JP2019020143A - 光ファイバ振動検知センサおよびその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2、4、9 分岐部
3 光周波数変調部
5 光強度変調部
6 光サーキュレータ
7 被測定光ファイバ
8 参照干渉計
10、15 バランスフォトディテクタ
11、16 ミキサ
12 信号発生器
13、17 低域透過フィルタ
14 遅延光ファイバ
18 数値化装置
19 計算処理部
Claims (8)
- コヒーレンス性を有する光を出力する光源と、
前記コヒーレンス性を有する光と、前記コヒーレンス性を有する光が被測定光ファイバに入射されて発生した後方散乱光とを、少なくとも一方を周波数変調して合波することにより第1のビート信号を生成する第1の干渉計と、
前記コヒーレンス性を有する光と、遅延時間τの遅延回路で遅延された前記コヒーレンス性を有する光とを、少なくとも一方を周波数変調して合波することにより第2のビート信号を生成する第2の干渉計と、
前記第1および第2のビート信号をそれぞれ受光して数値化処理する信号処理部と、
基準時刻から前記時間遅延τのN倍(N:自然数)となる時間における前記第1の信号処理部で得られるビート信号I(Nτ)の位相の雑音成分を、前記第2の信号処理部で得られる参照ビート信号の位相X1から算出される
を備えたことを特徴とする光ファイバ振動検知センサ。 - コヒーレンス性を有する光を出力する光源と、
前記光源から出力された光を2分岐する第1の光分岐部と、
前記第1の光分岐部で分岐された一方の分岐光を2分岐する第2の光分岐部と、
前記第2の光分岐部で分岐された一方の分岐光をパルス変調する光強度変調部と、
前記光強度変調部から出力されたパルス光を被測定光ファイバに入射し、前記被測定光ファイバの後方散乱光を取り出す光サーキュレータと、
前記第1の光分岐部で分岐された前記一方の分岐光又は他方の分岐光に光周波数シフトを付与する光周波数変調部と、
前記光周波数変調部から出力された周波数変調光を2分岐する第3の光分岐部と、
前記第3の光分岐部から出力された一方の分岐光に前記光源から出力される光のコヒーレンス時間の半分より小さい時間遅延τを付与する遅延回路と、
前記後方散乱光と前記第3の光分岐部から出力された他方の分岐光とを合波した第1のビート信号および前記第2の光分岐部から出力された他方の分岐光と前記遅延回路から出力された光とを合波した第2のビート信号を受光し、数値化処理する信号処理部と、
基準時刻から前記時間遅延τのN倍(N:自然数)となる時間における前記第1ビート信号I(Nτ)の位相の雑音成分を、前記第2ビート信号の位相X1から算出される
を備えたことを特徴とする光ファイバ振動検知センサ。 - 前記Nτは、前記被測定光ファイバに入射し、前記被測定光ファイバの後方散乱光を取り出すまでの遅延時間に略等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバ振動検知センサ。
- 前記信号処理部における最小サンプリング時間は、前記遅延回路の遅延時間τと等しいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光ファイバ振動検知センサ。
- コヒーレンス性を有する光を出力するステップと、
前記コヒーレンス性を有する光と、前記コヒーレンス性を有する光が被測定光ファイバに入射されて発生した後方散乱光とを、少なくとも一方を周波数変調して合波することにより第1のビート信号を生成する第1の干渉ステップと、
前記コヒーレンス性を有する光と、遅延時間τの遅延回路で遅延された前記コヒーレンス性を有する光とを、少なくとも一方を周波数変調して合波することにより第2のビート信号を生成する第2の干渉ステップと、
前記第1および第2のビート信号をそれぞれ受光して数値化処理する信号処理ステップと、
基準時刻から前記時間遅延τのN倍(N:自然数)となる時間における前記第1の信号処理部で得られるビート信号I(Nτ)の位相の雑音成分を、前記第2の信号処理部で得られる参照ビート信号の位相X1から算出される
を備えたことを特徴とする光ファイバ振動検知方法。 - コヒーレンス性を有する光を出力するステップと、
出力された前記コヒーレンス性を有する光を2分岐する第1の光分岐ステップと、
前記第1の光分岐ステップで分岐された一方の分岐光を2分岐する第2の光分岐ステップと、
前記第2の光分岐ステップで分岐された一方の分岐光をパルス変調する光強度変調ステップと、
前記光強度変調ステップで変調されたパルス光を被測定光ファイバに入射し、前記被測定光ファイバの後方散乱光を取り出すステップと、
前記第1の光分岐ステップで分岐された前記一方の分岐光又は他方の分岐光に光周波数シフトを付与する光周波数変調ステップと、
前記光周波数変調ステップで変調された周波数変調光を2分岐する第3の光分岐ステップと、
前記第3の光分岐ステップで分岐された一方の分岐光に前記コヒーレンス性を有する光のコヒーレンス時間の半分より小さい時間遅延τを付与する遅延付与ステップと、
前記後方散乱光と前記第3の光分岐ステップで分岐された他方の分岐光とを合波した第1のビート信号および前記第2の光分岐ステップで分岐された他方の分岐光と前記遅延付与ステップで時間遅延τを付与された光とを合波した第2のビート信号を受光し、数値化処理する信号処理ステップと、
基準時刻から前記時間遅延τのN倍(N:自然数)となる時間における前記第1のビート信号I(Nτ)の位相の雑音成分を、前記第2ビート信号の位相X1から算出される
を有することを特徴とする光ファイバ振動検知方法。 - 前記Nτは、前記被測定光ファイバに入射し、前記被測定光ファイバの後方散乱光を取り出すまでの遅延時間に略等しいことを特徴とする請求項5又は6に記載の光ファイバ振動検知方法。
- 前記信号処理ステップにおける最小サンプリング時間は、前記遅延付与ステップで付与される遅延時間τと等しいことを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の光ファイバ振動検知方法。
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