブキャリアを
自乗する自乗器と、 前記自乗器で自乗されたサブキャリアの周波数を測定す
るサブキャリア周波数測定器と、 を備えたことを特徴とする光ファイバセンサ。 - 【請求項２】 前記変調波発生器で発生する変調波は、 光路差または反射点間隔が一定の状態においてサブキャ
リアの周波数が一定となる変調波であることを特徴とす
る請求項１に記載の光ファイバセンサ。 - 【請求項３】 前記サブキャリア抽出手段で抽出された
サブキャリアの振幅を一定にする振幅変動補償手段を備
えたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセン
サ。 - 【請求項４】 前記振幅変動補償手段は、 前記干渉計の光路差に応じて出力された干渉光の光強度
を前記光源から出力される周波数変調された光の光強度
で除算する除算器であることを特徴とする請求項３に記
載の光ファイバセンサ。 - 【請求項５】 前記サブキャリア抽出手段で抽出された
サブキャリアの周波数を帯域を制限して通過させる帯域
通過フィルタを備え、 前記自乗器は、前記帯域通過フィルタを通過した周波数
を持つサブキャリアを自乗する自乗器であることを特徴
とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。 - 【請求項６】 前記干渉計は、 熱膨張率が異なり、かつ、弾性係数が等しい２種類のプ
ローブを用いたことを特徴とする請求項１に記載の光フ
ァイバセンサ。 - 【請求項７】 前記プローブは、 一方はアルミニウム、他方は石英ガラス、を用いたこと
を特徴とする請求項６に記載の光ファイバセンサ。 - 【請求項８】 前記プローブは、 光ファイバからなるアームをプローブの中央に配置した
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光ファイバ
センサ。 - 【請求項９】 前記プローブは、 光ファイバからなるアームを円筒に巻き付けたことを特
徴とする請求項６または７に記載の光ファイバセンサ。 - 【請求項１０】 前記光源から出力される周波数変調さ
れた光は、周波数多重かつ時分割多重した光であり、 前記周波数多重かつ時分割多重した光が入射する干渉計
であって、光路差に応じて干渉光を出力する干渉計を複
数備えたことを特徴とする請求項１から５に記載の光フ
ァイバセンサ。 - 【請求項１１】 前記自乗器で自乗されたサブキャリア
の周波数に対して時分割多重のチャンネル分離を行うこ
とを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバセンサ。 - 【請求項１２】 前記帯域通過フィルタは周波数多重の
チャンネル分離も行うことを特徴とする請求項１１に記
載の光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31500499A JP2001133329A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | 光ファイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31500499A JP2001133329A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | 光ファイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001133329A true JP2001133329A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18060267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31500499A Pending JP2001133329A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | 光ファイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001133329A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103299223A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-09-11 | 诺基亚公司 | 用于给予对检测到的情境的指示的装置、方法和计算机程序 |
| JP2013536411A (ja) * | 2010-07-28 | 2013-09-19 | アンスティテュ．ナショナル．ポリテクニーク．デ．トゥールーズ | 物理的パラメータを測定するための外在光ファイバを有する干渉デバイス |
| JP2016502110A (ja) * | 2012-12-26 | 2016-01-21 | アレグロ・マイクロシステムズ・エルエルシー | 温度データまたは他の信号を処理するためのシステムおよび方法 |
-
1999
- 1999-11-05 JP JP31500499A patent/JP2001133329A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013536411A (ja) * | 2010-07-28 | 2013-09-19 | アンスティテュ．ナショナル．ポリテクニーク．デ．トゥールーズ | 物理的パラメータを測定するための外在光ファイバを有する干渉デバイス |
| CN103299223A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-09-11 | 诺基亚公司 | 用于给予对检测到的情境的指示的装置、方法和计算机程序 |
| JP2016502110A (ja) * | 2012-12-26 | 2016-01-21 | アレグロ・マイクロシステムズ・エルエルシー | 温度データまたは他の信号を処理するためのシステムおよび方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6277147B2 (ja) | 光ファイバ振動測定方法及びシステム | |
| JP3667132B2 (ja) | ブリルアンゲインスペクトル測定方法および装置 | |
| CN112152725B (zh) | 抑制传输信号不稳定性所产生噪声的方法和装置 | |
| CN108873007A (zh) | 一种抑制振动效应的调频连续波激光测距装置 | |
| CN110806306B (zh) | 一种多纵模激光器谐振腔腔体温度变化测量装置及测量方法 | |
| JP2004101472A (ja) | 光ファイバを用いた歪み温度計測装置 | |
| JP6796043B2 (ja) | 光反射測定装置及びその方法 | |
| JPH0312360B2 (ja) | ||
| JP2001133329A (ja) | 光ファイバセンサ | |
| JP5652229B2 (ja) | 干渉型光ファイバセンサシステム | |
| CN109541621A (zh) | 一种频率扫描干涉绝对测距系统的振动补偿方法 | |
| CN108845333B (zh) | 一种抑制振动效应的调频连续波激光测距方法 | |
| JP7396382B2 (ja) | 光ファイバセンサ及びブリルアン周波数シフト測定方法 | |
| JP2007057251A (ja) | 光干渉計型位相検出装置 | |
| JP2006308531A (ja) | 波長分散測定方法および装置 | |
| WO2005098351A1 (ja) | 変位測定装置 | |
| JPH0354292B2 (ja) | ||
| CN115290176A (zh) | 基于低相干光源的准分布式振动传感系统及方法 | |
| WO2022259437A1 (ja) | 振動測定器及び振動測定方法 | |
| JPH11110673A (ja) | 非音響型光圧力センサーまたは非音響型光圧力センサーのｔｄｍ（時分割多重送信）アレイを用いた圧力計測装置とその方法 | |
| JP2014095633A (ja) | 干渉型光ファイバセンサ | |
| JPH1079713A (ja) | 周波数分割多重方式光ファイバセンサシステム | |
| JP2001099702A (ja) | 光ファイバ多重センサシステム | |
| US5363191A (en) | Fibre optic sensor array reading device | |
| JP2002005748A (ja) | 光波長測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060923 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060929 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20061013 |