JP2009031040A - Brillouin scattering measuring device - Google Patents

Brillouin scattering measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2009031040A
JP2009031040A JP2007193323A JP2007193323A JP2009031040A JP 2009031040 A JP2009031040 A JP 2009031040A JP 2007193323 A JP2007193323 A JP 2007193323A JP 2007193323 A JP2007193323 A JP 2007193323A JP 2009031040 A JP2009031040 A JP 2009031040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
light
frequency
measured
measurement
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.)
Granted
Application number
JP2007193323A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5192742B2 (en
Inventor
Katsuhito Mure
勝仁 牟禮
Tatsuji Nakano
龍児 中野
Satoru Miura
悟 三浦
Michio Imai
道男 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Kajima Corp
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kajima Corp, Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Kajima Corp
Priority to JP2007193323A priority Critical patent/JP5192742B2/en
Publication of JP2009031040A publication Critical patent/JP2009031040A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5192742B2 publication Critical patent/JP5192742B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Brillouin scattering measuring device capable of measuring in a wide domain with a resolution of 1 m or less, and being automated easily, even if an optical fiber to be measured is changed. <P>SOLUTION: This Brillouin scattering measuring device has a light source 20 of laser light; a modulation means 21 for changing periodically the wavelength of the laser light; a branch part 23 for branching the laser light; a frequency conversion means 24 for converting the frequency of laser light on one branched side; a lead-out means 26 constituted so that a light wave outputted from the frequency conversion means enters one end of the optical fiber 25 to be measured, and that laser light on the other branched side enters the other end of the optical fiber to be measured, and provided between the branch part and the other end of the optical fiber to be measured, for leading out a light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured to a part other than the branch part; and a photodetector 27 for detecting the light wave led out of the lead-out means. In the device, a pulse conversion means 22 for pulsing continuous light with an integer-fold period of a period of the modulation means is provided between the light source and the branch part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブリルアン散乱測定装置に関するものであり、特に、被測定用光ファイバに波長の異なる2つのレーザ光を異なる方向から入射させ、その際に生じるブリルアン散乱を測定するためのブリルアン散乱測定装置に関するものである。 The present invention relates to blanking Lil Ann scattering measuring apparatus, in particular, for measuring by the incidence of two laser beams of different wavelengths in the optical fiber to be measured from different directions, the blanking Lil Ann scattering caused during the it relates to blanking Lil Anne scattering measurement device.

従来、光ファイバを利用し、該光ファイバが設置された環境の温度や歪みなどの物理量分布を測定することが行われている。このような光ファイバを用いた物理量の測定方法は、光通信路の保守管理、ダム・堤防等の大規模構造物の保守管理、欠陥・故障についての自己診断機能を有する材料・構造物(スマートマテリアル・ストラクチャ)に利用されている。   Conventionally, an optical fiber is used to measure a physical quantity distribution such as temperature and strain of an environment in which the optical fiber is installed. Such physical quantity measurement methods using optical fibers include: maintenance and management of optical communication paths, maintenance and management of large-scale structures such as dams and dikes, and materials and structures that have self-diagnosis functions for defects and failures (smart It is used for material structure.

光ファイバが設置されている環境における空間歪みや温度などの分布を測定する方法としては、光ファイバ中のブリルアン散乱現象を用いるものが知られている。ブリルアン散乱現象とは、光ファイバ中で周波数の異なる2つの光波がすれ違うと、高周波数の光から低周波数の光へと、光ファイバ中の音響波を介して光のパワーが移動する現象を意味する。 As a method of measuring the distribution of such spatial distortion and temperature in the environment in which the optical fiber is installed, those using blanking Lil Ann scattering phenomenon in the optical fiber is known. The Bed Lil Ann scattering phenomenon, the pass by two light waves of different frequencies in the optical fiber, a phenomenon with a high frequency of light to a low frequency of light, the power of the light travels through the acoustic wave in the optical fiber Means.

しかも、移動するパワーが最大となる周波数差は、光ファイバ中の屈折率や音響波の速度に依存し、これらは光ファイバ周辺の温度や光ファイバに付加された歪みに依存することから、ブリルアン散乱による移動パワーが最大となる周波数差や移動が発生している場所を特定することにより、光ファイバが敷設された空間における温度や歪み分布を測定することが可能となる。 In addition, the frequency difference at which the moving power is maximum depends on the refractive index in the optical fiber and the velocity of the acoustic wave, which depends on the temperature around the optical fiber and the strain applied to the optical fiber. by moving power by Lil Ann scattering to identify where maximum frequency difference becomes and movement has occurred, it is possible to measure the temperature and strain distribution in the optical fiber laid space.

特許文献1においては、ブリルアン散乱を用いた測定方法として、所定の変調周波数で周波数変調された第1の連続発振光と前記所定の変調周波数と等しい変調周波数で周波数変調された第2の連続発振光とを用いるものが述べられている。特に、前記第1の連続発振光を被測定光ファイバの一端面から入射させ、前記第2の連続発振光の中心周波数を周波数シフトし、該周波数シフトにより中心周波数のシフトした前記第2の連続発振光を被測定光ファイバの他端面から入射させ、前記第2の連続発振光の中心周波数の周波数シフト量を変化させて、被測定光ファイバの前記一端面または前記他端面から出射された光のパワーを測定することで、被測定光ファイバにおいて、前記第1および第2の連続発振光の周波数変調の位相が同期し相関値が高まる位置におけるブリルアンゲインスペクトルを測定することを特徴としている。
特許第3667132号公報
In Patent Document 1, as a measurement method using a blanking Lil Ann scattering, a second frequency-modulated by a first continuous oscillation light and the predetermined modulation frequency equal to the modulation frequency that is frequency-modulated at a predetermined modulation frequency A device using continuous wave light is described. In particular, the first continuous wave light is incident from one end face of the optical fiber to be measured, the center frequency of the second continuous wave light is frequency-shifted, and the second frequency is shifted by the frequency shift. Light emitted from the one end face or the other end face of the optical fiber to be measured by making the oscillation light enter from the other end face of the optical fiber to be measured and changing the frequency shift amount of the center frequency of the second continuous wave light by measuring the power, the optical fiber to be measured, as characterized by measuring the blanking Lil Ann gain spectrum in said first and second phase synchronization and increases the correlation value position of frequency modulation of the continuous wave light Yes.
Japanese Patent No. 3667132

具体的には、図1に示すように、信号発生回路2で駆動される半導体レーザ1から出射されたレーザ光は、光分岐器3により2つに分岐される。分岐された一方のレーザ光は、マイクロ波発生器4で駆動される光強度変調器5により、マイクロ波の周波数に対応してレーザ光の中心周波数がシフトされる。周波数シフトされたレーザ光はプローブ光L1として、被測定光ファイバ6の一端から入射される。なお、プローブ光は、光強度変調器5により生成される低周波側の側波帯が用いられる。   Specifically, as shown in FIG. 1, the laser light emitted from the semiconductor laser 1 driven by the signal generation circuit 2 is branched into two by an optical branching unit 3. One of the branched laser beams is shifted in the center frequency of the laser beam by the light intensity modulator 5 driven by the microwave generator 4 in accordance with the frequency of the microwave. The frequency-shifted laser light is incident from one end of the measured optical fiber 6 as probe light L1. The probe light uses a sideband on the low frequency side generated by the light intensity modulator 5.

また、分岐された他方のレーザ光は、ポンプ光L2として、被測定光ファイバ6の他端から入射される。なお必要に応じて、レーザ光L2の被測定光ファイバ6に入射するタイミングを調整するため、光遅延器7が介在されている。   The other branched laser beam is incident from the other end of the measured optical fiber 6 as pump light L2. If necessary, an optical delay device 7 is interposed to adjust the timing at which the laser light L2 enters the optical fiber 6 to be measured.

被測定光ファイバ6から出射するプローブ光を、サーキュレータなどの光分岐器8で光検出器側に導出し、光波長フィルタ9によりプローブ光L1の周波数(上述した低周波側の側波帯に対応した周波数)の光波を分離透過させ、光検出器10で該光波の光強度を検出するものである。   The probe light emitted from the optical fiber 6 to be measured is led to the photodetector side by an optical branching device 8 such as a circulator, and the frequency of the probe light L1 (corresponding to the above-described low frequency sideband) by the optical wavelength filter 9. The light wave having the frequency of the light wave is separated and transmitted, and the light intensity of the light wave is detected by the photodetector 10.

また、特許文献2においては、次のような光ファイバ特性測定装置が開示されている。レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光の一部を被測定光ファイバの一端から連続光のプローブ光として入射させる入射手段と、前記光源から出射されたレーザ光の一部の残りをパルス化して前記被測定光ファイバの他端からポンプ光として入射させるパルス変調器と、前記被測定光ファイバの他端から出射される光のうち、前記被測定光ファイバに設定された測定点近傍からの光のみを通過させるタイミング調整器と、前記タイミング調整器を通過した光を検出して、前記被測定光ファイバの特性を測定する検出器とを備えることを特徴とする光ファイバ特性測定装置である。
特許第3607930号公報
Patent Document 2 discloses the following optical fiber characteristic measuring device. A light source that emits laser light, an incident means that makes a part of the laser light emitted from the light source incident as a probe light of continuous light from one end of the optical fiber to be measured, and a part of the laser light emitted from the light source A pulse modulator that pulses the remainder of the optical fiber to be measured and enters as pump light from the other end of the optical fiber to be measured, and is set to the optical fiber to be measured among light emitted from the other end of the optical fiber to be measured An optical fiber comprising: a timing adjuster that allows only light from the vicinity of a measurement point to pass; and a detector that detects light that has passed through the timing adjuster and measures characteristics of the optical fiber to be measured. It is a characteristic measuring device.
Japanese Patent No. 3607930

具体的には、図2に示すように、信号発生回路2で駆動される半導体レーザ1から出射されたレーザ光は、光分岐器3により2つに分岐される。分岐された一方のレーザ光は、マイクロ波発生器4で駆動される光強度変調器5により、図1と同様に、マイクロ波の周波数に対応してレーザ光の中心周波数がシフトされる。周波数シフトされたレーザ光はプローブ光L1として、被測定光ファイバ6の一端から入射される。   Specifically, as shown in FIG. 2, the laser light emitted from the semiconductor laser 1 driven by the signal generation circuit 2 is branched into two by an optical branching unit 3. One of the branched laser beams is shifted in the center frequency of the laser beam by the light intensity modulator 5 driven by the microwave generator 4 corresponding to the frequency of the microwave, as in FIG. The frequency-shifted laser light is incident from one end of the measured optical fiber 6 as probe light L1.

また、分岐された他方のレーザ光は、ポンプ光L2として、被測定光ファイバ6の他端から入射される。なお、レーザ光L2は、パルス変調器11によりパルス化されている。   The other branched laser beam is incident from the other end of the measured optical fiber 6 as pump light L2. The laser beam L2 is pulsed by the pulse modulator 11.

被測定光ファイバ6から出射するプローブ光は、光分岐器8で光検出器側に導出され、被測定光ファイバ6に設定された測定点近傍からの光のみを通過させるタイミング調整器12に入射される。タイミング調整器12を通過した光波は、光波長フィルタ9によりプローブ光L1の周波数の光波が選択され、該光波長フィルタ9を通過した光波の光強度が、光検出器10により検出される。   The probe light emitted from the optical fiber to be measured 6 is led out to the optical detector side by the optical branching unit 8 and enters the timing adjuster 12 that allows only light from the vicinity of the measurement point set in the optical fiber to be measured 6 to pass. Is done. The light wave having passed through the timing adjuster 12 is selected by the optical wavelength filter 9 as the light wave having the frequency of the probe light L 1, and the light intensity of the light wave that has passed through the optical wavelength filter 9 is detected by the photodetector 10.

しかしながら、特許文献1の測定方法では、第1及び第2の連続光が周期的に周波数変調されているため、約10〜50mの周期的ポイントで相関ピークを示す。このため、ブリルアン散乱を測定しても、これらの複数の周期的ポイントを同時に測定することとなる。この問題を解決するためには、測定距離を相関ピークの周期、つまり10−50m以下に制限する必要が生じる。 However, in the measurement method of Patent Document 1, since the first and second continuous lights are periodically frequency-modulated, a correlation peak is exhibited at a periodic point of about 10 to 50 m. Therefore, even when measuring the blanking Lil Ann scattering, so that the measuring the plurality of periodic points simultaneously. In order to solve this problem, it is necessary to limit the measurement distance to the period of the correlation peak, that is, 10-50 m or less.

特許文献2の測定方法では、パルス変調器とタイミング調整器とにより、上記の制限を解除することができる。しかし、この方法では、測定サンプルが替わるたびにタイミング調整することが必要となり、測定作業が煩雑化する上、自動調整も困難である。   In the measurement method of Patent Document 2, the above limitation can be removed by a pulse modulator and a timing adjuster. However, in this method, it is necessary to adjust the timing each time the measurement sample is changed, and the measurement work becomes complicated and automatic adjustment is difficult.

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、広範な領域に渡って測定可能でありながら1m以下の分解能で被測定用光ファイバのブリルアン散乱を測定でき、被測定用光ファイバが替わっても容易に自動化することが可能なブリルアン散乱測定装置を提供することである。 An object of the present invention is to solve is to solve the problems as described above, can measure the blanking Lil Ann scattering of the measured optical fiber at 1m or less resolution, yet measurable over a wide area, the to provide a blanking Lil Ann scattering measuring apparatus that can be measured for the optical fiber to easily automated be replaced.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明では、レーザ光を出射する光源と、該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、該光源から出射されたレーザ光を分岐する分岐部と、分岐した一方のレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記分岐した他方のレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、該分岐部と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブリルアン散乱測定装置において、連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該光源と該分岐部との間に設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, a light source that emits laser light, a modulation unit that periodically changes the wavelength of the laser light, and a branch that branches the laser light emitted from the light source. Part, a frequency converting means for converting the frequency of one branched laser light, and a light wave output from the frequency converting means is incident on one end of the optical fiber to be measured, and the other branched laser light is An optical fiber to be measured configured to be incident on the other end of the optical fiber for measurement; and provided between the branch portion and the other end of the optical fiber for measurement. and deriving means for deriving the light waves emitted from the end other than the branch portion, the blanking Lil Ann scattering measuring apparatus having a photodetector for detecting light waves derived from the electrically detecting means, the period of the modulation means continuous light Pulse with an integer multiple of Pulse converting means for, characterized in that provided between the light source and the branch unit.

請求項2に係る発明では、レーザ光を出射する光源と、該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、該光源から出射されたレーザ光を分岐する分岐部と、分岐した一方のレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記分岐した他方のレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、該分岐部と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブリルアン散乱測定装置において、連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該分岐部と該被測定用光ファイバの一端との間及び該分岐部と該導出手段との間の双方に設け、双方のパルス変換手段を同期させるための同期制御手段を有することを特徴とする。 In the invention according to claim 2, the light source that emits the laser light, the modulation means that periodically changes the wavelength of the laser light, the branching unit that branches the laser light emitted from the light source, and one of the branched light sources Frequency conversion means for converting the frequency of the laser light, and a light wave output from the frequency conversion means is incident on one end of the optical fiber for measurement, and the other branched laser light is supplied to the optical fiber for measurement. An optical fiber to be measured configured to be incident on the other end; and a light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured provided between the branch portion and the other end of the optical fiber to be measured. and deriving means for deriving a non-branching portion, the blanking Lil Ann scattering measuring apparatus having a photodetector for detecting light waves derived from the electrically detecting means, pulsed continuous light at an integer multiple of the period of the cycle of the modulation means The pulse conversion means to It is provided between the branching section and one end of the optical fiber to be measured and between the branching section and the derivation means, and has synchronization control means for synchronizing both pulse conversion means. .

請求項3に係る発明では、レーザ光を出射する2つの光源と、該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、該光源の一方から出射されたレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記光源の他方から出射されたレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、該他方の光源と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該他方の光源以外に導出する導出手段と、該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブリルアン散乱測定装置において、連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該一方の光源と該被測定用光ファイバの一端との間及び該他方の光源と該導出手段との間の双方に設け、双方のパルス変換手段を同期させるための同期制御手段を有することを特徴とする。 In the invention according to claim 3, two light sources that emit laser light, modulation means that periodically changes the wavelength of the laser light, and frequency conversion that converts the frequency of the laser light emitted from one of the light sources. And a light wave output from the frequency converting means is incident on one end of the optical fiber for measurement, and a laser beam emitted from the other of the light sources is incident on the other end of the optical fiber for measurement Provided between the configured optical fiber to be measured, the other light source, and the other end of the optical fiber to be measured, and the light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured other than the other light source and deriving means for deriving, in blanking Lil Ann scattering measuring apparatus having a photodetector for detecting light waves derived from the electrically detecting means, the pulse converter pulsing the continuous light by an integer multiple of the period of the period of modulation means Means for the one light source Provided both between and between said other light source and the conductor detecting means and one end of 該被 measuring optical fiber, characterized by having a synchronization control means for synchronizing the pulse converter means both.

請求項4に係る発明では、請求項1乃至3のいずれかに記載のブリルアン散乱測定装置において、該周波数変換手段は、SSB光変調器を用いることを特徴とする。 The invention according to claim 4, in blanking Lil Ann scattering measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the frequency conversion means, characterized by using the SSB optical modulators.

請求項5に係る発明では、請求項1乃至4のいずれかに記載のブリルアン散乱測定装置において、該ブリルアン散乱測定装置は、該被測定用光ファイバが配置された構造物の歪を測定するための歪測定装置であることを特徴とする。 The invention according to claim 5, in blanking Lil Ann scattering measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4,該Bu Lil Ann scattering measuring apparatus, distortion of該被measuring optical fiber is arranged structures It is the distortion measuring device for measuring the above.

請求項1に係る発明により、レーザ光を出射する光源と、該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、該光源から出射されたレーザ光を分岐する分岐部と、分岐した一方のレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記分岐した他方のレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、該分岐部と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブリルアン散乱測定装置において、連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該光源と該分岐部との間に設けることにより、プローブ光とポンプ光とを同期して周期的な強度変調を行うことが可能となり、広範な領域に渡って測定可能でありながら測定対象位置を1m以下の分解能で変化させることが可能となる。しかも、従来のようなタイミング調整器を用いる必要も無いため、被測定用光ファイバが替わっても、パルス変調器とタイミング調整器との間の調整が不要となり、容易に自動化することが可能なブリルアン散乱測定装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, a light source that emits laser light, a modulation unit that periodically changes the wavelength of the laser light, a branching unit that branches the laser light emitted from the light source, and one of the branched light sources Frequency conversion means for converting the frequency of the laser light, and a light wave output from the frequency conversion means is incident on one end of the optical fiber for measurement, and the other branched laser light is supplied to the optical fiber for measurement. An optical fiber to be measured configured to be incident on the other end; and a light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured provided between the branch portion and the other end of the optical fiber to be measured. and deriving means for deriving a non-branching portion, the blanking Lil Ann scattering measuring apparatus having a photodetector for detecting light waves derived from the electrically detecting means, pulsed continuous light at an integer multiple of the period of the cycle of the modulation means Pulse conversion means By providing between the light source and the branch portion, it is possible to perform periodic intensity modulation in synchronization with the probe light and the pump light, and the measurement target position can be measured over a wide area. Can be changed with a resolution of 1 m or less. Moreover, since there is no need to use a conventional timing adjuster, adjustment between the pulse modulator and the timing adjuster is not required even if the optical fiber to be measured is changed, and can be easily automated. it is possible to provide a blanking Lil Anne scattering measurement device.

請求項2に係る発明により、レーザ光を出射する光源と、該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、該光源から出射されたレーザ光を分岐する分岐部と、分岐した一方のレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記分岐した他方のレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、該分岐部と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブリルアン散乱測定装置において、連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該分岐部と該被測定用光ファイバの一端との間及び該分岐部と該導出手段との間の双方に設け、双方のパルス変換手段を同期させるための同期制御手段を有するため、プローブ光とポンプ光とを同期して周期的な強度変調を行うことが可能となり、広範な領域に渡って測定可能でありながら測定対象位置を1m以下の分解能で変化させることが可能となる。また、請求項1に係る発明と同様に、容易に自動化することが可能なブリルアン散乱測定装置を提供することができる。 According to the invention of claim 2, a light source that emits laser light, a modulation unit that periodically changes the wavelength of the laser light, a branching unit that branches the laser light emitted from the light source, and one of the branched light sources Frequency conversion means for converting the frequency of the laser light, and a light wave output from the frequency conversion means is incident on one end of the optical fiber for measurement, and the other branched laser light is supplied to the optical fiber for measurement. An optical fiber to be measured configured to be incident on the other end; and a light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured provided between the branch portion and the other end of the optical fiber to be measured. and deriving means for deriving a non-branching portion, the blanking Lil Ann scattering measuring apparatus having a photodetector for detecting light waves derived from the electrically detecting means, pulsed continuous light at an integer multiple of the period of the cycle of the modulation means Pulse conversion means The probe light is provided between both the branch part and one end of the optical fiber to be measured and between the branch part and the derivation means, and has synchronization control means for synchronizing both pulse conversion means. It is possible to perform periodic intensity modulation in synchronization with the pump light and to change the measurement target position with a resolution of 1 m or less while being able to measure over a wide area. Further, it is possible to provide in the same manner as in the invention according to claim 1, easily blanking Lil Ann scattering measuring apparatus that can be automated.

請求項3に係る発明により、レーザ光を出射する2つの光源と、該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、該光源の一方から出射されたレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記光源の他方から出射されたレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、該他方の光源と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブリルアン散乱測定装置において、連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該一方の光源と該被測定用光ファイバの一端との間及び該他方の光源と該導出手段との間の双方に設け、双方のパルス変換手段を同期させるための同期制御手段を有するため、プローブ光とポンプ光とを同期して周期的な強度変調を行うことが可能となり、測定対象位置を1m以下の分解能で変化させることが可能となる。また、請求項1又は2に係る発明と同様に、容易に自動化することが可能なブリルアン散乱測定装置を提供することができる。 According to the invention of claim 3, two light sources that emit laser light, modulation means that periodically changes the wavelength of the laser light, and frequency conversion that converts the frequency of the laser light emitted from one of the light sources And a light wave output from the frequency converting means is incident on one end of the optical fiber for measurement, and a laser beam emitted from the other of the light sources is incident on the other end of the optical fiber for measurement Provided between the configured optical fiber to be measured, the other light source, and the other end of the optical fiber to be measured, and derives the light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured to other than the branching portion and deriving means for, in blanking Lil Ann scattering measuring apparatus having a photodetector for detecting light waves derived from the electrically detecting means, the pulse conversion means for pulsing an integral multiple of the period of the period of modulation means continuous light With one of the light sources Provided between both ends of the optical fiber to be measured and between the other light source and the derivation means, and having synchronization control means for synchronizing both pulse conversion means, the probe light and the pump light The periodic intensity modulation can be performed in synchronization with each other, and the measurement target position can be changed with a resolution of 1 m or less. Further, it is possible to provide in the same manner as in the invention according to claim 1 or 2, readily Bed Lil Ann scattering measuring apparatus that can be automated.

請求項4に係る発明により、請求項1乃至3のいずれかに記載のブリルアン散乱測定装置において、該周波数変換手段は、SSB光変調器を用いるため、プローブ光又はポンプ光のいずれか一方の周波数を容易にシフトすることが可能となる。 The invention according to claim 4, in blanking Lil Ann scattering measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the frequency conversion means for using the SSB optical modulators, whereas one of the probe light or the pump light It is possible to easily shift the frequency.

請求項5に係る発明により、請求項1乃至4のいずれかに記載のブリルアン散乱測定装置において、該ブリルアン散乱測定装置は、該被測定用光ファイバが配置された構造物の歪を測定するための歪測定装置であるため、構造物の歪をより高精度に測定することが可能となる。 The invention according to claim 5, in blanking Lil Ann scattering measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4,該Bu Lil Ann scattering measuring apparatus, distortion of該被measuring optical fiber is arranged structures Therefore, the strain of the structure can be measured with higher accuracy.

以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図3は、本発明のブリルアン散乱測定装置の第1の実施例を示す図である。
レーザ光を出射する光源として、半導体レーザ20を用いる。半導体レーザ20には、レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段である信号発生器21から、所定周波数f1の信号が入力され、半導体レーザ20からは所定周波数f1で周波数変調されたレーザ光が出射される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using preferred examples.
Figure 3 is a diagram showing a first embodiment of the probe drill en scattering measuring apparatus of the present invention.
A semiconductor laser 20 is used as a light source that emits laser light. A signal having a predetermined frequency f1 is input to the semiconductor laser 20 from a signal generator 21, which is a modulation means for periodically changing the wavelength of the laser light, and the laser light frequency-modulated at the predetermined frequency f1 from the semiconductor laser 20. Is emitted.

より具体的には、図6に示すように、半導体レーザ20を直流駆動した場合の波長をλとすると、所定周波数f1で駆動された場合には、半導体レーザ20から出射するレーザ光bは、波長がλ±Δλの範囲で変動し、変動周期が1/f1となる。 More specifically, as shown in FIG. 6, when the wavelength when the semiconductor laser 20 is driven by a direct current is λ 0 , the laser beam b emitted from the semiconductor laser 20 when driven at a predetermined frequency f1 is The wavelength fluctuates in the range of λ 0 ± Δλ 1 and the fluctuation period becomes 1 / f1.

レーザ光はパルス変換手段であるパルス変換器22により、所定周期T1(通常、周期T1は、T1=N/f1,Nは自然数となる。つまり、変調手段による変調周期の整数倍の周期となる。)のパルス光に変換される。パルス状に変換されたレーザ光は、分岐部を構成する光分岐器23により2つのレーザ光に分岐される。   The laser light is converted into a predetermined cycle T1 (usually, T1 = N / f1, N is a natural number by the pulse converter 22 which is a pulse conversion unit. That is, the laser beam has a cycle which is an integral multiple of the modulation cycle by the modulation unit. )). The laser beam converted into a pulse shape is branched into two laser beams by an optical branching device 23 constituting a branching unit.

分岐した一方のレーザ光は、周波数を変換する周波数変換手段24により、特定周波数f2による変調を受け、レーザ光の中心周波数が所定量シフトする。具体的には、図6に示すようにレーザ光bがレーザ光cとなるように中心波長が所定の波長シフト量(±Δλ,ただし、Δλ=C/f2,Cは伝搬媒体中の光速。)だけシフトする。 One of the branched laser lights is modulated by the specific frequency f2 by the frequency converting means 24 for converting the frequency, and the center frequency of the laser light is shifted by a predetermined amount. Specifically, as shown in FIG. 6, the center wavelength has a predetermined wavelength shift amount (± Δλ 2 , where Δλ 2 = C / f2, C so that the laser beam b becomes the laser beam c. Shift by the speed of light.)

周波数変換手段24としては、SSB光変調器を使用することができ、マイクロ波発生器により周波数f2のマイクロ波をSSB光変調器に入力し、中心波長がλ±Δλの側波帯を有する光波を発生させる。周波数変換手段を通過した光波をプローブ光として用いる場合には、λ+Δλの低周波側の側波帯が利用される。また、ポンプ光として用いる場合にはλ−Δλの高周波側の側波帯が用いられる。以下では、周波数変換手段から出たレーザ光は低周波側の側波帯を用いる例を中心に説明するが、仮に高周波側の側波帯を用いる場合には、図3における光分岐器23と光分岐器26との間、図4における光分岐器32と光分岐器38との間、図5における半導体レーザ46と光分岐器49との間に、周波数変換手段は配置される。 As the frequency conversion means 24, an SSB optical modulator can be used. A microwave having a frequency f2 is input to the SSB optical modulator by a microwave generator, and a sideband having a center wavelength of λ 0 ± Δλ 2 is obtained. The light wave which has is generated. When the light wave that has passed through the frequency converting means is used as the probe light, the sideband on the low frequency side of λ 0 + Δλ 2 is used. Further, when used as pump light, a sideband on the high frequency side of λ 0 −Δλ 2 is used. In the following, the laser light emitted from the frequency converting means will be described mainly using an example of using the sideband on the low frequency side. However, if the sideband on the high frequency side is used, the optical splitter 23 in FIG. Frequency conversion means is disposed between the optical branching device 26, between the optical branching device 32 and the optical branching device 38 in FIG. 4, and between the semiconductor laser 46 and the optical branching device 49 in FIG.

周波数変換手段24から出力された光波は、プローブ光L1として、被測定用光ファイバ25の一端に入射する。また、前記分岐した他方のレーザ光は、ポンプ光L2として該被測定用光ファイバ25の他端に入射するよう構成される。   The light wave output from the frequency converting means 24 enters one end of the optical fiber 25 to be measured as the probe light L1. The other branched laser beam is configured to enter the other end of the optical fiber 25 to be measured as pump light L2.

プローブ光とポンプ光とが交差することにより、被測定用光ファイバが配置されている環境における空間歪みや温度などの情報を含んだブリルアン散乱が発生し、ポンプ光の光エネルギーがプローブ光へとパワー移動する。 By the probe light and pumping light intersect, blanking Lil Ann scattering including information such as spatial distortion and temperature in the environment being disposed optical fiber to be measured is generated, the light energy of the pump light probe light Move power to.

本発明においては、パルス変換器22を用いてプローブ光もポンプ光も共にパルス化しているため、広範な領域を有する被測定用光ファイバの内部であっても、1m以下の分解能で、ブリルアン散乱を発生している場所を特定することが可能となる。 In the present invention, since the both pulsed also probe light is also the pump light using a pulse converter 22, even inside of the measuring optical fiber having a wide area, the following resolution 1 m, blanking Lil It is possible to specify the location where unscattering occurs.

具体的には、パルス化しない前のプローブ光L1とポンプ光L2を被測定用光ファイバ(長さLの領域)に入射させた際に、図7(a)に示すように、プローブ光とポンプ光との周波数差が変動しない位置が周期的に現れ、このいわば定在波の節に相当する部分でブリルアン散乱現象が発生する。図7(a)で縦軸は、ポンプ光とプローブ光の周波数差の変動振幅である。0は、分岐部3から分岐した2つの光波が互いに等しい光路長で再度合流する点(以下、中間点という)であり、中間点では常に定在波の節が発生している。そして、図7(a)に記載の数字1,2,・・・n,n+1,・・・は、中間点から数えて何番目の節であるかを示したものである。nは自然数である。被測定用光ファイバは、範囲Lで示した領域であり、図7(a)では、被測定用光ファイバ内に発生している定在波の4つの節(n〜n+3)の位置でブリルアン散乱が測定されることとなる。 Specifically, when the probe light L1 and the pump light L2 before being pulsed are incident on the optical fiber for measurement (region of length L), as shown in FIG. position the frequency difference between the pumping light does not fluctuate periodically appear, blanking Lil Ann scattering phenomenon at a portion corresponding to a node of the speak standing wave is generated. In FIG. 7A, the vertical axis represents the fluctuation amplitude of the frequency difference between the pump light and the probe light. 0 is a point where the two light waves branched from the branching section 3 join again with the same optical path length (hereinafter referred to as an intermediate point), and a standing wave node is always generated at the intermediate point. .., N + 1,... Shown in FIG. 7A indicate the number of nodes counted from the intermediate point. n is a natural number. The optical fiber for measurement is a region indicated by a range L. In FIG. 7A, the optical fiber for measurement is blocked at the positions of four nodes (n to n + 3) of the standing wave generated in the optical fiber for measurement. so that the Lil Anne scattering is measured.

半導体レーザの中心波長λ=1550nmとし、半導体レーザの駆動周波数f1=3MHzとする場合に、Δλ1は約0.04nm程度である。次に、周波数変換器に変調周波数10.5GHzを印加した場合の波長シフト量Δλ2は約0.08nmである。プローブ光もポンプ光も共に3MHzで周期的に変動しているため、定在波の節の間隔は、約30m(被測定用光ファイバなどの中心屈折率n=1.457と仮定した場合)となる。 When the center wavelength λ 0 of the semiconductor laser is 1550 nm and the driving frequency f 1 of the semiconductor laser is 3 MHz, Δλ 1 is about 0.04 nm. Next, the wavelength shift amount Δλ2 when a modulation frequency of 10.5 GHz is applied to the frequency converter is about 0.08 nm. Since both the probe light and the pump light fluctuate periodically at 3 MHz, the distance between the nodes of the standing wave is about 30 m (assuming that the center refractive index of the optical fiber to be measured is n = 1.457) It becomes.

次に、駆動周波数f1を例えば1割程度(0.3MHz,3MHzから2.7MHzに)変化させた場合には、各節の間隔は約1割程度(3m)、逆に延びることとなる。この様子を示したものが図7(b)であり、この駆動周波数f1の調整により、第1番目の節はX1移動している。第n番目の節に着目すると、Xn(=X1×n)移動している。つまり、X1=3mで、n=16の場合は、Xn=48mとなり、f1を3MHz〜2.7MHzの間で連続的に変化させるだけで、第n番目の節は約50mの範囲を連続的に移動することが可能である。   Next, when the driving frequency f1 is changed, for example, by about 10% (from 0.3 MHz, 3 MHz to 2.7 MHz), the interval between the nodes is about 10% (3 m), which extends conversely. FIG. 7B shows this state, and the first node is moved by X1 by adjusting the driving frequency f1. When attention is paid to the n-th node, Xn (= X1 × n) moves. In other words, when X1 = 3 m and n = 16, Xn = 48 m, and f1 is continuously changed between 3 MHz and 2.7 MHz, and the n-th node has a continuous range of about 50 m. It is possible to move on.

このため、駆動周波数f1の変化量を小さくするだけで容易に1m以下の分解能を実現することが可能となる。また、分解能を高くする他の方法としては、駆動周波数f1を高くするに従い、定在波の節の間隔は狭く設定することができるため、分解能を高くすることも可能となる。例えば、駆動周波数f1を10倍に上げると節の間隔は10分の1(約3m)となる。   For this reason, it is possible to easily realize a resolution of 1 m or less simply by reducing the amount of change in the drive frequency f1. As another method for increasing the resolution, the interval between the nodes of the standing wave can be set narrower as the drive frequency f1 is increased, so that the resolution can be increased. For example, when the driving frequency f1 is increased 10 times, the node interval becomes 1/10 (about 3 m).

ところで、図7(a)のように、被測定用光ファイバの内部には複数の節が存在しているため、単に光ファイバから出射するプローブ光を観察しても、被測定用光ファイバの複数箇所におけるブリルアン散乱の合計を測定することとなる。このため、どの箇所の現象であるか特定することが出来ない。これを避けるため、特許文献2においては、パルス変調器によるポンプ光のパルス化と光検出器に入射するプローブ光の入射タイミングを調整することにより、ブリルアン散乱現象が発生している位置の特定を行っている。 Incidentally, as shown in FIG. 7A, since there are a plurality of nodes inside the optical fiber to be measured, even if the probe light emitted from the optical fiber is simply observed, It becomes possible to measure the total of the probe Lil Anne scattering in a plurality of positions. For this reason, it is impossible to specify which part the phenomenon is. To avoid this, in Patent Document 2, by adjusting the incident timing of the probe light injected into the pulsing and the photodetector of the pump light by the pulse modulator, a position blanking Lil Ann scattering phenomenon occurs I have identified.

しかしながら、特許文献2の方法では、被測定用光ファイバが変化するたびに、パルス変調器やタイミング調整器を調整する必要があり、調整作業が煩雑であり、測定の自動化を困難なものとしていた。
本発明では、上述のパルス変換器22を用いてこの問題を解消している。つまり、プローブ光とポンプ光とを共に、所定周期T1(T1=N/f1,Nは自然数となる。)でパルス化すると、図7(c)又は図7(d)のように、所定位置の現象のみを抽出することが可能となる。具体的には、駆動周波数f1を分周した所定周期T1では、例えば、N=2の場合には図7(c)のように2の倍数番目の節を選択し、N=4では図7(d)のように4の倍数番目の節を選択することとなる。
However, in the method of Patent Document 2, it is necessary to adjust the pulse modulator and the timing adjuster every time the optical fiber to be measured changes, making the adjustment work complicated and making measurement automation difficult. .
In the present invention, this problem is solved by using the pulse converter 22 described above. That is, when both the probe light and the pump light are pulsed at a predetermined cycle T1 (T1 = N / f1, N is a natural number), as shown in FIG. 7C or FIG. Only this phenomenon can be extracted. Specifically, in a predetermined cycle T1 obtained by dividing the drive frequency f1, for example, when N = 2, a node that is a multiple of 2 is selected as shown in FIG. 7C, and when N = 4, FIG. As shown in (d), a node that is a multiple of 4 is selected.

このように、選択する節の数を調節することで、図7(d)のように被測定用光ファイバの中に測定される節を一つとすることができ、このように着目している節を上述のように駆動周波数f1を変化させて移動させることで、被測定用光ファイバの中を広範囲に渡りかつ高い分解能でブリルアン散乱を測定することが可能となる。 Thus, by adjusting the number of nodes to be selected, one node can be measured in the optical fiber to be measured as shown in FIG. by moving the section by changing the driving frequency f1 as described above, it is possible to measure the blanking Lil Ann scattered extensively over and high resolution through the optical fiber to be measured.

被測定用光ファイバ25から出射するプローブ光L1を測定するため、光分岐器23と該被測定用光ファイバ25の他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射するプローブ光L1を該光分岐器23以外に導出する導出手段26を設ける。導出手段は、サーキュレータなどの光分岐器26を用いることが可能である。   In order to measure the probe light L1 emitted from the optical fiber for measurement 25, it is provided between the optical splitter 23 and the other end of the optical fiber for measurement 25, and is emitted from the other end of the optical fiber for measurement. Deriving means 26 for deriving the probe light L1 other than the optical splitter 23 is provided. As the derivation means, an optical branching device 26 such as a circulator can be used.

光分岐器26により導出されたプローブ光L1は、光検出器27に入力され、プローブ光の光強度が測定される。なお、プローブ光に係る波長光を正確に測定するため、必要に応じて、光検出器27の前段に波長フィルタを配置することも可能である。   The probe light L1 derived by the optical splitter 26 is input to the photodetector 27, and the light intensity of the probe light is measured. In addition, in order to measure the wavelength light which concerns on probe light correctly, it is also possible to arrange | position a wavelength filter in the front | former stage of the photodetector 27 as needed.

なお、本発明に係る第1の実施例においては、光分岐器23、周波数変換器、被測定用光ファイバ、及び光分岐器26が形成する光波が伝播するループ内で、光分岐器23で分岐した2つの光波が再度ループ内で出会う場所(中間点)は、被測定用ファイバ25内に位置しないよう該ループ形成に使用される光ファイバなどの導波路長を調整する必要がある。これは、分岐した光波同士が再度出会う場所は、パルス周期を変化させても変化しないため、被測定用光ファイバ内にそのような場所があると、常にその場所の光ファイバの状態を含む測定結果が観測されるためである。   In the first embodiment according to the present invention, the optical branching device 23, the frequency converter, the optical fiber to be measured, and the optical branching device 26, in the loop in which the light wave formed by the optical branching device 26 propagates, It is necessary to adjust the waveguide length of an optical fiber or the like used for forming the loop so that the two branched light waves meet again (intermediate point) in the loop so as not to be located in the fiber 25 to be measured. This is because the place where the branched light waves meet again does not change even if the pulse period is changed, so if there is such a place in the optical fiber under measurement, the measurement always includes the state of the optical fiber at that place. This is because the result is observed.

本発明では、パルス変換器22の周期T1と信号発生器21を調整するだけで、被測定用ファイバ内の測定対象位置をより特定できるようになり、広範囲に対してブリルアン散乱現象を測定することが可能となるため、自動化したブリルアン散乱測定装置を提供することが可能である。 In the present invention, only by adjusting the period T1 and the signal generator 21 of the pulse converter 22, it will be able to more specifically the measurement target position in the fiber under test, measuring the blanking Lil Ann scattering phenomena for a wide range since it becomes possible to, it is possible to provide a blanking Lil Ann scattering measuring apparatus automated.

図4は、本発明に係るブリルアン散乱測定装置の第2の実施例を示す図である。
第1の実施例と異なる点は、光分岐器23の前段に配置されていたパルス変換器が、光分岐器32の後段に配置されていることと、該光分岐器32により分岐された各光波をパルス化するためパルス変換器を複数使用すると共に、双方のパルス変換器を同期制御していることである。
Figure 4 is a diagram showing a second embodiment of the probe drill en scattering measuring apparatus according to the present invention.
The difference from the first embodiment is that the pulse converter arranged in the previous stage of the optical branching device 23 is arranged in the subsequent stage of the optical branching device 32 and that each of the branching by the optical branching device 32 is performed. A plurality of pulse converters are used for pulsing light waves, and both pulse converters are controlled synchronously.

パルス変換器33及び36は、同じ周波数のパルスを発生するように、また、パルスを発生するタイミングを調整するための同期制御手段37が配置されている。
同じ周波数のパルスを発生させることにより、第1の実施例の場合と同様に、該パルスの周期を変化させることで、被測定用光ファイバ内に発生している定在波の特定の節を選択でき、しかも駆動周波数f1を調整することで、広範な領域を測定可能とすると共に、測定分解能を容易に調整することが可能となる。
The pulse converters 33 and 36 are provided with a synchronization control means 37 for generating pulses of the same frequency and adjusting the timing of generating the pulses.
By generating a pulse of the same frequency, as in the case of the first embodiment, by changing the period of the pulse, a specific node of the standing wave generated in the optical fiber for measurement can be changed. In addition, by adjusting the drive frequency f1, it is possible to measure a wide range and easily adjust the measurement resolution.

また、図3では変調周波数f1を大きく可変させて隣の節を測定する必要があるが、パルス変換器33と36のパルスの発生タイミングを調整することで、図7(e)のように、たとえば、あたかも中間点の0が数字1の位置にずれたように調整することができ、これにより隣接する場所にある節を選択することも可能となる。なお、図7では、パルス変換器の所定周期T1を2/f1とした場合の様子を示している。   Further, in FIG. 3, it is necessary to measure the adjacent node by changing the modulation frequency f1 greatly, but by adjusting the pulse generation timing of the pulse converters 33 and 36, as shown in FIG. For example, the adjustment can be performed as if the midpoint 0 is shifted to the position of the numeral 1, which makes it possible to select a node at an adjacent location. FIG. 7 shows a state where the predetermined period T1 of the pulse converter is 2 / f1.

図5は、本発明に係るブリルアン散乱測定装置の第3の実施例を示す図である。
第2の実施例と異なる点は、レーザ光源を半導体レーザ40及び46の2つで構成したことである。
Figure 5 is a diagram showing a third embodiment of the probe drill en scattering measuring apparatus according to the present invention.
The difference from the second embodiment is that the laser light source is composed of two semiconductor lasers 40 and 46.

なお、半導体レーザ40,46は、同一の所定周波数で駆動する際には、図5に示すように周波数変換器43を用いて、プローブ光L1又はポンプ光L2の周波数をシフトすることが必要となるが、異なる周波数で駆動する場合には、周波数変換器43が不要となる。
また、同一の所定周波数で半導体レーザを駆動する際には、信号発生器41及び45をいずれか一方のみで共用することも可能である。
When the semiconductor lasers 40 and 46 are driven at the same predetermined frequency, it is necessary to shift the frequency of the probe light L1 or the pump light L2 using the frequency converter 43 as shown in FIG. However, when driving at a different frequency, the frequency converter 43 becomes unnecessary.
Further, when the semiconductor lasers are driven at the same predetermined frequency, the signal generators 41 and 45 can be shared by only one of them.

本発明のブリルアン散乱測定装置は、上述した被測定用光ファイバを、構造物などの内部に埋設された光ファイバとすることにより、構造物の内部歪を測定するための歪測定装置として用いることが可能となる。また、ブリルアン散乱は光ファイバの温度変化にも影響されるため、構造物内部の温度分布測定装置としても使用することが可能である。 Bed Lil Ann scattering measuring apparatus of the present invention, the optical fiber under test as described above, by the inside buried optical fiber, such as the structure, as the strain measuring apparatus for measuring the internal strain of the structure It can be used. Further, Bed Lil Ann scattering because it also affects the temperature change of the optical fiber, it can be also used as a temperature distribution measuring device of the internals.

本発明によれば、広範な領域に渡り、かつ1m以下の分解能で被測定用光ファイバのブリルアン散乱を測定でき、しかも、被測定用光ファイバが替わっても容易に自動化することが可能なブリルアン散乱測定装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, over a wide area, and can measure the blanking Lil Ann scattering of the measured optical fiber in the following resolution 1 m, moreover, can easily be automated even replaced is optical fiber under test it becomes possible to provide a blanking Lil Anne scattering measurement device.

従来のブリルアン散乱測定装置の概略図である。It is a schematic diagram of a conventional blanking Lil Ann scattering measuring apparatus. 従来の他のブリルアン散乱測定装置の概略図である。It is a schematic view of another conventional blanking Lil Ann scattering measuring apparatus. 本発明に係るブリルアン散乱測定装置の第1の実施例を示す概略図である。The first embodiment of the probe drill en scattering measuring apparatus according to the present invention is a schematic diagram showing. 本発明に係るブリルアン散乱測定装置の第2の実施例を示す概略図である。A second embodiment of the probe drill en scattering measuring apparatus according to the present invention is a schematic diagram showing. 本発明に係るブリルアン散乱測定装置の第3の実施例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a third embodiment of the probe drill en scattering measuring apparatus according to the present invention. プローブ光及びポンプ光の波長変動の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the wavelength fluctuation of probe light and pump light. 本発明に係るブリルアン散乱測定装置の測定原理を示す図である。Is a diagram showing the measurement principle of the probe drill en scattering measuring apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,20,30,40,46 半導体レーザ
2,21,31,41,45 信号発生器
3,23,32 光分岐器
4 マイクロ波発生器
5 光強度変調器
6,25,35,44 被測定用光ファイバ
7 光遅延器
8,26,38,49 光分岐器(導出手段)
9 光波長フィルタ
10,27,39,50 光検出器
11 パルス変調器
12 タイミング調整器
22,33,36,42,47 パルス変換器
24,34,43 周波数変換器
37,48 同期制御手段
1, 20, 30, 40, 46 Semiconductor laser 2, 21, 31, 41, 45 Signal generator 3, 23, 32 Optical splitter 4 Microwave generator 5 Optical intensity modulator 6, 25, 35, 44 Optical fiber 7 Optical delay device 8, 26, 38, 49 Optical branching device (derivation means)
9 Optical wavelength filter 10, 27, 39, 50 Photo detector 11 Pulse modulator 12 Timing adjuster 22, 33, 36, 42, 47 Pulse converter 24, 34, 43 Frequency converter 37, 48 Synchronization control means

Claims (5)

レーザ光を出射する光源と、
該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、
該光源から出射されたレーザ光を分岐する分岐部と、
分岐した一方のレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、
該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記分岐した他方のレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、
該分岐部と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、
該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブルリアン散乱測定装置において、
連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該光源と該分岐部との間に設けたことを特徴とするブルリアン散乱測定装置。
A light source that emits laser light;
Modulation means for periodically changing the wavelength of the laser beam;
A branching section for branching the laser beam emitted from the light source;
A frequency conversion means for converting the frequency of one of the branched laser beams;
The light wave output from the frequency converting means is incident on one end of the optical fiber to be measured, and the other branched laser beam is incident on the other end of the optical fiber for measurement. Optical fiber,
A derivation means provided between the branch portion and the other end of the optical fiber for measurement, and for deriving a light wave emitted from the other end of the optical fiber for measurement to other than the branch portion;
In a Brillouin scattering measurement apparatus having a photodetector for detecting a light wave derived from the deriving means,
An apparatus for measuring Brillouin scattering, characterized in that pulse conversion means for pulsing continuous light at a period that is an integral multiple of the period of the modulation means is provided between the light source and the branching section.
レーザ光を出射する光源と、
該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、
該光源から出射されたレーザ光を分岐する分岐部と、
分岐した一方のレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、
該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記分岐した他方のレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、
該分岐部と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該分岐部以外に導出する導出手段と、
該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブルリアン散乱測定装置において、
連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該分岐部と該被測定用光ファイバの一端との間及び該分岐部と該導出手段との間の双方に設け、
双方のパルス変換手段を同期させるための同期制御手段を有することを特徴とするブルリアン散乱測定装置。
A light source that emits laser light;
Modulation means for periodically changing the wavelength of the laser beam;
A branching section for branching the laser beam emitted from the light source;
A frequency conversion means for converting the frequency of one of the branched laser beams;
The light wave output from the frequency converting means is incident on one end of the optical fiber to be measured, and the other branched laser beam is incident on the other end of the optical fiber for measurement. Optical fiber,
A derivation means provided between the branch portion and the other end of the optical fiber for measurement, and for deriving a light wave emitted from the other end of the optical fiber for measurement to other than the branch portion;
In a Brillouin scattering measurement apparatus having a photodetector for detecting a light wave derived from the deriving means,
Pulse conversion means for pulsing continuous light at a period that is an integral multiple of the period of the modulation means, both between the branching section and one end of the optical fiber to be measured and between the branching section and the deriving means Provided in
A Brillouin scattering measurement apparatus comprising synchronization control means for synchronizing both pulse conversion means.
レーザ光を出射する2つの光源と、
該レーザ光の波長を周期的に変化させる変調手段と、
該光源の一方から出射されたレーザ光の周波数を変換する周波数変換手段と、
該周波数変換手段から出力された光波を、被測定用光ファイバの一端に入射し、前記光源の他方から出射されたレーザ光を、該被測定用光ファイバの他端に入射するよう構成された被測定用光ファイバと、
該他方の光源と該被測定用光ファイバの他端との間に設けられ、被測定用光ファイバの他端から出射する光波を該他方の光源以外に導出する導出手段と、
該導出手段から導出された光波を検出する光検出器とを有するブルリアン散乱測定装置において、
連続光を該変調手段の周期の整数倍の周期でパルス化するパルス変換手段を、該一方の光源と該被測定用光ファイバの一端との間及び該他方の光源と該導出手段との間の双方に設け、
双方のパルス変換手段を同期させるための同期制御手段を有することを特徴とするブルリアン散乱測定装置。
Two light sources that emit laser light;
Modulation means for periodically changing the wavelength of the laser beam;
Frequency conversion means for converting the frequency of laser light emitted from one of the light sources;
The light wave output from the frequency converter is incident on one end of the optical fiber for measurement, and the laser beam emitted from the other of the light sources is incident on the other end of the optical fiber for measurement. An optical fiber for measurement;
A derivation means that is provided between the other light source and the other end of the optical fiber to be measured, and derives a light wave emitted from the other end of the optical fiber to be measured, other than the other light source;
In a Brillouin scattering measurement apparatus having a photodetector for detecting a light wave derived from the deriving means,
Pulse conversion means for pulsing continuous light at a period that is an integral multiple of the period of the modulation means, between the one light source and one end of the optical fiber to be measured, and between the other light source and the lead-out means In both
A Brillouin scattering measurement apparatus comprising synchronization control means for synchronizing both pulse conversion means.
請求項1乃至3のいずれかに記載のブルリアン散乱測定装置において、該周波数変換手段は、SSB光変調器を用いることを特徴とするブルリアン散乱測定装置。   4. The bullian scattering measurement apparatus according to claim 1, wherein the frequency conversion means uses an SSB optical modulator. 請求項1乃至4のいずれかに記載のブルリアン散乱測定装置において、該ブルリアン散乱測定装置は、該被測定用光ファイバが配置された構造物の歪を測定するための歪測定装置であることを特徴とするブルリアン散乱測定装置。   5. The bullian scattering measurement device according to claim 1, wherein the bullian scattering measurement device is a strain measuring device for measuring strain of a structure in which the optical fiber for measurement is arranged. A characteristic Burrian scattering measurement device.
JP2007193323A 2007-07-25 2007-07-25 Brillouin scattering measurement system Active JP5192742B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007193323A JP5192742B2 (en) 2007-07-25 2007-07-25 Brillouin scattering measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007193323A JP5192742B2 (en) 2007-07-25 2007-07-25 Brillouin scattering measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009031040A true JP2009031040A (en) 2009-02-12
JP5192742B2 JP5192742B2 (en) 2013-05-08

Family

ID=40401715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007193323A Active JP5192742B2 (en) 2007-07-25 2007-07-25 Brillouin scattering measurement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5192742B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236813A (en) * 2008-03-28 2009-10-15 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Brillouin scattering measuring device
JP2012132927A (en) * 2012-02-06 2012-07-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Brillouin scattering measurement device
JP2013205231A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Brillouin scattering microscope
GB2519462A (en) * 2009-05-27 2015-04-22 Silixa Ltd Method and apparatus for optical sensing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003014584A (en) * 2001-07-02 2003-01-15 Kazuo Hotate Apparatus and method for measurement of characteristic of optical fiber

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003014584A (en) * 2001-07-02 2003-01-15 Kazuo Hotate Apparatus and method for measurement of characteristic of optical fiber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012020417; 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.104  No.663, 20050211, p,37〜42, (社)電子情報通信学会 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236813A (en) * 2008-03-28 2009-10-15 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Brillouin scattering measuring device
GB2519462A (en) * 2009-05-27 2015-04-22 Silixa Ltd Method and apparatus for optical sensing
GB2519462B (en) * 2009-05-27 2015-07-08 Silixa Ltd Apparatus for optical sensing
US9140582B2 (en) 2009-05-27 2015-09-22 Silixa Limited Optical sensor and method of use
US9541425B2 (en) 2009-05-27 2017-01-10 Silixa Limited Method and apparatus for optical sensing
US9541426B2 (en) 2009-05-27 2017-01-10 Silica Limited Optical sensor and method of use
US11079269B2 (en) 2009-05-27 2021-08-03 Silixa Limited Method and apparatus for optical sensing
US11802789B2 (en) 2009-05-27 2023-10-31 Silixa Ltd. Method and apparatus for optical sensing
JP2012132927A (en) * 2012-02-06 2012-07-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Brillouin scattering measurement device
JP2013205231A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Brillouin scattering microscope

Also Published As

Publication number Publication date
JP5192742B2 (en) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3607930B2 (en) Optical fiber characteristic measuring apparatus and method
US9062965B2 (en) Multi-point measuring apparatus and method of FBG sensor having multiple delaying fibers
JP6005302B2 (en) Laser radar equipment
JP5654891B2 (en) Optical fiber characteristic measuring apparatus and method
JP2017516093A (en) Interferometric fiber optic sensor system and interrogation method
JP2000180265A (en) Brillouin gain spectrum measuring method and device
CN104914444B (en) A kind of long distance laser difference interference distance measuring structure
JP5192742B2 (en) Brillouin scattering measurement system
JP5148420B2 (en) Optical fiber testing equipment
JP5363231B2 (en) Vibration measuring apparatus and vibration measuring method
JP5949341B2 (en) Distance measuring device
JP2014185956A (en) Distance measuring device
JP5031636B2 (en) Brillouin scattering measurement system
JP2007309883A (en) External force detection system
JP2003050181A (en) Optical fiber measuring apparatus
JP2017194399A (en) Gas detection system
JP5188632B2 (en) Brillouin scattering measurement system
JP2021025795A (en) Brillouin frequency shift distribution measuring apparatus and brillouin frequency shift distribution measuring method
JP4652309B2 (en) Optical fiber characteristic measuring device
JP5522063B2 (en) Telemetry system
JP5236579B2 (en) Time-series signal measuring device and time-series signal measuring method
JP5264659B2 (en) Optical line characteristic measuring method and apparatus
RU2650853C1 (en) Fiber-optical distribution vibroacoustic sensor based on phase-sensitive reflectometer and method of improving its characteristics of sensitivity
JP2011095197A (en) Thickness measuring method and thickness measuring device
JP3354630B2 (en) Optical transmission characteristics measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5192742

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160208

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250