JP2002541575A - 光フアイバ検知器集合体 - Google Patents
光フアイバ検知器集合体Info
- Publication number
- JP2002541575A JP2002541575A JP2000611036A JP2000611036A JP2002541575A JP 2002541575 A JP2002541575 A JP 2002541575A JP 2000611036 A JP2000611036 A JP 2000611036A JP 2000611036 A JP2000611036 A JP 2000611036A JP 2002541575 A JP2002541575 A JP 2002541575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- output
- signal
- optical
- optical fiber
- 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
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 93
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 14
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 27
- 238000003491 array Methods 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 101100390694 Arabidopsis thaliana FH17 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100390700 Arabidopsis thaliana FH20 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100032768 Complement receptor type 2 Human genes 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150072086 FH12 gene Proteins 0.000 description 1
- 101000941929 Homo sapiens Complement receptor type 2 Proteins 0.000 description 1
- 101100390691 Oryza sativa subsp. japonica FH15 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35383—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using multiple sensor devices using multiplexing techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、多数の検知器要素の測定を可能にし、必要とされる光フアイバ、部品の数、コストを減少し、時分割多重化のみに基づいた等しい大きさの配列と比較した時、遠隔測定の複雑さを相当に減少した、光フアイバ検出器集合体を提供する。
【解決手段】光フアイバ検出器集合体は、複数の異なる周波数の実質的に単色光信号の源（１、２、３、４）、この源の出力に接続されて単色光信号の出力パルスの列を発生するための変調器（１０）、この変調器の出力に結合された複数の検知器のサブ集合体であって、各サブ集合体は光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）（１３）、複数の検知器要素を含んだ検知器配列（１４）、光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）（１５）を含むもの、このサブ集合体の出力に結合された入力を有する波長デマルチプレクサ（ＷＤＭ）（１８）、複数の検出器（２３、２４、２５、２６）であって、各検出器がＷＤＭのそれぞれの出力を受取るため接続された入力を有し、その出力において変調された単色光信号のそれぞれの周波数に対応する信号を与える検出器、各入力がそれぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された複数の入力を有する測定システム（２７）、を含む。
Description
【０００１】 本発明は、光フアイバ検知器集合体に関する。より詳細には、本発明は温度、
ひずみ、圧力、磁場、電場、変位及び加速度の変化を検知するのに使用される光
フアイバ検知器集合体に関する。
ひずみ、圧力、磁場、電場、変位及び加速度の変化を検知するのに使用される光
フアイバ検知器集合体に関する。
【０００２】 検知器要素の配列を含んだ多くのこのような集合体が作られている。さまざま
な周知の多重化技術及びそれらの組合せを使用して、これらは光学的にアドレス
される。このような集合体において、多重化できるセンサーの数は、さまざまな
理由で制限される。例えば、時分割多重化配列では、約６０センサーのみが単一
の発射／戻りフアイバ対上で多重化できる。これは時分割多重化（ＴＤＭ）及び
波長分割多重化（ＷＤＭ）の組合せを使用することにより増加できる。この技術
は、波長空間で相対的に良く分離された信号を使用する要求により制限を受ける
。波長分離限界のこの制約によりアドレス可能な検知器の数が制限される（１２
回国際コンファレンス、光フアイバ検知器に関する会報、アメリカ光学学会、１
９９７年、エイ・アール・デイビス等、６１６−６１９頁参照）。
な周知の多重化技術及びそれらの組合せを使用して、これらは光学的にアドレス
される。このような集合体において、多重化できるセンサーの数は、さまざまな
理由で制限される。例えば、時分割多重化配列では、約６０センサーのみが単一
の発射／戻りフアイバ対上で多重化できる。これは時分割多重化（ＴＤＭ）及び
波長分割多重化（ＷＤＭ）の組合せを使用することにより増加できる。この技術
は、波長空間で相対的に良く分離された信号を使用する要求により制限を受ける
。波長分離限界のこの制約によりアドレス可能な検知器の数が制限される（１２
回国際コンファレンス、光フアイバ検知器に関する会報、アメリカ光学学会、１
９９７年、エイ・アール・デイビス等、６１６−６１９頁参照）。
【０００３】 本発明によれば、光フアイバ検知器集合体は、 ａ）異なる周波数の実質的に単色光信号の複数の源と、 ｂ）源の出力に接続されて、単色光信号の出力パルスの列を発生するための変調
器と、 ｃ）変調器の出力に結合された複数の検知器のサブ集合体であって、各サブ集合
体は光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）と、複数の検知器要素を含んだ検
知器配列と、光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）とを含み、 ＯＤＭは、単一周波数単色光信号パルスの列がそれぞれの各検知器配列の入力
に印加されるように構成され、光遅延手段が、各信号パルスが検知器配列内のそ
れぞれの検知器要素に接続する前に連続的に遅延され、配列内の各検知器要素が
それぞれの検知器要素により変調された各信号を持つ異なる時間遅延された信号
をその出力に発生するように設けられ、そしてＯＡＭが再結合され、変調され、
時間的に遅延された検知器信号出力パルスをサブ集合体出力において与えるよう
に構成されている、複数の検知器のサブ集合体と、 ｄ）サブ集合体の出力に結合された入力と複数の出力とを有する波長デマルチプ
レクサ（ＷＤＭ）であって、ここでＷＤＭは異なる周波数の単色光信号の各々が
ＷＤＭの出力のそれぞれの１つに送信されるように信号を分離する、ＷＤＭと、 ｅ）ＷＤＭのそれぞれの出力を受取るために接続された入力をそれぞれ有する複
数の検出器であって、変調された単色光信号のそれぞれの周波数に対応する信号
をその出力に与える検出器と、 ｆ）各入力がそれぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された複数の
入力を有する測定システムであって、この測定システム及び関連する検知器配列
は各検出器要素からのデータが分解できるように構成されている、測定システム
と、を含む。
器と、 ｃ）変調器の出力に結合された複数の検知器のサブ集合体であって、各サブ集合
体は光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）と、複数の検知器要素を含んだ検
知器配列と、光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）とを含み、 ＯＤＭは、単一周波数単色光信号パルスの列がそれぞれの各検知器配列の入力
に印加されるように構成され、光遅延手段が、各信号パルスが検知器配列内のそ
れぞれの検知器要素に接続する前に連続的に遅延され、配列内の各検知器要素が
それぞれの検知器要素により変調された各信号を持つ異なる時間遅延された信号
をその出力に発生するように設けられ、そしてＯＡＭが再結合され、変調され、
時間的に遅延された検知器信号出力パルスをサブ集合体出力において与えるよう
に構成されている、複数の検知器のサブ集合体と、 ｄ）サブ集合体の出力に結合された入力と複数の出力とを有する波長デマルチプ
レクサ（ＷＤＭ）であって、ここでＷＤＭは異なる周波数の単色光信号の各々が
ＷＤＭの出力のそれぞれの１つに送信されるように信号を分離する、ＷＤＭと、 ｅ）ＷＤＭのそれぞれの出力を受取るために接続された入力をそれぞれ有する複
数の検出器であって、変調された単色光信号のそれぞれの周波数に対応する信号
をその出力に与える検出器と、 ｆ）各入力がそれぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された複数の
入力を有する測定システムであって、この測定システム及び関連する検知器配列
は各検出器要素からのデータが分解できるように構成されている、測定システム
と、を含む。
【０００４】 これは、環境検知器のコスト効率的及び軽量な集合体を提供する。光学追加／
ドロップ・マルチプレクサの使用は高密な波長分割多重化信号を使用できること
を意味する。これは従来のＴＤＭ／ＷＤＭシステムと比較した時、アドレスでき
る検知器の可能な数を増加する。
ドロップ・マルチプレクサの使用は高密な波長分割多重化信号を使用できること
を意味する。これは従来のＴＤＭ／ＷＤＭシステムと比較した時、アドレスでき
る検知器の可能な数を増加する。
【０００５】 好ましくは、集合体は各単色光信号が通過する高い挿入損失部分が実質的に同
じになるように構成される。従って、検出器への単色光信号入射の各々の最大振
幅が実質的に同じである。
じになるように構成される。従って、検出器への単色光信号入射の各々の最大振
幅が実質的に同じである。
【０００６】 好ましくは、検出器配列により変調された１つの周波数での信号が光ドロップ
・マルチプレクサを通じて送信された異なる周波数の残留信号から分離されて、
同じ波長の信号間の混信が最小になるように、集合体は構成されている。この構
成は混信を実質的に減少する。
・マルチプレクサを通じて送信された異なる周波数の残留信号から分離されて、
同じ波長の信号間の混信が最小になるように、集合体は構成されている。この構
成は混信を実質的に減少する。
【０００７】 本発明によれば、サブ集合体の異なる構成が可能である。本発明の１つの実施
の形態において、サブ集合体が直列に接続されて、そして、サブ集合体内の各Ｏ
ＤＭの第２出力がサブ集合体内のＯＡＭの第２入力に接続されている。ＯＡＭの
第１入力での第１周波数入射の変調された単色光信号がＯＡＭの第２入力での異
なる周波数入射の残留信号と結合される。そして、それらの出力の結合された信
号は次のサブ集合体内のＯＤＭの入力に接続される。この構成は単色光信号の各
々が実質的に同じ光学経路を有することを保証する。
の形態において、サブ集合体が直列に接続されて、そして、サブ集合体内の各Ｏ
ＤＭの第２出力がサブ集合体内のＯＡＭの第２入力に接続されている。ＯＡＭの
第１入力での第１周波数入射の変調された単色光信号がＯＡＭの第２入力での異
なる周波数入射の残留信号と結合される。そして、それらの出力の結合された信
号は次のサブ集合体内のＯＤＭの入力に接続される。この構成は単色光信号の各
々が実質的に同じ光学経路を有することを保証する。
【０００８】 代替的な実施の形態では、サブ集合体は直列に接続され、そして、サブ集合体
内の各ＯＤＭの第２出力が次に利用可能なサブ集合体内の次に利用可能なＯＤＭ
へ接続されていて、そして、サブ集合体内のＯＡＭの第２入力は次に利用可能な
サブ集合体内のＯＡＭの出力に接続されていて、次に利用可能なサブ集合体内の
ＯＡＭからの出力の信号はサブ集合体内のＯＡＭの第２入力へ送信されるように
なっている。この実施の形態の利点は、もし２つのサブ集合体間の光フアイバが
切断された場合、集合体からの情報の全てが失われることがない。
内の各ＯＤＭの第２出力が次に利用可能なサブ集合体内の次に利用可能なＯＤＭ
へ接続されていて、そして、サブ集合体内のＯＡＭの第２入力は次に利用可能な
サブ集合体内のＯＡＭの出力に接続されていて、次に利用可能なサブ集合体内の
ＯＡＭからの出力の信号はサブ集合体内のＯＡＭの第２入力へ送信されるように
なっている。この実施の形態の利点は、もし２つのサブ集合体間の光フアイバが
切断された場合、集合体からの情報の全てが失われることがない。
【０００９】 さらなる代替的な実施の形態において、サブ集合体が直列に接続され、そして
、サブ集合体内のＯＤＭの第２出力が次に利用可能なサブ集合体内の次の利用可
能なＯＤＭの入力へ接続されていて、サブ集合体内の対応するＯＡＭの第２入力
が前の利用可能なサブ集合体内の前の利用可能なＯＡＭの出力へ接続されていて
、そして、前の利用可能なサブ集合体のＯＡＭからの結合された信号及び対応す
るサブ集合体配列からの信号は次に利用可能なサブ集合体内の次の利用可能なＯ
ＡＭの第２入力への出力である。この構成は、全ての単色光信号の光学経路が実
質的に同じであり、そして２つのサブ集合体間の光フアイバが切断された場合、
集合体からの情報の全てが失われることがない。
、サブ集合体内のＯＤＭの第２出力が次に利用可能なサブ集合体内の次の利用可
能なＯＤＭの入力へ接続されていて、サブ集合体内の対応するＯＡＭの第２入力
が前の利用可能なサブ集合体内の前の利用可能なＯＡＭの出力へ接続されていて
、そして、前の利用可能なサブ集合体のＯＡＭからの結合された信号及び対応す
るサブ集合体配列からの信号は次に利用可能なサブ集合体内の次の利用可能なＯ
ＡＭの第２入力への出力である。この構成は、全ての単色光信号の光学経路が実
質的に同じであり、そして２つのサブ集合体間の光フアイバが切断された場合、
集合体からの情報の全てが失われることがない。
【００１０】 要求された使用に従い、検知器要素はどんなパラメータも検知する。しかし、
好ましくは、検知器は、温度、圧力、ひずみ、電場、磁場、変位、及び加速度の
いずれかを検知する。これらは地震活動を検知するためにも使用できる。
好ましくは、検知器は、温度、圧力、ひずみ、電場、磁場、変位、及び加速度の
いずれかを検知する。これらは地震活動を検知するためにも使用できる。
【００１１】 好ましくは、各光学追加マルチプレクサ及び光学ドロップ・マルチプレクサは
干渉フイルタ及びフアイバ内ブラッグ格子の１つを含む。これらは現在の追加及
びドロップ・マルチプレクサの最も発展した形式である。
干渉フイルタ及びフアイバ内ブラッグ格子の１つを含む。これらは現在の追加及
びドロップ・マルチプレクサの最も発展した形式である。
【００１２】 好ましくは、信号源は光フアイバ・レーザー源などの多色光光源を含む。この
利点は、単一の源が複数の異なる単色光信号を与えるために、波長マルチプレク
サが必要でないことである。
利点は、単一の源が複数の異なる単色光信号を与えるために、波長マルチプレク
サが必要でないことである。
【００１３】 代替的に、複数の異なる周波数源は複数の単色光光源と波長マルチプレクサを
含む。これらの個別の光源は信頼性があり、そして、多色光光フアイバ・レーザ
ー源よりも現在、容易に入手可能である。
含む。これらの個別の光源は信頼性があり、そして、多色光光フアイバ・レーザ
ー源よりも現在、容易に入手可能である。
【００１４】 好ましくは、増幅器が単色光信号をブースト又はバランスするために設けられ
る。これらの少なくとも１つは好ましくは、エルビウム・ドープド・光フアイバ
増幅器である。これらの増幅器は小さく、軽量で、そして、もし配列の近くに置
かれたら顕著な光利得を与える。これらは例えば水中聴音器配列からの信号をブ
ーストするために重要な水中に配置できる。
る。これらの少なくとも１つは好ましくは、エルビウム・ドープド・光フアイバ
増幅器である。これらの増幅器は小さく、軽量で、そして、もし配列の近くに置
かれたら顕著な光利得を与える。これらは例えば水中聴音器配列からの信号をブ
ーストするために重要な水中に配置できる。
【００１５】 混信は隣接する検出器間で発生する。従って、好ましくは、集合体はさらに帯
域通過フイルタを含み、このフイルタは隣接する検出器間での混信を最小にする
ように構成されている。
域通過フイルタを含み、このフイルタは隣接する検出器間での混信を最小にする
ように構成されている。
【００１６】 好ましくは、各配列内の検知器要素は行に配列されていて、各検知器配列への
入力は、複数の出力を有する光学分割器−再結合器の分割器入力へ適当な単色光
信号を送信するために接続されていて、単色光信号が各出力へ送信されるように
なっていて、各出力は光フアイバにより検出器要素のそれぞれの行に接続されて
いる。ここで、検知器要素による変調の後、単色光信号が光フアイバを介して光
学分割器−再結合器の再結合器入力へ送信され、そして、再結合されて変調され
た単色光信号がＯＡＭの入力へ送信される。
入力は、複数の出力を有する光学分割器−再結合器の分割器入力へ適当な単色光
信号を送信するために接続されていて、単色光信号が各出力へ送信されるように
なっていて、各出力は光フアイバにより検出器要素のそれぞれの行に接続されて
いる。ここで、検知器要素による変調の後、単色光信号が光フアイバを介して光
学分割器−再結合器の再結合器入力へ送信され、そして、再結合されて変調され
た単色光信号がＯＡＭの入力へ送信される。
【００１７】 １つの検出器配列において多くの検出器要素、典型的に約３２、が探索できる
ように、好ましくは、検出器要素の各行に接続された光フアイバは、それぞれの
行内の連続した検出器にそれぞれ接続された一続きの離間された光学結合器を有
する。
ように、好ましくは、検出器要素の各行に接続された光フアイバは、それぞれの
行内の連続した検出器にそれぞれ接続された一続きの離間された光学結合器を有
する。
【００１８】 もし、集合体が圧力を検知するために使用される場合、好ましくは、少なくと
も１つの検知器要素は反射端を有する光フアイバのある長さを含み、この光フア
イバは柔軟な心棒に巻き付けられて、心棒は光フアイバ巻線への効率的な空気支
持を与えるためにフォーム・ラバーで覆われている。検知器のこのタイプは相対
的に安価で感度良く製造することが簡単である。
も１つの検知器要素は反射端を有する光フアイバのある長さを含み、この光フア
イバは柔軟な心棒に巻き付けられて、心棒は光フアイバ巻線への効率的な空気支
持を与えるためにフォーム・ラバーで覆われている。検知器のこのタイプは相対
的に安価で感度良く製造することが簡単である。
【００１９】 好ましくは、各検出器はトランス・インピーダンス増幅器を持つＩｎＧａＡｓ
検出器である。これらは良い雑音特性とダイナミック・レンジを与える。
検出器である。これらは良い雑音特性とダイナミック・レンジを与える。
【００２０】 好適な実施の形態において、集合体は検出器により受信された信号内で実質的
な電力均一化を達成するために構成された減衰器を含む。電力減衰器は信号対雑
音比を平衡するのに必要であり、そしてどんな検出器の飽和を防止する。
な電力均一化を達成するために構成された減衰器を含む。電力減衰器は信号対雑
音比を平衡するのに必要であり、そしてどんな検出器の飽和を防止する。
【００２１】 １つの実施の形態では、測定システムは、ホモダイン及びヘテロダイン技術の
１つを使用する。これらの技術は共に時分割多重化信号を非多重化するために使
用される。 本発明による光フアイバ検知器集合体の例が、添付図面を参照して以下に説明
される。
１つを使用する。これらの技術は共に時分割多重化信号を非多重化するために使
用される。 本発明による光フアイバ検知器集合体の例が、添付図面を参照して以下に説明
される。
【００２２】 図１、図４及び図５は、水中聴音器を監視するのに使用される検知器集合体の
本発明の例を示す。光フアイバは、集合体のさまざまな部品を一緒に接続する。
この出願で、「ドライ・エンド」という言葉は、船上の部品を示し、そして、「
ウエット・エンド」という言葉は水中の部品を示す。
本発明の例を示す。光フアイバは、集合体のさまざまな部品を一緒に接続する。
この出願で、「ドライ・エンド」という言葉は、船上の部品を示し、そして、「
ウエット・エンド」という言葉は水中の部品を示す。
【００２３】 図１は、本発明による単純な光フアイバ検知器集合体の概略的な例を示し、複
数の異なる実質的に単色光信号（この場合、λ１、λ２、λ３、λ４として表示
される４つ）の源を含み、この源は４つの個別の単色光源１、２、３、４（各々
が分布フイードバック・エルビウム・ドープド光フアイバ・レーザー源）を含む
。また、４つの光学減衰器５、６、７、８、波長マルチプレクサ９、パルス生成
器１０、及び第１エルビウム・ドープド光フアイバ増幅器（ＥＤＦＡ）１１が存
在する。これらは全てドライ・エンドである。ウエット・エンドにおいて、他層
干渉フイルタを含む４つの光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３、１３
’、１３”、１３”’、４つの検出器配列１４、１４’、１４”、１４”’、４
つの光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）１５、１５’、１５”、１５”’（この
場合、多層干渉フイルタ）、及び遠隔的にポンプすることができる第２ＥＤＦＡ
１６がある。また、ドライ・エンドにおいて、第３ＥＤＦＡ１７、波長デマルチ
プレクサ１８、多層干渉フイルタ又は光フアイバ内ブラッグ格子のいずれかであ
る４つの帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２、４つのＩｎＧａＡｓ検出器
２３、２４、２５、２６、及びヘテロダイン測定システム２７がある。
数の異なる実質的に単色光信号（この場合、λ１、λ２、λ３、λ４として表示
される４つ）の源を含み、この源は４つの個別の単色光源１、２、３、４（各々
が分布フイードバック・エルビウム・ドープド光フアイバ・レーザー源）を含む
。また、４つの光学減衰器５、６、７、８、波長マルチプレクサ９、パルス生成
器１０、及び第１エルビウム・ドープド光フアイバ増幅器（ＥＤＦＡ）１１が存
在する。これらは全てドライ・エンドである。ウエット・エンドにおいて、他層
干渉フイルタを含む４つの光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３、１３
’、１３”、１３”’、４つの検出器配列１４、１４’、１４”、１４”’、４
つの光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）１５、１５’、１５”、１５”’（この
場合、多層干渉フイルタ）、及び遠隔的にポンプすることができる第２ＥＤＦＡ
１６がある。また、ドライ・エンドにおいて、第３ＥＤＦＡ１７、波長デマルチ
プレクサ１８、多層干渉フイルタ又は光フアイバ内ブラッグ格子のいずれかであ
る４つの帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２、４つのＩｎＧａＡｓ検出器
２３、２４、２５、２６、及びヘテロダイン測定システム２７がある。
【００２４】 光源１、２、３、４により発射された光は、帯域通過フイルタ１９、２０、２
１、２２において受信された信号の強度が同じであるように、減衰器５、６、７
、８により減衰される。減衰された信号は波長マルチプレクサ（ＷＭ）９により
波長多重化されて、そして、信号をパルス発生器１０の入力へ送信する光フアイ
バ１２内にＷＭの出力を介して送信される。パルス発生器１０は、波長多重化さ
れた信号をパルス変調する。結果として得られた信号は、信号を増幅して、それ
を光フアイバ１２を介して第１光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３の
入力へ送信するＥＤＦＡ１１の入力へ送信される。単色光信号の１つ（λ１と表
示される）は検知器配列１４の入力へＯＤＭ１３の第１出力を介して送信される
。残りの信号（λ２、λ３、λ４）はＯＤＭ１３の第２出力を介して光学追加マ
ルチプレクサ（ＯＡＭ）１５の第１入力へ送信される。単色光信号（λ１）は、
配列１４を介して個別の検出器要素（図示しない）へ送信される。検出器要素は
信号を変調し、そして変調された信号が配列の出力を介してＯＡＭ１５の第２入
力へ送信される。ＯＡＭ１５が、その入力の両方へ送信された信号を再結合し、
そして変調されたλ１信号と非変調のλ２、λ３、λ４信号を一続きの次のＯＤ
Ｍ、ＯＤＭ１３’、の入力へ送信する。
１、２２において受信された信号の強度が同じであるように、減衰器５、６、７
、８により減衰される。減衰された信号は波長マルチプレクサ（ＷＭ）９により
波長多重化されて、そして、信号をパルス発生器１０の入力へ送信する光フアイ
バ１２内にＷＭの出力を介して送信される。パルス発生器１０は、波長多重化さ
れた信号をパルス変調する。結果として得られた信号は、信号を増幅して、それ
を光フアイバ１２を介して第１光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３の
入力へ送信するＥＤＦＡ１１の入力へ送信される。単色光信号の１つ（λ１と表
示される）は検知器配列１４の入力へＯＤＭ１３の第１出力を介して送信される
。残りの信号（λ２、λ３、λ４）はＯＤＭ１３の第２出力を介して光学追加マ
ルチプレクサ（ＯＡＭ）１５の第１入力へ送信される。単色光信号（λ１）は、
配列１４を介して個別の検出器要素（図示しない）へ送信される。検出器要素は
信号を変調し、そして変調された信号が配列の出力を介してＯＡＭ１５の第２入
力へ送信される。ＯＡＭ１５が、その入力の両方へ送信された信号を再結合し、
そして変調されたλ１信号と非変調のλ２、λ３、λ４信号を一続きの次のＯＤ
Ｍ、ＯＤＭ１３’、の入力へ送信する。
【００２５】 別の単色光信号（λ２）が検出器配列１４’の入力へ送信されて、そして残り
の信号（変調されたλ１及び非変調のλ３及びλ４）がＯＡＭ１５’の第１入力
へ送信されるように、ＯＤＭ１３’は同調される。λ２信号は検出器配列１４’
内で検出器要素（図示しない）により変調され、そしてＯＡＭ１５’の第２入力
へ送信される。ＯＡＭ１５’は、変調されたλ２信号と他の入力（変調されたλ
１及び非変調のλ３及びλ４）を再結合する。再結合された信号は、ＯＡＭ１５
’の出力を介して一続きの次のＯＤＭ１３”の入力へ送信される。λ３及びλ４
信号はそれぞれ検知器配列１４”及び１４”’内の検知器要素により変調され、
そして、信号は信号λ１及びλ２について上記したと類似の方法で再結合される
。
の信号（変調されたλ１及び非変調のλ３及びλ４）がＯＡＭ１５’の第１入力
へ送信されるように、ＯＤＭ１３’は同調される。λ２信号は検出器配列１４’
内で検出器要素（図示しない）により変調され、そしてＯＡＭ１５’の第２入力
へ送信される。ＯＡＭ１５’は、変調されたλ２信号と他の入力（変調されたλ
１及び非変調のλ３及びλ４）を再結合する。再結合された信号は、ＯＡＭ１５
’の出力を介して一続きの次のＯＤＭ１３”の入力へ送信される。λ３及びλ４
信号はそれぞれ検知器配列１４”及び１４”’内の検知器要素により変調され、
そして、信号は信号λ１及びλ２について上記したと類似の方法で再結合される
。
【００２６】 全ての変調された信号は、一続き１５”’内の最後のＯＡＭの出力から光フア
イバを介して第２ＥＤＦＡ１６の入力へ送信される。これは信号を増幅するため
に必要であり、そして光フアイバが大変長い時に特に重要である。ＥＤＦＡ１６
は、第２の光フアイバ（図示しない）を使用して供給される別個の光源を使用し
て、ポンプできる。そして、増幅された信号はＥＤＦＡ１６の出力から第３ＥＤ
ＦＡ１７の入力へ送信される。この第３ＥＤＦＡ１７は、船上のドライ・エンド
内にあり、そして信号を増幅するために再び使用される。この増幅器は予備増幅
器として動作し、そして相対的に低電力の信号へ大きな利得を与える。そして、
信号は第３ＥＤＦＡ１７の出力から波長デマルチプレクサ１８の入力へ送信され
る。これは信号λ１、λ２、λ３及びλ４を非多重化して、各信号がデマルチプ
レクサ１８の対応する出力を介してそれぞれの検出器２３、２４、２５、２６の
入力へ送信するようになっている。検出器２３、２４、２５、２６の入力へ送る
前に、各信号は帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２の１つを通過する。各
検出器２３、２４、２５、２６の出力は、測定システム２７の入力に接続されて
いる。ヘテロダイン検出を使用して、測定システムは同じ波長の信号間の干渉位
相を測定し、そしてこれは検知器要素の長さの変化に関係付けることができ、そ
して、この検知器要素の長さは、次に、圧力又は加速度などの物理パラメータの
変化に関係付けることができる。検出器における信号のタイミングは、以下に説
明するような信号を発生した検知器要素を表示する。
イバを介して第２ＥＤＦＡ１６の入力へ送信される。これは信号を増幅するため
に必要であり、そして光フアイバが大変長い時に特に重要である。ＥＤＦＡ１６
は、第２の光フアイバ（図示しない）を使用して供給される別個の光源を使用し
て、ポンプできる。そして、増幅された信号はＥＤＦＡ１６の出力から第３ＥＤ
ＦＡ１７の入力へ送信される。この第３ＥＤＦＡ１７は、船上のドライ・エンド
内にあり、そして信号を増幅するために再び使用される。この増幅器は予備増幅
器として動作し、そして相対的に低電力の信号へ大きな利得を与える。そして、
信号は第３ＥＤＦＡ１７の出力から波長デマルチプレクサ１８の入力へ送信され
る。これは信号λ１、λ２、λ３及びλ４を非多重化して、各信号がデマルチプ
レクサ１８の対応する出力を介してそれぞれの検出器２３、２４、２５、２６の
入力へ送信するようになっている。検出器２３、２４、２５、２６の入力へ送る
前に、各信号は帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２の１つを通過する。各
検出器２３、２４、２５、２６の出力は、測定システム２７の入力に接続されて
いる。ヘテロダイン検出を使用して、測定システムは同じ波長の信号間の干渉位
相を測定し、そしてこれは検知器要素の長さの変化に関係付けることができ、そ
して、この検知器要素の長さは、次に、圧力又は加速度などの物理パラメータの
変化に関係付けることができる。検出器における信号のタイミングは、以下に説
明するような信号を発生した検知器要素を表示する。
【００２７】 図２に、光フアイバ検知器集合体と共に使用される典型的な検知器配列１４を
示す。検知器配列１４は、入力２８、３つの光学分割器／再結合器２９、２９’
、２９”、３つの遅延コイル３０、３０’、３０”、検知器要素の４つのグルー
プ３１、３２、３３、３４、各グループが８つの検知器要素を含み、及び出力３
５を含む。部品は光フアイバにより接続される。単色光信号は入力２８を介して
配列中に送信される。この信号は、光フアイバ３６を介して光学分割器／再結合
器２９、２９’、２９”を経由して検出器要素３１、３２、３３、３４のグルー
プへ送信される。信号は光学結合器を介して各検知器要素へ送信される。結合器
は、図２中の小さな点で示されるように、光フアイバの長さに沿って離間されて
、各検知器へ光信号は時間的に分離されるようになっている。そして、信号は個
別の検知器の各々により変調され、そしてそれぞれの光学結合器を介して配列の
出力３５へ分割器／再結合器２９、２９’、２９”の入力再結合器入力を経て送
信される。光学遅延は光フアイバの異なる長さにより示されるように各検知器要
素に対して異なる。光フアイバ接続の長さ及び遅延コイル３０、３０’、３０”
は、各検知器要素からの信号が図１に示されるような測定システム２７により分
離できるように構成されている。
示す。検知器配列１４は、入力２８、３つの光学分割器／再結合器２９、２９’
、２９”、３つの遅延コイル３０、３０’、３０”、検知器要素の４つのグルー
プ３１、３２、３３、３４、各グループが８つの検知器要素を含み、及び出力３
５を含む。部品は光フアイバにより接続される。単色光信号は入力２８を介して
配列中に送信される。この信号は、光フアイバ３６を介して光学分割器／再結合
器２９、２９’、２９”を経由して検出器要素３１、３２、３３、３４のグルー
プへ送信される。信号は光学結合器を介して各検知器要素へ送信される。結合器
は、図２中の小さな点で示されるように、光フアイバの長さに沿って離間されて
、各検知器へ光信号は時間的に分離されるようになっている。そして、信号は個
別の検知器の各々により変調され、そしてそれぞれの光学結合器を介して配列の
出力３５へ分割器／再結合器２９、２９’、２９”の入力再結合器入力を経て送
信される。光学遅延は光フアイバの異なる長さにより示されるように各検知器要
素に対して異なる。光フアイバ接続の長さ及び遅延コイル３０、３０’、３０”
は、各検知器要素からの信号が図１に示されるような測定システム２７により分
離できるように構成されている。
【００２８】 このような配列は、１つの単色光信号により約３２までの検知器要素の測定を
可能にする。
可能にする。
【００２９】 図３には、水中聴音器として光フアイバ検知器集合体内に使用できる典型的な
圧力検知器要素を示す。検知器要素は、入力４０、光フアイバ３９のコイル、反
射端４３を持った方向性結合器４２を含んだ光フアイバのエンド・ピース４１、
心棒３７及びフォーム覆い３８を含む。検知器要素の全体は、エポキシ樹脂（図
示しない）などの柔軟性材料により覆われている。心棒３７の回りに巻かれてい
る光フアイバ３９の長さは典型的に１００ｍである。心棒３７は、コイルのため
に効率的な空気支持を与えるフォーム覆い３８により取囲まれている。上記した
ように単色光信号が検知器要素の入力４０へ送信される。光フアイバ３９の長さ
に沿って信号が送られて、方向性結合器４２の反射端４３により反射され、そし
て入力４０を介して要素の外へ送られる。光フアイバ３７の長さの変化は、要素
が受ける温度、圧力及びひずみに依存し、従って、信号が検知器要素を通過する
ために要する時間はこれらのパラメータに依存する。反射信号の通過時間は反射
パルスと参照パルスの間の位相差を決定し、２つのパルス間の干渉を測定すると
、例えば、圧力を決定するのに使用できる。図１において前に示したような検知
器２３、２４、２５、２６及び測定システム２７の組合せは干渉を測定するのに
使用される。
圧力検知器要素を示す。検知器要素は、入力４０、光フアイバ３９のコイル、反
射端４３を持った方向性結合器４２を含んだ光フアイバのエンド・ピース４１、
心棒３７及びフォーム覆い３８を含む。検知器要素の全体は、エポキシ樹脂（図
示しない）などの柔軟性材料により覆われている。心棒３７の回りに巻かれてい
る光フアイバ３９の長さは典型的に１００ｍである。心棒３７は、コイルのため
に効率的な空気支持を与えるフォーム覆い３８により取囲まれている。上記した
ように単色光信号が検知器要素の入力４０へ送信される。光フアイバ３９の長さ
に沿って信号が送られて、方向性結合器４２の反射端４３により反射され、そし
て入力４０を介して要素の外へ送られる。光フアイバ３７の長さの変化は、要素
が受ける温度、圧力及びひずみに依存し、従って、信号が検知器要素を通過する
ために要する時間はこれらのパラメータに依存する。反射信号の通過時間は反射
パルスと参照パルスの間の位相差を決定し、２つのパルス間の干渉を測定すると
、例えば、圧力を決定するのに使用できる。図１において前に示したような検知
器２３、２４、２５、２６及び測定システム２７の組合せは干渉を測定するのに
使用される。
【００３０】 個別の検知器要素へのアドレスは、以下の様に実行されることが理解される。
各単色光パルスが図示するように個別の検知器を行毎に順次にアドレスする。個
別の検知器要素からの変調された出力が加算され、これにより検知器要素アドレ
ス情報は保持される。従って、検知器情報は異なる配列の周波数の各々に対して
時分割多重化される。
各単色光パルスが図示するように個別の検知器を行毎に順次にアドレスする。個
別の検知器要素からの変調された出力が加算され、これにより検知器要素アドレ
ス情報は保持される。従って、検知器情報は異なる配列の周波数の各々に対して
時分割多重化される。
【００３１】 ＯＤＭ及びＯＡＭの一般的な行動は以下の様に説明される。４つの異なる周波
数単色光信号の初期のパルス化された波形がＯＤＭへ接続されて、異なる周波数
の単色光信号の各々がそれぞれのＯＤＭにより初期のパルスから連続的に取除か
れて、そしてそれぞれの配列に接続される。配列による処理の後、異なる周波数
の信号が連続的にそれぞれのＯＡＭ内に一緒に加えられて、初期の波形の周波数
内容を再構成する。
数単色光信号の初期のパルス化された波形がＯＤＭへ接続されて、異なる周波数
の単色光信号の各々がそれぞれのＯＤＭにより初期のパルスから連続的に取除か
れて、そしてそれぞれの配列に接続される。配列による処理の後、異なる周波数
の信号が連続的にそれぞれのＯＡＭ内に一緒に加えられて、初期の波形の周波数
内容を再構成する。
【００３２】 本発明は図１に示すようなＯＤＭ及びＯＡＭの特別の順序に限定されず、そし
て他の構成が以下に説明される。
て他の構成が以下に説明される。
【００３３】 図４には、本発明による光フアイバ検知器集合体の代替的な例が示されている
。光フアイバ検知器集合体は、λ１、λ２、λ３及びλ４と表示される複数の異
なる実質的に単色光信号の源を含む。これらは４つの個別の単色光光源１、２、
３、４により与えられる。これに加えて、４つの光学減衰器５、６、７、８、波
長マルチプレクサ９、パルス発生器１０、第１エルビウム・ドープド光フアイバ
増幅器（ＥＤＦＡ）１１、光フアイバ１２、４つの光学ドロップ・マルチプレク
サ（ＯＤＭ）１３、１３’、１３”、１３”’、４つの検知器配列１４、１４’
、１４”、１４”’、４つの光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）１５、１５’、
１５”、１５”’、第２ＥＤＦＡ１６、第３ＥＤＦＡ１７、波長デマルチプレク
サ１８、４つの帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２、４つの検出器２３、
２４、２５、２６、及び測定システム２７が存在する。
。光フアイバ検知器集合体は、λ１、λ２、λ３及びλ４と表示される複数の異
なる実質的に単色光信号の源を含む。これらは４つの個別の単色光光源１、２、
３、４により与えられる。これに加えて、４つの光学減衰器５、６、７、８、波
長マルチプレクサ９、パルス発生器１０、第１エルビウム・ドープド光フアイバ
増幅器（ＥＤＦＡ）１１、光フアイバ１２、４つの光学ドロップ・マルチプレク
サ（ＯＤＭ）１３、１３’、１３”、１３”’、４つの検知器配列１４、１４’
、１４”、１４”’、４つの光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）１５、１５’、
１５”、１５”’、第２ＥＤＦＡ１６、第３ＥＤＦＡ１７、波長デマルチプレク
サ１８、４つの帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２、４つの検出器２３、
２４、２５、２６、及び測定システム２７が存在する。
【００３４】 図１に関して前述したように、信号が生成されて、そして光学ドロップ・マル
チプレクサ（ＯＤＭ）１３の入力へ送信される。
チプレクサ（ＯＤＭ）１３の入力へ送信される。
【００３５】 単色光信号λ１の１つは、ＯＤＭ１３の第１出力を介して検知器配列１４の入
力へ送信される。単色光信号λ１は、個別の検知器要素（図示しない）へ配列１
４を介して送信される。検知器要素は信号を変調し、そして、変調されたλ１信
号は配列１４の出力を介してＯＡＭ１５の第１入力へ送信される。残りの信号（
λ２、λ３、λ４）はＯＤＭ１３の第２出力を介して一続きのＯＤＭの次のＯＤ
Ｍ１３’の入力へ送信される。
力へ送信される。単色光信号λ１は、個別の検知器要素（図示しない）へ配列１
４を介して送信される。検知器要素は信号を変調し、そして、変調されたλ１信
号は配列１４の出力を介してＯＡＭ１５の第１入力へ送信される。残りの信号（
λ２、λ３、λ４）はＯＤＭ１３の第２出力を介して一続きのＯＤＭの次のＯＤ
Ｍ１３’の入力へ送信される。
【００３６】 ＯＤＭ１３’は同調されて、単色光信号（λ２）の１つがその出力の１つを介
して検知器配列１４’の入力へ送信され、そして残りの信号（非変調のλ３及び
λ４）が第２出力を介して一続きのＯＤＭの次のＯＤＭ１４”の入力へ送信され
るようにする。単色光信号（λ２）は検知器配列１４’内の検知器要素（図示し
ない）により変調されて、そして、変調された信号が配列１４’の出力を介して
ＯＡＭ１５’の第１入力へ送信される。前述したのと同じ方法で、λ３及びλ４
信号はそれぞれ検知器配列１４”及び１４”’内の検知器要素により変調され、
そして、それぞれ配列１４”及び１４”’内の出力を介してそれぞれＯＡＭ１５
”及び１５”’の各々の第１入力へと送信される。
して検知器配列１４’の入力へ送信され、そして残りの信号（非変調のλ３及び
λ４）が第２出力を介して一続きのＯＤＭの次のＯＤＭ１４”の入力へ送信され
るようにする。単色光信号（λ２）は検知器配列１４’内の検知器要素（図示し
ない）により変調されて、そして、変調された信号が配列１４’の出力を介して
ＯＡＭ１５’の第１入力へ送信される。前述したのと同じ方法で、λ３及びλ４
信号はそれぞれ検知器配列１４”及び１４”’内の検知器要素により変調され、
そして、それぞれ配列１４”及び１４”’内の出力を介してそれぞれＯＡＭ１５
”及び１５”’の各々の第１入力へと送信される。
【００３７】 変調されたλ４信号はＯＡＭ１５”’の出力を介してＯＡＭ１５”の第２入力
内に送信され、ＯＡＭ１５”は出力を介して変調されたλ３及びλ４信号をＯＡ
Ｍ１５’の第２入力へ送信する。ＯＡＭ１５’は、その入力（すなわち、変調さ
れたλ２、λ３及びλ４信号）に入射する信号を出力を介してＯＡＭ１５の第２
入力へ送信する。ＯＡＭ１５はこれらの信号をその第１入力（変調されたλ１）
に入射する信号と再結合する。このサブ集合体の出力点で、全てのサブ集合体配
列からの変調された信号が全て再結合される。そして、再結合された信号は第２
ＥＤＦＡ１６の入力へ送信される。この信号は検出器２３、２４、２５、２６へ
送信され、そして、図１に関して前述したように測定システム２７により分離さ
れる。
内に送信され、ＯＡＭ１５”は出力を介して変調されたλ３及びλ４信号をＯＡ
Ｍ１５’の第２入力へ送信する。ＯＡＭ１５’は、その入力（すなわち、変調さ
れたλ２、λ３及びλ４信号）に入射する信号を出力を介してＯＡＭ１５の第２
入力へ送信する。ＯＡＭ１５はこれらの信号をその第１入力（変調されたλ１）
に入射する信号と再結合する。このサブ集合体の出力点で、全てのサブ集合体配
列からの変調された信号が全て再結合される。そして、再結合された信号は第２
ＥＤＦＡ１６の入力へ送信される。この信号は検出器２３、２４、２５、２６へ
送信され、そして、図１に関して前述したように測定システム２７により分離さ
れる。
【００３８】 この特定の実施の形態は、図１に示される実施の形態と比較した時に同じ波長
の信号間の混信を効率的に減少する。これは、ＯＤＭの１つの出力（例えば、λ
１）により「ドロップ」される信号を同じＯＤＭのその他の出力により送信され
る同じ波長のどんな信号から分離することにより生ずる。図４に示される集合体
内の光フアイバのどんな２つのサブ集合体間（又は、サブ集合体内）の分断は、
全ての信号の損失を生じない。例えば、ＯＤＭ１３’及び１３”間（発射フアイ
バ）の光フアイバの分断は検知器配列１４”と１４”’の信号の送信を妨げるが
、１４と１４’の信号の送信を妨げない。同様に、ＯＡＭ１５’及び１５”（戻
りフアイバ）間の光フアイバの分断は検知配列１４”と１４”’から検出器２３
、２４、２５、２６への信号の送信を妨げるのみである。図４に示される構成に
おいて、異なる単色光信号の光学経路は異なるであろう。
の信号間の混信を効率的に減少する。これは、ＯＤＭの１つの出力（例えば、λ
１）により「ドロップ」される信号を同じＯＤＭのその他の出力により送信され
る同じ波長のどんな信号から分離することにより生ずる。図４に示される集合体
内の光フアイバのどんな２つのサブ集合体間（又は、サブ集合体内）の分断は、
全ての信号の損失を生じない。例えば、ＯＤＭ１３’及び１３”間（発射フアイ
バ）の光フアイバの分断は検知器配列１４”と１４”’の信号の送信を妨げるが
、１４と１４’の信号の送信を妨げない。同様に、ＯＡＭ１５’及び１５”（戻
りフアイバ）間の光フアイバの分断は検知配列１４”と１４”’から検出器２３
、２４、２５、２６への信号の送信を妨げるのみである。図４に示される構成に
おいて、異なる単色光信号の光学経路は異なるであろう。
【００３９】 代替的に、図５に示されるような構成は、異なる単色光信号間の光学経路の差
異を最小にするために使用できる。光学経路は、光フアイバの長さよりも、その
中を信号が送信される高い挿入損失部分により主として決定され、特定の信号の
飛行距離である光学経路長と混乱させることを意図していない。本発明は、個別
の検知器要素からの信号を分離するために、わずかに異なる経路長を有する信号
に依存している。光フアイバ検知器集合体は、４つの個別の単色光光源１、２、
３、４により与えられる複数の異なる実質的に単色光信号λ１、λ２、λ３及び
λ４の源を含む。また、４つの光学減衰器５、６、７、８、波長マルチプレクサ
９、パルス発生器１０、第１エルビウム・ドープド光増幅器（ＥＤＦＡ）１１、
光フアイバ、４つの光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３、１３’、１
３”、１３”’、４つの検知器配列１４、１４’、１４”、１４”’、４つの光
学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）１５、１５’、１５”、１５”’、遠隔的にポ
ンプされる第２ＥＤＦＡ１６、第３ＥＤＦＡ１７、波長デマルチプレクサ１８、
４つの帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２、４つの検出器２３、２４、２
５、２６、及び、測定システム２７が設けられる。信号は、図１に関して前述し
たように、光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３の入力へ送信される。
１つの単色光信号λ１は、ＯＤＭ１３の第１出力を介して検知器配列１４の入力
へ送信される。この単色光信号（λ１）は、配列１４を介して個別の検知器要素
（図示しない）へ送信される。検知器要素は信号を変調し、そして、変調された
信号は配列１４の出力を介してＯＡＭ１５の入力へ送信される。変調されたλ１
信号は、ＯＡＭ１５の出力を介してＯＡＭ１５’の第１入力へ送信される。
異を最小にするために使用できる。光学経路は、光フアイバの長さよりも、その
中を信号が送信される高い挿入損失部分により主として決定され、特定の信号の
飛行距離である光学経路長と混乱させることを意図していない。本発明は、個別
の検知器要素からの信号を分離するために、わずかに異なる経路長を有する信号
に依存している。光フアイバ検知器集合体は、４つの個別の単色光光源１、２、
３、４により与えられる複数の異なる実質的に単色光信号λ１、λ２、λ３及び
λ４の源を含む。また、４つの光学減衰器５、６、７、８、波長マルチプレクサ
９、パルス発生器１０、第１エルビウム・ドープド光増幅器（ＥＤＦＡ）１１、
光フアイバ、４つの光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３、１３’、１
３”、１３”’、４つの検知器配列１４、１４’、１４”、１４”’、４つの光
学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）１５、１５’、１５”、１５”’、遠隔的にポ
ンプされる第２ＥＤＦＡ１６、第３ＥＤＦＡ１７、波長デマルチプレクサ１８、
４つの帯域通過フイルタ１９、２０、２１、２２、４つの検出器２３、２４、２
５、２６、及び、測定システム２７が設けられる。信号は、図１に関して前述し
たように、光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）１３の入力へ送信される。
１つの単色光信号λ１は、ＯＤＭ１３の第１出力を介して検知器配列１４の入力
へ送信される。この単色光信号（λ１）は、配列１４を介して個別の検知器要素
（図示しない）へ送信される。検知器要素は信号を変調し、そして、変調された
信号は配列１４の出力を介してＯＡＭ１５の入力へ送信される。変調されたλ１
信号は、ＯＡＭ１５の出力を介してＯＡＭ１５’の第１入力へ送信される。
【００４０】 残りの信号（λ２、λ３、λ４）は、ＯＤＭ１３の第２出力を介して、一続き
のＯＤＭの次のＯＤＭ１３’の入力へ送信される。単色光信号（λ２）の１つが
ＯＤＭ１３’の第１出力を介して検知器配列１４’の入力へ送信され、そして、
残りの信号（非変調のλ３及びλ４）が第２出力を介して一続きのＯＤＭの次の
ＯＤＭ１３”の入力へ送信されるように、ＯＤＭ１３’が同調される。単色光信
号（λ２）は、検知器配列１４’内の検知器要素（図示しない）により変調され
、そして、変調された信号は配列１４’の出力を介してＯＡＭ１５’の第２入力
へ送信される。ＯＡＭ１５’は、変調されたλ１及びλ２信号を結合し、これら
を出力を介してＯＡＭ１５”の第１入力へ送信する。単色光信号（λ３）の１つ
がＯＤＭ１３”の第１出力を介して検知器配列１４”の入力へ送信され、そして
、残りの信号（非変調のλ４）がＯＤＭ１３”の第２出力を介して一続きのＯＤ
Ｍの次のＯＤＭ１３”’の入力へ送信されるように、ＯＤＭ１３”が同調される
。単色光信号（λ３）は、検知器配列１４”内の検知器要素（図示しない）によ
り変調され、そして、変調された信号は配列１４”の出力を介してＯＡＭ１５”
の第２入力へ送信される。ＯＡＭ１５”は、第１入力へ入射する信号（変調され
たλ１及びλ２信号）を第２入力へ入射する信号（変調されたλ３信号）と結合
し、それらを出力を介してＯＡＭ１５”’の第１入力へ送信する。単色光信号（
λ４）の１つがＯＤＭ１３”’の第１出力を介して検知器配列１４”’の入力へ
送信されるように、ＯＤＭ１３”’が同調される。単色光信号（λ４）は、検知
器配列１４”’内の検知器要素（図示しない）により変調され、そして、変調さ
れた信号は配列１４”’の出力を介してＯＡＭ１５”’の第２入力へ送信される
。
のＯＤＭの次のＯＤＭ１３’の入力へ送信される。単色光信号（λ２）の１つが
ＯＤＭ１３’の第１出力を介して検知器配列１４’の入力へ送信され、そして、
残りの信号（非変調のλ３及びλ４）が第２出力を介して一続きのＯＤＭの次の
ＯＤＭ１３”の入力へ送信されるように、ＯＤＭ１３’が同調される。単色光信
号（λ２）は、検知器配列１４’内の検知器要素（図示しない）により変調され
、そして、変調された信号は配列１４’の出力を介してＯＡＭ１５’の第２入力
へ送信される。ＯＡＭ１５’は、変調されたλ１及びλ２信号を結合し、これら
を出力を介してＯＡＭ１５”の第１入力へ送信する。単色光信号（λ３）の１つ
がＯＤＭ１３”の第１出力を介して検知器配列１４”の入力へ送信され、そして
、残りの信号（非変調のλ４）がＯＤＭ１３”の第２出力を介して一続きのＯＤ
Ｍの次のＯＤＭ１３”’の入力へ送信されるように、ＯＤＭ１３”が同調される
。単色光信号（λ３）は、検知器配列１４”内の検知器要素（図示しない）によ
り変調され、そして、変調された信号は配列１４”の出力を介してＯＡＭ１５”
の第２入力へ送信される。ＯＡＭ１５”は、第１入力へ入射する信号（変調され
たλ１及びλ２信号）を第２入力へ入射する信号（変調されたλ３信号）と結合
し、それらを出力を介してＯＡＭ１５”’の第１入力へ送信する。単色光信号（
λ４）の１つがＯＤＭ１３”’の第１出力を介して検知器配列１４”’の入力へ
送信されるように、ＯＤＭ１３”’が同調される。単色光信号（λ４）は、検知
器配列１４”’内の検知器要素（図示しない）により変調され、そして、変調さ
れた信号は配列１４”’の出力を介してＯＡＭ１５”’の第２入力へ送信される
。
【００４１】 ＯＡＭ１５”’は、その入力に入射する信号（変調されたλ１、λ２、λ３及
びλ４）を再結合し、それらを出力、サブ集合体出力を介して、第２ＥＤＦＡ１
６の入力へ送信する。信号は検出器２３、２４、２５、２６へ送信されて、図１
に関連して前述したように測定システム２７により分離される。
びλ４）を再結合し、それらを出力、サブ集合体出力を介して、第２ＥＤＦＡ１
６の入力へ送信する。信号は検出器２３、２４、２５、２６へ送信されて、図１
に関連して前述したように測定システム２７により分離される。
【００４２】 この実施の形態は、異なる単色光信号間の光学経路の差異を最小にする。それ
はまた図１に示される実施の形態と比較して、同じ波長の信号間の混信を効果的
に減少する。これは、ＯＤＭの１つの出力（例えば、λ１）により「ドロップ」
される信号を同じＯＤＭの他の出力により送信される同じ波長のどんな信号から
も分離することにより生ずる。
はまた図１に示される実施の形態と比較して、同じ波長の信号間の混信を効果的
に減少する。これは、ＯＤＭの１つの出力（例えば、λ１）により「ドロップ」
される信号を同じＯＤＭの他の出力により送信される同じ波長のどんな信号から
も分離することにより生ずる。
【００４３】 圧力に加えて、このような光フアイバ検知器集合体は、とりわけ、変位、加速
度、ひずみ、温度、電磁場、及び地震活動を検知するのに使用できる。使用され
る検知器要素は検知されるパラメータに依存して選択される。ＯＤＭ及びＯＡＭ
は集積光学追加−ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）として提供されてもよ
い。このような光フアイバ検知器集合体内のＯＡＤＭの使用は、大変に高密度に
充填された信号を可能にする（信号の波長間の間隙は１．６ｎｍ未満であり、そ
して０．８ｎｍほど小さい）。ＯＡＤＭは、大変軽く、集合体の重量を減少する
。ＥＤＦＡ１６は、大変軽いために有利であり、そして、もし検知器配列の近く
に置かれると顕著な光学利得を与える。
度、ひずみ、温度、電磁場、及び地震活動を検知するのに使用できる。使用され
る検知器要素は検知されるパラメータに依存して選択される。ＯＤＭ及びＯＡＭ
は集積光学追加−ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）として提供されてもよ
い。このような光フアイバ検知器集合体内のＯＡＤＭの使用は、大変に高密度に
充填された信号を可能にする（信号の波長間の間隙は１．６ｎｍ未満であり、そ
して０．８ｎｍほど小さい）。ＯＡＤＭは、大変軽く、集合体の重量を減少する
。ＥＤＦＡ１６は、大変軽いために有利であり、そして、もし検知器配列の近く
に置かれると顕著な光学利得を与える。
【００４４】 別個の単色光レーザー１−４などの個別の周波数源と波長マルチプレクサ９と
を組合せた効果は、必要な数（この場合は４）の異なる周波数を有する源を提供
することが理解される。これは本発明の範囲内にある他の等価な構成により置換
できることが理解される。等価な構成は、例えば、光フアイバ内で異なる周波数
のいくつかの単色光信号を生成することができ、これらをこの光フアイバを介し
てサブ集合体配列へ波長マルチプレクサ９の必要性無しに送信できるコンパクト
な単一源である分布帰還形レーザーを含む。
を組合せた効果は、必要な数（この場合は４）の異なる周波数を有する源を提供
することが理解される。これは本発明の範囲内にある他の等価な構成により置換
できることが理解される。等価な構成は、例えば、光フアイバ内で異なる周波数
のいくつかの単色光信号を生成することができ、これらをこの光フアイバを介し
てサブ集合体配列へ波長マルチプレクサ９の必要性無しに送信できるコンパクト
な単一源である分布帰還形レーザーを含む。
【００４５】 ある光部品（ＯＡＭ及びＯＤＭ）を省略しても、本発明に従い機能する検知器
集合体が得られることは、当業者には容易に理解される。例えば、図４に示され
る実施の形態では、ＯＤＭ１３”’及びＯＡＭ１５”’を含む必要性はない。も
し、ＯＤＭ１３”’が省略される場合、ＯＤＭ１３”の出力は直接に検知器配列
１４”’の入力へ接続できる。同様に、もしＯＡＭ１５”’が省略される場合、
検知器配列１４”’の出力はＯＡＭ１５”の第２入力へ接続される。これは必要
な光学部品の数を減少し、そしてシステムの重量とコストを減少する。
集合体が得られることは、当業者には容易に理解される。例えば、図４に示され
る実施の形態では、ＯＤＭ１３”’及びＯＡＭ１５”’を含む必要性はない。も
し、ＯＤＭ１３”’が省略される場合、ＯＤＭ１３”の出力は直接に検知器配列
１４”’の入力へ接続できる。同様に、もしＯＡＭ１５”’が省略される場合、
検知器配列１４”’の出力はＯＡＭ１５”の第２入力へ接続される。これは必要
な光学部品の数を減少し、そしてシステムの重量とコストを減少する。
【００４６】 図５に示される実施の形態では、ＯＤＭ１３”’及びＯＡＭ１５の両方又は１
つを含める必要性はない。ＯＤＭ１３”’が省略される場合、ＯＤＭ１３”’の
出力は直接に検知器配列１４”’の入力へ接続される。同様に、もし、ＯＡＭ１
５が省略される場合、検知器配列１４の出力はＯＡＭ１５’の第２入力に接続さ
れる。これは光学部品の数を減少して、従って、システムのコスト及び重量を減
少する。しかし、λ１及び／又はλ４信号が他の信号よりも１つ少ない光学部品
を通過するために、共通の光学経路が失われる。
つを含める必要性はない。ＯＤＭ１３”’が省略される場合、ＯＤＭ１３”’の
出力は直接に検知器配列１４”’の入力へ接続される。同様に、もし、ＯＡＭ１
５が省略される場合、検知器配列１４の出力はＯＡＭ１５’の第２入力に接続さ
れる。これは光学部品の数を減少して、従って、システムのコスト及び重量を減
少する。しかし、λ１及び／又はλ４信号が他の信号よりも１つ少ない光学部品
を通過するために、共通の光学経路が失われる。
【００４７】 図６は、図１に提案された光フアイバ検知器集合体の性能を確証するために使
用される光フアイバ検知器集合体の実験的構成の概略的な表示である。同様な番
号を付した部品及び集合体は図１に関して説明した方法と実質的に同様に動作す
る。この実験的な構成は、３つの異なる実質的に単色光信号（λ１、λ２、及び
λ３と表示され、それぞれ、１５５１．６８ｎｍ、１５５３．３６ｎｍ及び１５
５４．９３ｎｍ）の源を含み、この内の２つ（λ１及びλ２）は実験で能動的に
使用される。源は、直列に接続された３つの別個のエルビウム（Ｅｒ）ドープド
光フアイバ・レーザー・キャビテイからなり、それらの複合出力λ１、λ２及び
λ３を増幅のためにＥｒドープド光フアイバのある長さに発射する。アイソレー
タはレーザー１、２、３を通過する増幅器雑音を減少する。源は単一の１００ｍ
Ｗ １４８０ｎｍ半導体ポンプ源によりポンプされ、そして約２ｄＢｍの単一縦
方向モード及び４０ｄＢよりも大きい光学信号対雑音比を有する波長当りに単一
分極モード・パワーを発生する。
用される光フアイバ検知器集合体の実験的構成の概略的な表示である。同様な番
号を付した部品及び集合体は図１に関して説明した方法と実質的に同様に動作す
る。この実験的な構成は、３つの異なる実質的に単色光信号（λ１、λ２、及び
λ３と表示され、それぞれ、１５５１．６８ｎｍ、１５５３．３６ｎｍ及び１５
５４．９３ｎｍ）の源を含み、この内の２つ（λ１及びλ２）は実験で能動的に
使用される。源は、直列に接続された３つの別個のエルビウム（Ｅｒ）ドープド
光フアイバ・レーザー・キャビテイからなり、それらの複合出力λ１、λ２及び
λ３を増幅のためにＥｒドープド光フアイバのある長さに発射する。アイソレー
タはレーザー１、２、３を通過する増幅器雑音を減少する。源は単一の１００ｍ
Ｗ １４８０ｎｍ半導体ポンプ源によりポンプされ、そして約２ｄＢｍの単一縦
方向モード及び４０ｄＢよりも大きい光学信号対雑音比を有する波長当りに単一
分極モード・パワーを発生する。
【００４８】 レーザー１、２、３の出力は光フアイバ１２を介して、２つの音響−光学変調
器（ＡＯＭ）４６及び４６’及び遅延コイル４７を含む経路平衡ユニット４５内
に発射される。各ＡＯＭ４６、４６’は、パルスを発生するためにλ１及びλ２
の両方を変調する。遅延コイル４７は、ＡＯＭ４６、４６’の１つの出力を他に
対して、検知器集合体１４又は１４’内の通過時間の２倍に等しい時間だけ遅延
する。さらに、各ＡＯＭ４６、４６’は周波数シフターとして動作する。従って
、ＡＯＭを特定のバースト・サインで駆動することにより、検知器集合体内の検
知器要素（図示しない）は、検知器配列１４又は１４’内の通過時間の２倍に設
定された期間だけ分離され周波数がシフトされた２つの光パルスにより効果的に
測定される。この構成は検知器要素（図示しない）の各々ないの有効経路非平衡
が最小にされ、従って、システム内の雑音を劇的に減少するという利点を有する
。そして、経路平衡ユニット４５から送信されるパルスは、エルビウム・ドープ
ド光フアイバ・パワー増幅器１１により増幅される。増幅器１１、経路平衡ユニ
ット４５、ポンプ４４、４４’、及び、レーザー１、２、３は全て集合体のドラ
イ・エンドである。
器（ＡＯＭ）４６及び４６’及び遅延コイル４７を含む経路平衡ユニット４５内
に発射される。各ＡＯＭ４６、４６’は、パルスを発生するためにλ１及びλ２
の両方を変調する。遅延コイル４７は、ＡＯＭ４６、４６’の１つの出力を他に
対して、検知器集合体１４又は１４’内の通過時間の２倍に等しい時間だけ遅延
する。さらに、各ＡＯＭ４６、４６’は周波数シフターとして動作する。従って
、ＡＯＭを特定のバースト・サインで駆動することにより、検知器集合体内の検
知器要素（図示しない）は、検知器配列１４又は１４’内の通過時間の２倍に設
定された期間だけ分離され周波数がシフトされた２つの光パルスにより効果的に
測定される。この構成は検知器要素（図示しない）の各々ないの有効経路非平衡
が最小にされ、従って、システム内の雑音を劇的に減少するという利点を有する
。そして、経路平衡ユニット４５から送信されるパルスは、エルビウム・ドープ
ド光フアイバ・パワー増幅器１１により増幅される。増幅器１１、経路平衡ユニ
ット４５、ポンプ４４、４４’、及び、レーザー１、２、３は全て集合体のドラ
イ・エンドである。
【００４９】 増幅されたパルスは、光フアイバ１２の長い部分を介して、光学ドロップ・マ
ルチプレクサ（ＯＤＭ）１３、この場合は干渉フイルタに基づいたＪＤＳフイッ
テルＯＤＭ、へ送信される。ＯＤＭ１３は、波長λ１の光を検知器配列１４へ送
信し、そして他の波長（この場合は、λ２及びλ３）の光を光学追加マルチプレ
クサ（ＯＡＭ）１５、又は、ＪＤＳフイッテル・ユニットの入力へ送信させる。
ＯＡＭ１５は、ＯＡＭの１つの入力への光入射λ２及びλ３を検知器配列１４か
らの変調された光λ１信号と結合する。ＯＡＭ１５の出力は、ブラッグ格子マッ
ハ−ツェンダー干渉計に基づいた光学追加ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ
）４８の入力へ送信される。ＯＡＤＭ４８は、波長λ２の光を、混信を減少する
ために使用される遅延コイル４７’を介して検知器配列１４’へ送信させる。検
知器配列１４’からの変調された信号は、ＯＡＤＭ４８の「追加」機能により他
の波長の信号と再結合される。ＪＤＳフイッテル・ユニットと対比して、マッハ
−ツェンダー装置は単一ユニット内でドロップ及び追加成分を提供する。隣接チ
ャンネル及びチャンネル内混信を生ずる機構の説明が以下になされる。
ルチプレクサ（ＯＤＭ）１３、この場合は干渉フイルタに基づいたＪＤＳフイッ
テルＯＤＭ、へ送信される。ＯＤＭ１３は、波長λ１の光を検知器配列１４へ送
信し、そして他の波長（この場合は、λ２及びλ３）の光を光学追加マルチプレ
クサ（ＯＡＭ）１５、又は、ＪＤＳフイッテル・ユニットの入力へ送信させる。
ＯＡＭ１５は、ＯＡＭの１つの入力への光入射λ２及びλ３を検知器配列１４か
らの変調された光λ１信号と結合する。ＯＡＭ１５の出力は、ブラッグ格子マッ
ハ−ツェンダー干渉計に基づいた光学追加ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ
）４８の入力へ送信される。ＯＡＤＭ４８は、波長λ２の光を、混信を減少する
ために使用される遅延コイル４７’を介して検知器配列１４’へ送信させる。検
知器配列１４’からの変調された信号は、ＯＡＤＭ４８の「追加」機能により他
の波長の信号と再結合される。ＪＤＳフイッテル・ユニットと対比して、マッハ
−ツェンダー装置は単一ユニット内でドロップ及び追加成分を提供する。隣接チ
ャンネル及びチャンネル内混信を生ずる機構の説明が以下になされる。
【００５０】 「ドロップ」及び「追加」成分（１３、１５、４８）の標準の光フアイバ「ピ
ッグテイル」と検知配列１４及び１４’内に使用される高開口数（ＮＡ）フアイ
バの間の光学損失を減少するため、モード整合接続（図示しない）が光フアイバ
の関連部分間に置かれる。このような接続は太らせ技術を使用して作成され、そ
して、異なる直径及び異なるＮＡを持つ光フアイバを０．２ｄＢ未満の接続損失
で一緒に接続することを可能にする。
ッグテイル」と検知配列１４及び１４’内に使用される高開口数（ＮＡ）フアイ
バの間の光学損失を減少するため、モード整合接続（図示しない）が光フアイバ
の関連部分間に置かれる。このような接続は太らせ技術を使用して作成され、そ
して、異なる直径及び異なるＮＡを持つ光フアイバを０．２ｄＢ未満の接続損失
で一緒に接続することを可能にする。
【００５１】 検知器配列１４及び１４’は、それぞれ８及び４検知器要素（図示しない）を
含む。各検知器要素は、空気で支持されて心棒上に巻き付けられた光フアイバの
コイルを含み、高感度（典型的に０．５ｒａｄ／Ｐａ）の検知器及び合理的な帯
域幅（３ＫＨｚを超える）を与える。コイルは順次に一緒に接続されて、１つの
ポートに取り付けられた反射ミラーを持つ単方向結合器により分離される。結合
器の他のポートは、反射が１つの方向のみに発生するように屈折率が整合されて
いて、複数経路反射が抑制されることを保証している。各検知器要素から受信さ
れた光学パワーは、各結合器の結合器比を適合させることにより均等化される。
ＡＯＭ４６、４６’からの光パルスは、各検知器要素からの戻り光信号が２つの
パルスの重ね合せを含み、１つが反射ミラーから反射され、従って、参照信号を
形成し、他方が検知器要素へ行って戻ってきたものであるよう、上記のように生
成される。
含む。各検知器要素は、空気で支持されて心棒上に巻き付けられた光フアイバの
コイルを含み、高感度（典型的に０．５ｒａｄ／Ｐａ）の検知器及び合理的な帯
域幅（３ＫＨｚを超える）を与える。コイルは順次に一緒に接続されて、１つの
ポートに取り付けられた反射ミラーを持つ単方向結合器により分離される。結合
器の他のポートは、反射が１つの方向のみに発生するように屈折率が整合されて
いて、複数経路反射が抑制されることを保証している。各検知器要素から受信さ
れた光学パワーは、各結合器の結合器比を適合させることにより均等化される。
ＡＯＭ４６、４６’からの光パルスは、各検知器要素からの戻り光信号が２つの
パルスの重ね合せを含み、１つが反射ミラーから反射され、従って、参照信号を
形成し、他方が検知器要素へ行って戻ってきたものであるよう、上記のように生
成される。
【００５２】 検知器配列１４、１４’及び関連する「ドロップ」及び「追加」成分（１３、
１５、４８）は集合体のウエット・エンドにある。
１５、４８）は集合体のウエット・エンドにある。
【００５３】 ＯＡＤＭ４８の出力は、９８０ｎｍポンプ４９によりポンプされる前置増幅器
１７へ送信される。光フアイバを介してドライ・エンドに送信した後、光は同調
可能光フイルタ５０によりフイルタされる。そして、フイルタ５０の出力は光ダ
イオード検出器２３へ送信される。検出器２３からの出力信号は測定システム２
７へ送信され、これは音響信号を抽出するために非多重化及び復調をするのにヘ
テロダイン検出を使用する。 この実験的構成は雑音源を理論的及び実験的に解析した。
１７へ送信される。光フアイバを介してドライ・エンドに送信した後、光は同調
可能光フイルタ５０によりフイルタされる。そして、フイルタ５０の出力は光ダ
イオード検出器２３へ送信される。検出器２３からの出力信号は測定システム２
７へ送信され、これは音響信号を抽出するために非多重化及び復調をするのにヘ
テロダイン検出を使用する。 この実験的構成は雑音源を理論的及び実験的に解析した。
【００５４】 「追加」／「ドロップ」成分内の混信及び検出器２３での混信など、集合体内
にはいくつかの可能な混信源が存在する。「追加」／「ドロップ」成分内の混信
は、２つの形式を取ることができる。すなわち、チャンネル内混信及び異なるチ
ャンネルからの信号間の混信である。混信の後半の形式は、不要な光（例えば、
検知器配列１４の場合のλ２）をある配列へ送信する。これは、このような不要
な信号の強度は一般に大変低い（このような不要な光に対するドロップ及び追加
プロセスに対する５１．８ｄＢの最小の抑制）ため、問題とは考えられない。
にはいくつかの可能な混信源が存在する。「追加」／「ドロップ」成分内の混信
は、２つの形式を取ることができる。すなわち、チャンネル内混信及び異なるチ
ャンネルからの信号間の混信である。混信の後半の形式は、不要な光（例えば、
検知器配列１４の場合のλ２）をある配列へ送信する。これは、このような不要
な信号の強度は一般に大変低い（このような不要な光に対するドロップ及び追加
プロセスに対する５１．８ｄＢの最小の抑制）ため、問題とは考えられない。
【００５５】 チャンネル内混信はより深刻である。このような混信は、検知器配列からの信
号と検知器配列を通過せずに「追加」及び「ドロップ」成分を介して漏洩した同
じ波長の信号の間の干渉を含む。このような干渉は問題を生ずるが、検知器配列
１４’とＯＡＤＭ４８との間に遅延コイル４７’を挿入することにより減少でき
る。従って、チャンネル内混信は、配列１４からの信号と比較して、配列１４’
からの信号に対してずっと減少する。
号と検知器配列を通過せずに「追加」及び「ドロップ」成分を介して漏洩した同
じ波長の信号の間の干渉を含む。このような干渉は問題を生ずるが、検知器配列
１４’とＯＡＤＭ４８との間に遅延コイル４７’を挿入することにより減少でき
る。従って、チャンネル内混信は、配列１４からの信号と比較して、配列１４’
からの信号に対してずっと減少する。
【００５６】 もし隣接チャンネルが十分にフイルタにより抑制されていなければ、隣接配列
からのヘテロダイン信号は光ダイオード２３上で検出されるから、同調可能なフ
イルタ５０による隣接チャンネル・パワーの不十分な抑制に起因して混信の別の
可能な源が発生する。最悪の場合のシナリオは、両方の配列からヘテロダイン信
号が同時に光ダイオードに到達することを確保することにより、模擬できる。光
ダイオードにより受信された信号は、時間多重化された信号を運ぶ波長λ１及び
λ２の信号を持つ３つの波長、λ１、λ２及びλ３からなる。同調可能なフイル
タ５０がλ２に中心を合わされる時、隣接チャンネルλ１は３７ｄＢだけ抑制さ
れ、電気的領域では７４ｄＢに対応する。一方、λ２信号は強く留まる。
からのヘテロダイン信号は光ダイオード２３上で検出されるから、同調可能なフ
イルタ５０による隣接チャンネル・パワーの不十分な抑制に起因して混信の別の
可能な源が発生する。最悪の場合のシナリオは、両方の配列からヘテロダイン信
号が同時に光ダイオードに到達することを確保することにより、模擬できる。光
ダイオードにより受信された信号は、時間多重化された信号を運ぶ波長λ１及び
λ２の信号を持つ３つの波長、λ１、λ２及びλ３からなる。同調可能なフイル
タ５０がλ２に中心を合わされる時、隣接チャンネルλ１は３７ｄＢだけ抑制さ
れ、電気的領域では７４ｄＢに対応する。一方、λ２信号は強く留まる。
【００５７】 動作システムにおいては、同調可能なフイルタ５０は、全てのチャンネルの同
時的な非多重化を可能にする波長デマルチプレクサにより置換えられるだろう。
隣接チャンネルの隔離は、配列−配列混信レベルを−７０ｄＢ未満に保証するた
めに、３５ｄＢよりも大きくすべきで、これは電流波長デマルチプレクサ技術に
より容易に達成できる。もし、１６波長チャンネルが３２ＴＤＭ検知器要素（こ
の場合、水中聴音器要素）からなる配列モジュールと結合されると、単一の光フ
アイバ対を介して全５１２水中聴音器が測定できる。
時的な非多重化を可能にする波長デマルチプレクサにより置換えられるだろう。
隣接チャンネルの隔離は、配列−配列混信レベルを−７０ｄＢ未満に保証するた
めに、３５ｄＢよりも大きくすべきで、これは電流波長デマルチプレクサ技術に
より容易に達成できる。もし、１６波長チャンネルが３２ＴＤＭ検知器要素（こ
の場合、水中聴音器要素）からなる配列モジュールと結合されると、単一の光フ
アイバ対を介して全５１２水中聴音器が測定できる。
【００５８】 実験的構成は、本発明による検知器集合体が多数の検知器要素の測定を可能に
することを示す。この構成の配列に必要とされる光フアイバ及び部品の数の減少
は全体の配列のコストに顕著な影響を有し、そして、ＴＤＭのみに基づいた等し
い大きさの配列と比較した時、光フアイバ遠隔測定の複雑さを相当に減少する。
することを示す。この構成の配列に必要とされる光フアイバ及び部品の数の減少
は全体の配列のコストに顕著な影響を有し、そして、ＴＤＭのみに基づいた等し
い大きさの配列と比較した時、光フアイバ遠隔測定の複雑さを相当に減少する。
【図１】本発明による光フアイバ検知器集合体の第１例の概略的な図。
【図２】図１に示される光フアイバ検知器集合体に使用される検出器配列の
概略図。
概略図。
【図３】図２に示される検出器配列に使用される検出器要素の斜視図。
【図４】本発明による光フアイバ検知器集合体の第２例の概略的な図。
【図５】本発明による光フアイバ検知器集合体の第３例の概略的な図。
【図６】図１に提案された光フアイバ検知器集合体の性能を確認するために
使用される光フアイバ検知器集合体の実験的構成の概略的な図。
使用される光フアイバ検知器集合体の実験的構成の概略的な図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月６日（２００１．３．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】 検知器要素の配列を含んだ多くのこのような集合体が作られている。さまざま
な周知の多重化技術及びそれらの組合せ、例えば、米国特許第５，３６５，３５
９号参照、を使用して、これらは光学的にアドレスされる。このような集合体に
おいて、多重化できるセンサーの数は、さまざまな理由で制限される。例えば、
時分割多重化配列では、約６０センサーのみが単一の発射／戻りフアイバ対上で
多重化できる。これは時分割多重化（ＴＤＭ）及び波長分割多重化（ＷＤＭ）の
組合せを使用することにより増加できる。この技術は、波長空間で相対的に良く
分離された信号を使用する要求により制限を受ける。波長分離限界のこの制約に
よりアドレス可能な検知器の数が制限される（１２回国際コンファレンス、光フ
アイバ検知器に関する会報、アメリカ光学学会、１９９７年、エイ・アール・デ
イビス等、６１６−６１９頁参照）。米国特許第５，６９６，８５７号は、波長
分割多重化と周波数分割多重化（ＦＤＭ）の組合せを使用したシステムを開示し
ている。
な周知の多重化技術及びそれらの組合せ、例えば、米国特許第５，３６５，３５
９号参照、を使用して、これらは光学的にアドレスされる。このような集合体に
おいて、多重化できるセンサーの数は、さまざまな理由で制限される。例えば、
時分割多重化配列では、約６０センサーのみが単一の発射／戻りフアイバ対上で
多重化できる。これは時分割多重化（ＴＤＭ）及び波長分割多重化（ＷＤＭ）の
組合せを使用することにより増加できる。この技術は、波長空間で相対的に良く
分離された信号を使用する要求により制限を受ける。波長分離限界のこの制約に
よりアドレス可能な検知器の数が制限される（１２回国際コンファレンス、光フ
アイバ検知器に関する会報、アメリカ光学学会、１９９７年、エイ・アール・デ
イビス等、６１６−６１９頁参照）。米国特許第５，６９６，８５７号は、波長
分割多重化と周波数分割多重化（ＦＤＭ）の組合せを使用したシステムを開示し
ている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】 本発明によれば、光フアイバ検知器集合体は、 ａ）複数の異なる周波数の実質的に単色光信号の源及び波長デマルチプレクサ（
ＷＤＭ）を有し、この集合体はさらに、 ｂ）源の出力に接続されて、単色光信号の出力パルスの列を発生するための変調
器と、 ｃ）変調器の出力に結合された複数の検知器のサブ集合体であって、各サブ集合
体は光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）と、複数の検知器要素を含んだ検
知器配列と、光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）とを含む、複数の検知器のサブ
集合体とを含み、ＯＤＭは、単一周波数単色光信号パルスの列がそれぞれの各検
知器配列の入力に印加されるように構成され、光遅延手段が、各信号パルスが検
知器配列内のそれぞれの検知器要素に接続する前に連続的に遅延され、配列内の
各検知器要素がそれぞれの検知器要素により変調された各信号を持つ異なる時間
遅延された信号をその出力に発生するように設けられ、そしてＯＡＭが再結合さ
れ、変調され、時間的に遅延された検知器信号出力パルスをサブ集合体出力にお
いて与えるように構成されていて、ＷＤＭがサブ集合体の出力に結合された入力
と複数の出力とを有し、ＷＤＭは異なる周波数の単色光信号の各々がＷＤＭの出
力のそれぞれの１つに送信されるように信号を分離するものである、複数の検知
器のサブ集合体と、 ｄ）ＷＤＭのそれぞれの出力を受取るために接続された入力をそれぞれ有する複
数の検出器であって、変調された単色光信号のそれぞれの周波数に対応する信号
をその出力に与える検出器と、 ｅ）各入力がそれぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された複数の
入力を有する測定システムであって、この測定システム及び関連する検知器配列
は各検出器要素からのデータが分解できるように構成されている、測定システム
と、を含む。
ＷＤＭ）を有し、この集合体はさらに、 ｂ）源の出力に接続されて、単色光信号の出力パルスの列を発生するための変調
器と、 ｃ）変調器の出力に結合された複数の検知器のサブ集合体であって、各サブ集合
体は光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）と、複数の検知器要素を含んだ検
知器配列と、光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）とを含む、複数の検知器のサブ
集合体とを含み、ＯＤＭは、単一周波数単色光信号パルスの列がそれぞれの各検
知器配列の入力に印加されるように構成され、光遅延手段が、各信号パルスが検
知器配列内のそれぞれの検知器要素に接続する前に連続的に遅延され、配列内の
各検知器要素がそれぞれの検知器要素により変調された各信号を持つ異なる時間
遅延された信号をその出力に発生するように設けられ、そしてＯＡＭが再結合さ
れ、変調され、時間的に遅延された検知器信号出力パルスをサブ集合体出力にお
いて与えるように構成されていて、ＷＤＭがサブ集合体の出力に結合された入力
と複数の出力とを有し、ＷＤＭは異なる周波数の単色光信号の各々がＷＤＭの出
力のそれぞれの１つに送信されるように信号を分離するものである、複数の検知
器のサブ集合体と、 ｄ）ＷＤＭのそれぞれの出力を受取るために接続された入力をそれぞれ有する複
数の検出器であって、変調された単色光信号のそれぞれの周波数に対応する信号
をその出力に与える検出器と、 ｅ）各入力がそれぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された複数の
入力を有する測定システムであって、この測定システム及び関連する検知器配列
は各検出器要素からのデータが分解できるように構成されている、測定システム
と、を含む。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０１Ｌ 9/00 Ｇ０１Ｐ 15/03 Ｃ ２Ｇ０２５ Ｇ０１Ｐ 15/03 Ｇ０１Ｖ 1/18 Ｇ０１Ｒ 15/22 Ｇ０８Ｃ 15/00 Ｋ Ｇ０１Ｖ 1/18 15/02 8/16 23/00 Ａ Ｇ０８Ｃ 15/00 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｆ 15/02 Ｇ０１Ｒ 15/07 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD20 EE31 FF34 GG31 2F056 VF02 VF11 VF16 2F065 AA65 FF41 FF51 GG04 GG23 JJ05 JJ18 LL03 LL12 LL21 LL22 LL42 LL67 UU07 2F073 AA01 AA21 AB01 BB06 BB11 BC04 CC02 CD11 CD21 DD01 FF16 FH07 FH12 FH15 FH17 FH20 GG01 GG04 2F076 BA01 BB11 BD01 BD06 BD07 BD11 BD17 BE02 BE17 2G025 AB13 AC06 AC08 【要約の続き】 ぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された 複数の入力を有する測定システム（２７）、を含む。
Claims (22)
- 【請求項１】光フアイバ検知器集合体において、 ａ）複数の異なる周波数の実質的に単色光信号の源と、 ｂ）前記源の出力に接続されて単色光信号の出力パルスの列を発生するための変
調器と、 ｃ）前記変調器の出力に結合された複数の検知器のサブ集合体であって、各サブ
集合体は光学ドロップ・マルチプレクサ（ＯＤＭ）と、複数の検知器要素を含ん
だ検知器配列と、光学追加マルチプレクサ（ＯＡＭ）とを含み、前記ＯＤＭは、
単一周波数の単色光信号パルスの列がそれぞれの各検知器配列の入力に印加され
るように構成されていて、そして、光遅延手段が、各信号パルスが検知器配列内
のそれぞれの検知器要素に接続する前に連続的に遅延されて、前記配列内の各検
知器要素がそれぞれの検知器要素により変調された各信号を持つ異なる時間遅延
された信号をその出力に発生するように設けられていて、そしてＯＡＭが、再結
合され、変調され、時間的に遅延された検知器信号出力パルスをサブ集合体出力
において与えるように構成されている、複数の検知器のサブ集合体と、 ｄ）前記サブ集合体の出力に結合された入力と複数の出力とを有する波長デマル
チプレクサ（ＷＤＭ）であって、このＷＤＭは異なる周波数の単色光信号の各々
がＷＤＭのそれぞれの出力に送信されるように信号を分離するものであるＷＤＭ
と、 ｅ）前記ＷＤＭのそれぞれの出力を受取るために接続された入力を各々が有する
複数の検出器であって、その出力に変調された単色光信号のそれぞれの周波数に
対応する信号をその出力に与える検出器と、 ｆ）各入力がそれぞれの検出器からの出力信号を受取るように接続された複数の
入力を有する測定システムであって、この測定システム及び関連する検知器配列
は各検出器要素からのデータが分解できるように構成されている、測定システム
と、 を含む光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項２】単色光信号の各々が通過する高い挿入損失部分が実質的に同じ
であるように、前記集合体が構成されている請求項１に記載の光フアイバ検知器
集合体。 - 【請求項３】検知器配列により変調された１つの周波数上の信号が、ＯＤＭ
を介して送信される異なる周波数の残りの信号と分離されて、同じ波長の信号間
の混信が最小化されるように、前記集合体が構成されている請求項１又は２に記
載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項４】前記サブ集合体が直列に接続されていて、サブ集合体内の各Ｏ
ＤＭの第２出力がサブ集合体内のＯＡＭの第２入力に接続されていて、ＯＡＭの
第１入力に入射する第１周波数の変調された単色光信号がＯＡＭの第２入力に入
射する異なる周波数の残りの信号と結合され、そして、その出力の結合された信
号が次のサブ集合体内のＯＤＭの入力へ接続される、前記請求項のいずれかに記
載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項５】前記サブ集合体が直列に接続されていて、サブ集合体内の各Ｏ
ＤＭの第２出力が次に利用可能なサブ集合体内の次に利用可能なＯＤＭに接続さ
れていて、前記サブ集合体内のＯＡＭの第２入力が次に利用可能なサブ集合体内
のＯＡＭの出力に接続されていて、次に利用可能なサブ集合体内のＯＡＭからの
信号出力が前記サブ集合体内のＯＡＭの第２入力へ送信されるようになっている
、請求項１又は３のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項６】前記サブ集合体が直列に一緒に接続され、サブ集合体内のＯＤ
Ｍの第２出力が次に利用可能なサブ集合体内の次に利用可能なＯＤＭの入力へ接
続され、前記サブ集合体内の対応するＯＡＭの第２入力が前に利用可能なサブ集
合体内の前に利用可能なＯＡＭの出力に接続され、そして、前に利用可能なサブ
集合体のＯＡＭからの結合された信号と対応するサブ集合体からの信号が次に利
用可能なサブ集合体内の次に利用可能なＯＡＭの第２入力への出力される、請求
項１乃至３のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項７】検知器要素が、温度、圧力、ひずみ、電場、磁場、変位及び加
速度を検知するために使用される請求項１乃至６のいずれかに記載の光フアイバ
検知器集合体。 - 【請求項８】光学追加マルチプレクサの各々が、干渉フイルタ及びフアイバ
内ブラッグ格子の１つを含む請求項１乃至７のいずれかに記載の光フアイバ検知
器集合体。 - 【請求項９】光学ドロップ・マルチプレクサの各々が、干渉フイルタ及びフ
アイバ内ブラッグ格子の１つを含む請求項１乃至８のいずれかに記載の光フアイ
バ検知器集合体。 - 【請求項１０】複数の異なる周波数信号の前記源が、多色光光源を含む請求
項１乃至９のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項１１】前記多色光光源が、光フアイバ・レーザー源を含む請求項１
０に記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項１２】複数の異なる周波数信号の前記源が、複数の単色光光源及び
波長マルチプレクサを含む請求項１乃至９のいずれかに記載の光フアイバ検知器
集合体。 - 【請求項１３】単色光信号を平衡又はブーストするために増幅器が設けられ
ている請求項１乃至１２のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項１４】少なくとも１つの増幅器が、エルビウム・ドープド光フアイ
バ増幅器を含む請求項１３に記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項１５】前記集合体がさらに帯域通過フイルタを含み、前記フイルタ
が隣接する検出器間の混信を最小にするように構成されている請求項１乃至１４
のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項１６】各配列内の検知器要素が行に配列されて、各検知器配列への
入力が複数の出力を有する光学分割器−再結合器の分割器入力へ適当な単色光信
号を送信するために接続されていて、単色光信号が前記出力の各々に送信される
ようになっていて、各出力が光フアイバにより検知器要素の行に接続されていて
、検知要素の変調後に、単色光信号が光フアイバを介して光学分割器−再結合器
の再結合器入力へ送信され、そして再結合された単色光信号がＯＡＭの入力へ送
信される請求項１乃至１５のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項１７】光フアイバが、それぞれの行内の連続する検知器へそれぞれ
接続された離間された光学結合器の一続きを有する請求項１６に記載の光フアイ
バ検知器集合体。 - 【請求項１８】前記集合体が圧力を検知するのに使用され、そして少なくと
も１つの検知器要素は反射端を持つ光フアイバの長さを含み、前記光フアイバは
柔軟性の心棒に巻き付けられている請求項１乃至１７のいずれかに記載の光フア
イバ検知器集合体。 - 【請求項１９】心棒が、光フアイバの巻線を効果的に空気で支持するための
フォーム・ラバーにより覆われている請求項１８に記載の光フアイバ検知器集合
体。 - 【請求項２０】各検出器が、トランス・インピーダンス増幅器を有するＩｎ
ＧａＡｓである請求項１乃至１９のいずれかに記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項２１】集合体が、検出器により受信された信号の実質的なパワーの
均一化を達成するために構成された減衰器を含む請求項１乃至２０のいずれかに
記載の光フアイバ検知器集合体。 - 【請求項２２】前記調査システムが、ホモダイン及びヘテロダイン技術の１
つを使用する請求項１乃至２１のいずれか１つに記載の光フアイバ検知器集合体
。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9908075.6 | 1999-04-09 | ||
| GBGB9908075.6A GB9908075D0 (en) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | An optical fibre sensor assembly |
| PCT/GB2000/001300 WO2000062021A1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-06 | An optical fibre sensor assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002541575A true JP2002541575A (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=10851190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000611036A Pending JP2002541575A (ja) | 1999-04-09 | 2000-04-06 | 光フアイバ検知器集合体 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US8369660B1 (ja) |
| EP (1) | EP1169619B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002541575A (ja) |
| AU (1) | AU755607B2 (ja) |
| DE (1) | DE60031102T2 (ja) |
| GB (1) | GB9908075D0 (ja) |
| NO (1) | NO329952B1 (ja) |
| WO (1) | WO2000062021A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139482A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | 光ファイバセンサ装置 |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9908075D0 (en) * | 1999-04-09 | 1999-06-02 | Secr Defence | An optical fibre sensor assembly |
| GB2385416A (en) | 2002-02-19 | 2003-08-20 | Qinetiq Ltd | Optical fibre sensors |
| GB2386183A (en) | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Qinetiq Ltd | Optical sensor assembly |
| US7403712B2 (en) | 2005-02-22 | 2008-07-22 | Northrop Grumman Corporation | Matrix time division multiplex (MTDM) interrogation |
| FR2889305B1 (fr) | 2005-07-28 | 2007-10-19 | Sercel Sa | Reseau d'interferometres a fibre optique |
| US7526147B2 (en) * | 2005-08-31 | 2009-04-28 | Northrop Grumman, Inc. | Sensor array for perimeter defense |
| GB0606010D0 (en) * | 2006-03-25 | 2006-05-03 | Qinetiq Ltd | Fibre-Optic Sensor Array |
| US8064286B2 (en) * | 2006-05-05 | 2011-11-22 | Optoplan As | Seismic streamer array |
| US7366055B2 (en) | 2006-05-05 | 2008-04-29 | Optoplan As | Ocean bottom seismic sensing system |
| US7622706B2 (en) * | 2008-01-18 | 2009-11-24 | Pgs Geophysical As | Sensor cable and multiplexed telemetry system for seismic cables having redundant/reversible optical connections |
| EP2131159B1 (en) | 2008-06-04 | 2016-04-13 | Sercel | Fiber optic Interferometric sensor array with increased multiplexing density |
| GB2478915B (en) * | 2010-03-22 | 2012-11-07 | Stingray Geophysical Ltd | Sensor array |
| GB2488841B (en) | 2011-03-11 | 2014-09-10 | Tgs Geophysical Company Uk Ltd | Sensor array |
| RU2467397C1 (ru) * | 2011-11-21 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СибСенсор" ООО "СибСенсор" | Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель |
| US9817085B2 (en) * | 2012-03-15 | 2017-11-14 | Infineon Technologies Ag | Frequency doubling of xMR signals |
| US9234790B2 (en) | 2012-03-19 | 2016-01-12 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Apparatus and methods utilizing optical sensors operating in the reflection mode |
| GB2500717A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Stingray Geophysical Ltd | Optical sensing system with amplification |
| CA2880396A1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-07 | US Seismic Systems, Inc. | Fiber optic sensing systems and methods of operating the same |
| GB2503694A (en) * | 2012-07-04 | 2014-01-08 | Stingray Geophysical Ltd | Optical monitoring system |
| WO2015030821A1 (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Distributed acoustic sensing system with variable spatial resolution |
| US11150114B1 (en) * | 2014-05-20 | 2021-10-19 | Smartsensecom, Inc. | Fiber optic electromagnetic phenomena sensor system |
| WO2015199839A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | Baker Hughes Incorporated | Ofdr system for localized vibration detection |
| US9921113B2 (en) * | 2014-07-23 | 2018-03-20 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Fiber optic temperature sensing system and method utilizing Brillouin scattering for large, well-ventilated spaces |
| US9976919B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-05-22 | Kettering University | Fiber-optic sensor assembly |
| US20190003879A1 (en) * | 2015-12-08 | 2019-01-03 | Hawk Measurement Systems Pty. Ltd. | Improved optical fiber sensing system |
| WO2017178065A1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Read As | Method for increasing the sensitivity and versatility of optical das sensors |
| CN106895790B (zh) * | 2017-03-28 | 2019-05-17 | 天津大学 | 一种光频域反射中提升分布式光纤传感分辨率方法 |
| CN108964775B (zh) * | 2017-05-19 | 2021-05-04 | 南京理工大学 | 基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法 |
| GB2570940A (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-14 | Airbus Operations Ltd | Temperature monitoring apparatus |
| US10801918B2 (en) | 2018-03-09 | 2020-10-13 | Viavi Solutions Inc. | Mult-wavelength pulsed optical test instrument |
| NL2020869B1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-11-12 | Fugro Tech Bv | A body for holding a fiber optic strain sensor, a system including the body, and a method for determining strain in an object. |
| CN108871545A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-23 | 中国科学院微电子研究所 | 测振装置 |
| CN110266392B (zh) * | 2019-06-21 | 2020-09-18 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于多波长光脉冲错峰放大的光纤水听器光发射装置 |
| CN118464177A (zh) * | 2024-07-09 | 2024-08-09 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种水下运动平台综合噪声实时监测系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08101992A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Ando Electric Co Ltd | 多点形センサ |
| JPH0991583A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-04-04 | Oki Electric Ind Co Ltd | 波長分割多重光ファイバセンサアレイシステム |
| JPH09196775A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバを用いた圧力測定方法及び装置 |
| JPH09210740A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Nec Corp | 海底観測システム |
| US5696857A (en) * | 1996-07-25 | 1997-12-09 | Litton Systems, Inc. | WDM/FDM fiber optic sensor architecture using WDM tap coupler |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2189110B (en) | 1986-03-17 | 1989-11-15 | Plessey Co Plc | Improvements relating to optical fibre hydrophones |
| US4784453A (en) * | 1987-02-02 | 1988-11-15 | Litton Systems, Inc. | Backward-flow ladder architecture and method |
| GB8716776D0 (en) * | 1987-07-16 | 1987-11-18 | Plessey Co Plc | Optical sensing systems |
| US5265359A (en) * | 1992-02-13 | 1993-11-30 | Bennett Glazer | Display frame |
| US5231611A (en) * | 1992-09-09 | 1993-07-27 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Wavelength multiplexed fiber optics resonant ring hydrophone array |
| US5365359A (en) | 1993-05-14 | 1994-11-15 | Catamount Scientific, Inc. | Method for electrically passive self-routing optical multiplexing |
| EP1304819B1 (en) * | 1994-02-17 | 2005-08-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Central multi-wavelength source |
| US6211964B1 (en) * | 1997-10-09 | 2001-04-03 | Geosensor Corporation | Method and structure for incorporating fiber optic acoustic sensors in a seismic array |
| EP1835648B1 (en) * | 1998-12-08 | 2010-02-10 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Optical communication network |
| GB9908075D0 (en) * | 1999-04-09 | 1999-06-02 | Secr Defence | An optical fibre sensor assembly |
| US7305153B2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-12-04 | Litton Systems, Inc. | Multi wavelength sensor array |
| FR2889305B1 (fr) * | 2005-07-28 | 2007-10-19 | Sercel Sa | Reseau d'interferometres a fibre optique |
| US7999946B2 (en) * | 2007-10-16 | 2011-08-16 | Us Sensor Systems, Inc. | Fiber optic particle motion sensor system |
-
1999
- 1999-04-09 GB GBGB9908075.6A patent/GB9908075D0/en not_active Ceased
-
2000
- 2000-04-06 EP EP00917186A patent/EP1169619B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-06 WO PCT/GB2000/001300 patent/WO2000062021A1/en active IP Right Grant
- 2000-04-06 AU AU38280/00A patent/AU755607B2/en not_active Expired
- 2000-04-06 US US09/958,337 patent/US8369660B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-06 JP JP2000611036A patent/JP2002541575A/ja active Pending
- 2000-04-06 DE DE60031102T patent/DE60031102T2/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-10-08 NO NO20014905A patent/NO329952B1/no not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-07-26 US US13/558,821 patent/US8666203B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-07-26 US US13/558,797 patent/US8705902B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08101992A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Ando Electric Co Ltd | 多点形センサ |
| JPH0991583A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-04-04 | Oki Electric Ind Co Ltd | 波長分割多重光ファイバセンサアレイシステム |
| JPH09196775A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバを用いた圧力測定方法及び装置 |
| JPH09210740A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Nec Corp | 海底観測システム |
| US5696857A (en) * | 1996-07-25 | 1997-12-09 | Litton Systems, Inc. | WDM/FDM fiber optic sensor architecture using WDM tap coupler |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139482A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | 光ファイバセンサ装置 |
| JP4671842B2 (ja) * | 2005-11-16 | 2011-04-20 | 防衛省技術研究本部長 | 光ファイバセンサ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120293806A1 (en) | 2012-11-22 |
| WO2000062021A1 (en) | 2000-10-19 |
| GB9908075D0 (en) | 1999-06-02 |
| NO20014905L (no) | 2001-12-10 |
| US8666203B2 (en) | 2014-03-04 |
| NO20014905D0 (no) | 2001-10-08 |
| EP1169619A1 (en) | 2002-01-09 |
| DE60031102T2 (de) | 2007-01-25 |
| US8705902B2 (en) | 2014-04-22 |
| NO329952B1 (no) | 2011-01-31 |
| EP1169619B1 (en) | 2006-10-04 |
| US8369660B1 (en) | 2013-02-05 |
| US20120301072A1 (en) | 2012-11-29 |
| DE60031102D1 (de) | 2006-11-16 |
| AU755607B2 (en) | 2002-12-19 |
| AU3828000A (en) | 2000-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002541575A (ja) | 光フアイバ検知器集合体 | |
| US6195162B1 (en) | Seismic sensor with interferometric sensing apparatus | |
| US7688673B2 (en) | Connector nodes for interrogating optical fiber sensor arrays | |
| EP0910863B1 (en) | Amplified sensor arrays | |
| Cranch et al. | Large-scale multiplexing of interferometric fiber-optic sensors using TDM and DWDM | |
| US7154082B2 (en) | Frequency division and/or wavelength division multiplexed recursive fiber optic telemetry scheme for an optical sensor array | |
| US20010013934A1 (en) | Seismic sensor with interferometric sensing apparatus | |
| US6282334B1 (en) | Large scale WDM/TDM sensor array employing erbium-doped fiber amplifiers | |
| US6072921A (en) | Method of operating a fiber-optic acoustical sensor, apparatus for practicing the method, and in-line fiber-optic polarizer usable in such apparatus | |
| WO1998004940A1 (en) | Fiber optic sensor using wdm tap coupler | |
| Waagaard et al. | Reduction of crosstalk in inline sensor arrays using inverse scattering | |
| EP1036307B1 (en) | Interferometric sensing apparatus | |
| Nash | Multi-channel optical hydrophone array with time and wavelength division multiplexing | |
| Cranch et al. | High multiplexing gain using TDM and WDM in interferometric sensor arrays | |
| JPH1022919A (ja) | 光分岐装置 | |
| Strudley et al. | Efficient Optical Architectures for Permanent Seismic Reservoir Monitoring Arrays | |
| JPH02281833A (ja) | 光波長多重伝送方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070404 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091217 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100317 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100325 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100701 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101125 |