JP2022040695A - Optical fiber strain measurement device and brillouin frequency shift offset adjustment method - Google Patents

Optical fiber strain measurement device and brillouin frequency shift offset adjustment method Download PDF

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Abstract

To enable measurement of a correct BFS by automatically changing a BFS offset in a BOTDR device.SOLUTION: An optical fiber strain measurement device comprises: a light source section for generating probe light; a wavelength control section for receiving an input of back-scattered light to be generated by the probe light in an optical fiber to be a measurement object and outputting a back Brillouin scattered light included in the back-scattered light; a self-delay interferometer for generating a measurement signal to which the back Brillouin scattered light is input; and a signal processing section. The signal processing section comprises: means for generating measurement result data including optical fiber strain data from the measurement signal; and means for changing a BFS offset amount when a standard deviation of a BFS exceeds a threshold and also when signal loss of an area where the standard deviation exceeds the threshold is equal to or less than allowable loss.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、後方ブリルアン散乱光を用いた、光ファイバ歪み測定装置、及び、光ファイバ歪み測定装置で行われるブリルアン周波数シフトオフセットの調整方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber strain measuring device using backward Brillouin scattered light and a method for adjusting a Brillouin frequency shift offset performed by the optical fiber strain measuring device.

光ファイバ通信の発展とともに、光ファイバ自体をセンシング媒体とする分布型光ファイバセンシングが盛んに研究されている。特に、散乱光を利用する光ファイバセンシングは、点ごとに計測する電気センサとは異なり、長距離の分布としてのセンシングが可能であるため、被測定対象全体の物理量を計測することができる。 With the development of optical fiber communication, distributed optical fiber sensing using the optical fiber itself as a sensing medium is being actively researched. In particular, optical fiber sensing using scattered light can measure the physical quantity of the entire object to be measured because it can be sensed as a long-distance distribution, unlike an electric sensor that measures point by point.

分布型光ファイバセンシングでは、光ファイバの片端から光パルス(プローブ光)を入射し、光ファイバ中で後方散乱された光をプローブ光入射からの経過時間に対して測定する時間領域リフレクトメトリ(OTDR:Optical Time Domain Reflectmetry)が代表的である。 In distributed optical fiber sensing, optical pulse (probe light) is incident from one end of the optical fiber, and the light scattered backward in the optical fiber is measured with respect to the elapsed time from the probe light incident. : Optical Time Domain Reflectometry) is typical.

光ファイバ中の後方散乱には、レイリー散乱、ブリルアン散乱及びラマン散乱がある。OTDRの測定対象として自然ブリルアン散乱を用いるものは、ブリルアンOTDR(BOTDR:Brillouin OTDR)と呼ばれる。なお、以後の説明において、自然ブリルアン散乱を単にブリルアン散乱と表記することもある。 Backscattering in an optical fiber includes Rayleigh scattering, Brillouin scattering and Raman scattering. Those that use natural Brillouin scattering as the measurement target of OTDR are called Brillouin OTDR (BOTDR: Brillouin OTDR). In the following description, natural Brillouin scattering may be simply referred to as Brillouin scattering.

ブリルアン散乱は、光ファイバに入射されるプローブ光の中心周波数に対して、ストークス側及び反ストークス側に数GHz程度周波数シフトした周波数として観測さる。ブリルアン散乱のスペクトルはブリルアン利得スペクトル(BGS:Brillouin Gain Spectrum)と呼ばれる。BGSの周波数シフト量及びスペクトル線幅は、それぞれブリルアン周波数シフト(BFS:Brillouin Frequency
Shift)及びブリルアン線幅と呼ばれる。BFS及びブリルアン線幅は、光ファイバの材質及び光ファイバに入射されるプローブ光の波長(周波数)によって異なる。例えば、石英系のシングルモード光ファイバに波長1.55μmのプローブ光を入射した場合、BFSは約11GHz、ブリルアン線幅は約30MHzとなる。
Brillouin scattering is observed as a frequency shifted by several GHz to the Stokes side and the anti-Stokes side with respect to the center frequency of the probe light incident on the optical fiber. The spectrum of Brillouin scattering is called the Brillouin Gain Spectrum (BGS). The frequency shift amount and spectral line width of BGS are Brillouin frequency shift (BFS), respectively.
It is called Shift) and Brillouen line width. The BFS and Brillouin line widths differ depending on the material of the optical fiber and the wavelength (frequency) of the probe light incident on the optical fiber. For example, when a probe light having a wavelength of 1.55 μm is incident on a quartz-based single-mode optical fiber, the BFS is about 11 GHz and the Brillouin line width is about 30 MHz.

BFSは、光ファイバの歪みに対して500MHz/%程度の割合で線形に変化することが知られている。これを引っ張り歪及び温度に換算すると、それぞれ0.058MHz/με、1.18MHz/℃に相当する。 It is known that BFS changes linearly at a rate of about 500 MHz /% with respect to the distortion of the optical fiber. When this is converted into tensile strain and temperature, they correspond to 0.058 MHz / με and 1.18 MHz / ° C, respectively.

このようにBOTDRでは、光ファイバの長手方向に対する歪みや温度分布を測定することが可能であり、橋梁やトンネルなど大型建造物のモニタリング技術として注目されている。 As described above, BOTDR can measure strain and temperature distribution in the longitudinal direction of an optical fiber, and is attracting attention as a monitoring technique for large buildings such as bridges and tunnels.

BOTDRでは、一般的に、光ファイバ中で発生するブリルアン散乱光のスペクトル波形を測定するため、別途用意した参照光とのヘテロダイン検波を行う。ブリルアン散乱光の強度は、一般的なOTDRで用いられるレイリー散乱光の強度に比べて2~3桁程度小さい。このため、ヘテロダイン検波は、最小受光感度を向上させる上で有用となる。 In BOTDR, in order to measure the spectral waveform of Brillouin scattered light generated in an optical fiber, heterodyne detection with a separately prepared reference light is generally performed. The intensity of Brillouin scattered light is about 2 to 3 orders of magnitude smaller than the intensity of Rayleigh scattered light used in general OTDR. Therefore, heterodyne detection is useful for improving the minimum light receiving sensitivity.

BOTDRは、光ファイバの長手方向に対する周波数スペクトル分布の情報を扱うため、時間、振幅及び周波数の3次元の情報を取得する必要がある。ここで、ブリルアン散乱光は、上述の通り非常に微弱なため、ヘテロダイン検波を適用しても十分な信号雑音比(
S/N)を確保できない。その結果、S/N改善のための平均化処理が必要となる。この平均化処理と上述の3次元情報取得のため、従来のBOTDR装置では測定時間の短縮が難しい。
Since BOTDR handles information on the frequency spectrum distribution in the longitudinal direction of the optical fiber, it is necessary to acquire three-dimensional information on time, amplitude, and frequency. Here, since the Brillouin scattered light is very weak as described above, the signal-to-noise ratio is sufficient even if heterodyne detection is applied.
S / N) cannot be secured. As a result, an averaging process for improving S / N is required. Due to this averaging process and the acquisition of the above-mentioned three-dimensional information, it is difficult to shorten the measurement time with the conventional BOTDR apparatus.

BOTDR装置における測定時間を短縮させる方法として、自己遅延干渉計を用いる方法が提案されている。この方法では、光の周波数変化を、自己遅延干渉計で後方散乱光をコヒーレント検波して得られるビート信号の位相差として測定することにより、時間及び位相の2次元の情報を取得する。このため、3次元の情報の取得が必要な従来のBOTDR装置に比べて測定時間が短縮される。 As a method of shortening the measurement time in the BOTDR apparatus, a method using a self-delay interferometer has been proposed. In this method, two-dimensional information on time and phase is acquired by measuring the frequency change of light as the phase difference of the beat signal obtained by coherently detecting the backscattered light with a self-delay interferometer. Therefore, the measurement time is shortened as compared with the conventional BOTDR apparatus that requires acquisition of three-dimensional information.

自己遅延干渉計を用いるBOTDR装置では、自己遅延干渉させた後方散乱光を正弦波と比較することで、基準となるファイバのBGSとの差からBFSを算出している。自己遅延干渉計を用いる場合、この自己遅延干渉計の光路長差で定まる測定可能周波数まで計測する。ここで、BFSが上昇して、測定可能周波数を超えると折り返しが発生してBFSが減少する。 In the BOTDR apparatus using a self-delayed interferometer, the BFS is calculated from the difference from the BGS of the reference fiber by comparing the backscattered light with the self-delayed interferometer with the sine wave. When using a self-delayed interferometer, it measures up to a measurable frequency determined by the optical path length difference of this self-delayed interferometer. Here, when the BFS rises and exceeds the measurable frequency, folding occurs and the BFS decreases.

図1は、BFSが上昇した場合の自己遅延干渉計のふるまいを説明するための模式図である。図1(A)は、横軸にBFS(MHz)をとって示し、縦軸に、自己遅延干渉計からの出力信号の強度(a.u.)をとって示している。また、図1(B)は、横軸に位置(m)をとって示し、縦軸にBFS(MHz)をとって示している。ここでは、測定可能周波数が500MHzであり、BFSが0~1000MHzの範囲で変化する例を示している。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the behavior of a self-delay interferometer when BFS rises. In FIG. 1 (A), BFS (MHz) is shown on the horizontal axis, and the intensity (a.u.) of the output signal from the self-delay interferometer is shown on the vertical axis. Further, in FIG. 1B, the horizontal axis represents the position (m) and the vertical axis represents the BFS (MHz). Here, an example is shown in which the measurable frequency is 500 MHz and the BFS changes in the range of 0 to 1000 MHz.

図1(A)及び(B)に示すように、BFSは、測定可能周波数(=500MHz)で折り返され、BFSが500MHz以上のときは、正しいBFSを測定できない(例えば、特許文献1参照)。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the BFS is folded back at a measurable frequency (= 500 MHz), and when the BFS is 500 MHz or more, the correct BFS cannot be measured (see, for example, Patent Document 1).

特開2020-051941JP-A-2020-051941

ここで、あらかじめ設定されたBFSオフセットで測定する場合、同じ温度や同じ歪みの時のBFSが、光ファイバの種類により異なり、設定された測定可能周波数で規定される測定可能範囲内のBFSであっても、折り返しが発生してしまい、正しいBFSを計測できない場合がある。また、BFSは自己遅延干渉計からの出力と、正弦波との位相比較を行うため、折り返しが発生するタイミングでBFSの標準偏差が大きくなり、計測精度が悪化したようにみえる。 Here, when measuring with a preset BFS offset, the BFS at the same temperature and the same strain differs depending on the type of optical fiber, and the BFS is within the measurable range specified by the set measurable frequency. However, there are cases where the correct BFS cannot be measured due to wrapping. Further, since the BFS performs a phase comparison between the output from the self-delay interferometer and the sine wave, the standard deviation of the BFS becomes large at the timing when the folding occurs, and it seems that the measurement accuracy is deteriorated.

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、自己遅延干渉計を有するBOTDR装置において、BFSオフセットを自動的に変更することにより正しいBFSを測定可能にする、光ファイバ歪み測定装置、及び、光ファイバ歪み測定装置で行われるBFSオフセットの調整方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. An object of the present invention is an optical fiber strain measuring device and an optical fiber strain measuring device that enable correct BFS to be measured by automatically changing the BFS offset in a BOTDR device having a self-delay interferometer. To provide a method of adjusting the BFS offset.

上述の目的を達成するために、この発明の光ファイバ歪み測定装置は、プローブ光を生成する光源部と、プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方散乱光が入力され、後方散乱光に含まれる後方ブリルアン散乱光を出力する波長制御部と、後方ブリルアン散乱光が入力される測定信号を生成する自己遅延干渉計と、信号処理部とを備えて
構成される。信号処理部は、測定信号から、光ファイバの歪みデータを含む計測結果データを生成する手段と、BFSの標準偏差が閾値を超えていて、かつ、標準偏差が閾値を超えている領域の信号損失が許容損失以下であるとき、BFSオフセット量を変更する手段とを備える。
In order to achieve the above object, in the optical fiber strain measuring apparatus of the present invention, the light source unit that generates the probe light and the backward scattered light generated by the optical fiber to be measured by the probe light are input, and the backward scattered light is input. It is configured to include a wavelength control unit that outputs the rear Brilluan scattered light included in the above, a self-delay interferometer that generates a measurement signal to which the rear Brilluan scattered light is input, and a signal processing unit. The signal processing unit is a means for generating measurement result data including distortion data of the optical fiber from the measurement signal, and a signal loss in a region where the standard deviation of BFS exceeds the threshold value and the standard deviation exceeds the threshold value. Is provided with a means for changing the BFS offset amount when is equal to or less than the allowable loss.

上述の光ファイバ歪み測定装置の好適実施形態によれば、自己遅延干渉計は、後方ブリルアン散乱光を、第1光路及び第2光路に2分岐する分岐部と、第1光路及び第2光路のいずれか一方に設けられた、ビート周波数の周波数シフトを与える光周波数シフタ部と、第1光路及び第2光路のいずれか一方に設けられた遅延部と、第1光路及び第2光路を伝播する光を合波して合波光を生成する合波部と、合波光をヘテロダイン検波して差周波を第1電気信号として出力するコヒーレント検波部と、第1電気信号と同じ周波数を持つ第2電気信号を生成する局発電気信号源と、第1電気信号と第2電気信号とをホモダイン検波して、差周波を位相差信号として出力するミキサー部とを備えて構成される。 According to the preferred embodiment of the above-mentioned optical fiber strain measuring apparatus, the self-delay interferometer has a branch portion for bifurcating the rear Brilluan scattered light into the first optical path and the second optical path, and the first optical path and the second optical path. It propagates through the optical frequency shifter portion provided on either one to give a frequency shift of the beat frequency, the delay portion provided on either one of the first optical path and the second optical path, and the first optical path and the second optical path. A combined wave section that combines light to generate combined wave light, a coherent detection section that detects the combined wave light by heterodyne detection and outputs a difference frequency as the first electric signal, and a second electric unit having the same frequency as the first electric signal. It is configured to include a locally-generated electric signal source that generates a signal, and a mixer unit that homodyne-detects a first electric signal and a second electric signal and outputs a difference frequency as a phase difference signal.

また、上述した目的を達成するためにこの発明のBFSオフセット調整方法は、光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置でのBFSの標準偏差σを測定する標準偏差測定過程と、光ファイバの長手方向の全体にわたって、標準偏差σが閾値σthより大きいか否かを判定する標準偏差判定過程と、標準偏差判定過程での判定の結果、標準偏差σが閾値σthより大きい区間がある場合に行われる、当該区間の強度損失を参照する強度損失参照過程と、当該区間の強度損失が許容損失未満であるか否かを判定する強度損失判定過程と、強度損失判定過程での判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失未満である場合に行われる、BFSオフセットを変更するBFSオフセット変更過程とを備える。標準偏差測定過程、標準偏差判定過程、強度損失測定過程、強度損失判定過程、及び、前記BFSオフセット変更過程を、標準偏差σが閾値σth以下になるまで、繰り返し行われる。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the BFS offset adjusting method of the present invention includes a standard deviation measuring process for measuring the standard deviation σ of the BFS at each position over the entire longitudinal direction of the optical fiber, and a length of the optical fiber. It is performed when there is an interval in which the standard deviation σ is larger than the threshold σth as a result of the judgment in the standard deviation judgment process for determining whether or not the standard deviation σ is larger than the threshold σth over the entire direction. As a result of the strength loss reference process that refers to the strength loss of the section, the strength loss determination process that determines whether the strength loss of the section is less than the allowable loss, and the determination in the intensity loss determination process, the section. It comprises a BFS offset changing process of changing the BFS offset, which is performed when the strength loss of is less than the permissible loss. The standard deviation measurement process, the standard deviation determination process, the intensity loss measurement process, the intensity loss determination process, and the BFS offset change process are repeated until the standard deviation σ becomes equal to or less than the threshold value σth.

また、BFSオフセット調整方法の他の好適実施形態によれば、光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置での強度損失を参照する強度損失参照過程と、当該区間の強度損失が許容損失未満であるか否かを判定する強度損失判定過程と、強度損失判定過程での判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失未満である場合に行われる、光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置でのBFSの標準偏差σを測定する標準偏差測定過程と、光ファイバの長手方向の全体にわたって、標準偏差σが閾値σthより大きいか否かを判定する標準偏差判定過程と、標準偏差判定過程での判定の結果、標準偏差σが閾値σthより大きい区間がある場合に行われる、BFSオフセットを変更するBFSオフセット変更過程とを備える。強度損失測定過程、強度損失判定過程、標準偏差測定過程、標準偏差判定過程、及び、BFSオフセット変更過程は、標準偏差σが閾値σth以下になるまで、繰り返し行われる。 Further, according to another preferred embodiment of the BFS offset adjusting method, a strength loss reference process that refers to the strength loss at each position over the entire longitudinal direction of the optical fiber and the strength loss in the section is less than the permissible loss. Each position throughout the longitudinal direction of the optical fiber, which is performed when the strength loss in the section is less than the allowable loss as a result of the strength loss determination process for determining the presence or absence and the determination in the strength loss determination process. In the standard deviation measurement process for measuring the standard deviation σ of BFS in, the standard deviation determination process for determining whether the standard deviation σ is larger than the threshold σth over the entire longitudinal direction of the optical fiber, and the standard deviation determination process. As a result of the determination, the BFS offset changing process for changing the BFS offset, which is performed when there is a section in which the standard deviation σ is larger than the threshold σth, is provided. The strength loss measurement process, the strength loss determination process, the standard deviation measurement process, the standard deviation determination process, and the BFS offset change process are repeated until the standard deviation σ becomes equal to or less than the threshold value σth.

この発明の、光ファイバ歪み測定装置及びBFSオフセット調整方法によれば、BFSオフセットを自動的に変更することにより正しいBFSを測定可能にする。 According to the optical fiber strain measuring device and the BFS offset adjusting method of the present invention, the correct BFS can be measured by automatically changing the BFS offset.

BFSが上昇した場合の自己遅延干渉計のふるまいを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the behavior of the self-delay interferometer when BFS rises. 光ファイバ歪み測定装置の模式的なブロック図である。It is a schematic block diagram of an optical fiber strain measuring apparatus. オフセット調整の原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principle of offset adjustment. オフセット調整手段の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing of an offset adjusting means. 測定される信号波形の例を示す図(1)である。It is a figure (1) which shows the example of the signal waveform to be measured. 測定される信号波形の例を示す図(2)である。It is a figure (2) which shows the example of the signal waveform to be measured.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各図は、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the respective figures are merely schematic to the extent that the present invention can be understood. Further, although a suitable configuration example of the present invention will be described below, it is merely a suitable example. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and many modifications or modifications can be made to achieve the effects of the present invention without departing from the scope of the configuration of the present invention.

図2を参照して、この発明の光ファイバ歪み測定装置について説明する。図2は、光ファイバ歪み測定装置の模式的なブロック図である。ここでは、光ファイバ歪み測定装置として説明するが、単に、光ファイバの歪みを測定するだけでなく、光ファイバの歪みに基づいて、温度の測定も可能である。 The optical fiber strain measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic block diagram of an optical fiber strain measuring device. Although described here as an optical fiber strain measuring device, it is possible not only to measure the strain of the optical fiber but also to measure the temperature based on the strain of the optical fiber.

光ファイバ歪み測定装置は、光源部10、サーキュレータ20、光増幅器30、波長制御部としての波長分離フィルタ(光バンドパスフィルタ)32、自己遅延ヘテロダイン干渉計(以下、自己遅延干渉計と称する。)40、及び、信号処理部90を備えて構成される。 The optical fiber distortion measuring device includes a light source unit 10, a circulator 20, an optical amplifier 30, a wavelength separation filter (optical band path filter) 32 as a wavelength control unit, and a self-delayed heterodyne interferometer (hereinafter referred to as a self-delayed interferometer). It is configured to include 40 and a signal processing unit 90.

光源部10は、プローブ光を生成する。光源部10は、レーザ光源12と、光パルス発生器14と、タイミング制御器16を備えて構成される。 The light source unit 10 generates probe light. The light source unit 10 includes a laser light source 12, an optical pulse generator 14, and a timing controller 16.

レーザ光源12は、連続光を生成する。レーザ光源12で生成された連続光は、光パルス発生器14に送られる。 The laser light source 12 produces continuous light. The continuous light generated by the laser light source 12 is sent to the optical pulse generator 14.

光パルス発生器14は、任意好適な従来周知の、音響光学(AO:Acoust Optical)変調器又は電気光学(EO:Electric Optical)変調器を用いて構成される。光パルス発生器14は、タイミング制御器16で生成された電気パルスに応じて、連続光から光パルスを生成する。この光パルスの繰り返し周期は、測定対象の光ファイバ(被測定光ファイバとも称する。)100を光パルスが往復するのに要する時間よりも長く設定される。この光パルスが、プローブ光として、光源部10から出力される。 The optical pulse generator 14 is configured using any suitable conventionally known acoustic optical (AO: Acoustic Optical) modulator or electrooptic (EO: Electrical Optical) modulator. The optical pulse generator 14 generates an optical pulse from continuous light in response to an electric pulse generated by the timing controller 16. The repetition period of this optical pulse is set longer than the time required for the optical pulse to reciprocate in the optical fiber (also referred to as the measured optical fiber) 100 to be measured. This optical pulse is output from the light source unit 10 as probe light.

この光源部10から出力されたプローブ光は、サーキュレータ20を経て、被測定光ファイバ100に入射される。なお、サーキュレータ20に換えて、光カプラとアイソレータを組み合わせて用いても良い。 The probe light output from the light source unit 10 passes through the circulator 20 and is incident on the optical fiber 100 to be measured. Instead of the circulator 20, an optical coupler and an isolator may be used in combination.

被測定光ファイバ100からの後方散乱光は、サーキュレータ20を経て、光増幅器30に送られる。光増幅器30で増幅された後方散乱光は、波長分離フィルタ32に送られる。 The backscattered light from the optical fiber 100 to be measured is sent to the optical amplifier 30 via the circulator 20. The backscattered light amplified by the optical amplifier 30 is sent to the wavelength separation filter 32.

波長分離フィルタ32は、光増幅器30で増幅された後方散乱光から、レイリー散乱光の成分を遮断して、ブリルアン散乱光の成分のみを透過させる。波長分離フィルタ32を透過した光は、自己遅延干渉計40に送られる。 The wavelength separation filter 32 blocks the Rayleigh scattered light component from the backscattered light amplified by the optical amplifier 30, and transmits only the Brillouin scattered light component. The light transmitted through the wavelength separation filter 32 is sent to the self-delay interferometer 40.

波長分離フィルタ32から出射される自然ブリルアン散乱光の時刻tにおける信号E(t)は、以下の式(1)で表される。 The signal E 0 (t) at time t of the natural Brillouin scattered light emitted from the wavelength separation filter 32 is represented by the following equation (1).

(t)=Aexp{j(2πft+φ)} (1)
ここで、Aは振幅、fは自然ブリルアン散乱光の光周波数、φは初期位相を示している。
E 0 ( t ) = A 0 exp {j (2πf bt + φ 0 )} (1)
Here, A 0 indicates the amplitude, f b indicates the optical frequency of the natural Brillouin scattered light, and φ 0 indicates the initial phase.

自己遅延干渉計40は、分岐部42と、光周波数シフタ部43と、遅延部48と、合波部50と、コヒーレント検波部60と、ミキサー部70と、ローパスフィルタ(LPF)72と、局発電気信号源83とを備えて構成される。 The self-delay interferometer 40 includes a branch section 42, an optical frequency shifter section 43, a delay section 48, a combine wave section 50, a coherent detection section 60, a mixer section 70, a low-pass filter (LPF) 72, and a station. It is configured to include a power generation signal source 83.

局発電気信号源83は、周波数fAOMの電気信号を生成する。 The local oscillator electric signal source 83 generates an electric signal having a frequency f AOM .

分岐部42は、プローブ光により被測定光ファイバ100で発生する後方ブリルアン散乱光を、波長分離フィルタ32を経て受け取り、第1光路及び第2光路に2分岐する。 The branching portion 42 receives the rear Brillouin scattered light generated in the optical fiber 100 to be measured by the probe light through the wavelength separation filter 32, and branches into two optical paths, the first optical path and the second optical path.

この構成例では、光周波数シフタ部43は、第1光路に設けられている。光周波数シフタ部43は、局発電気信号源83で生成された周波数fAOMの電気信号を用いて、第1光路を伝播する光に対して、周波数fAOMの周波数シフトを与える。 In this configuration example, the optical frequency shifter portion 43 is provided in the first optical path. The optical frequency shifter unit 43 uses the electric signal of the frequency f AOM generated by the local electric signal source 83 to give a frequency shift of the frequency f AOM to the light propagating in the first optical path.

また、この構成例では、第2光路に遅延部48が設けられている。遅延部48は、第2光路を伝播する光に時間τの遅延を与える。なお、遅延部48は、第2光路を伝播する光に、第1光路を伝播する光に比べて時間τの遅延を与えればよく、その構成は任意である。 Further, in this configuration example, the delay portion 48 is provided in the second optical path. The delay unit 48 gives a delay of time τ to the light propagating in the second optical path. The delay unit 48 may give a delay of time τ to the light propagating in the second optical path as compared with the light propagating in the first optical path, and the configuration thereof is arbitrary.

合波部50は、第1光路及び第2光路を伝播する光を合波して合波光を生成する。合波部50に入射される、第1光路を伝播する光信号E(t)、第2光路を伝播する光信号E(t-τ)は、それぞれ、以下の(2)(3)式で表される。 The combined wave unit 50 generates combined wave light by combining the light propagating in the first optical path and the second optical path. The optical signal E 1 (t) propagating in the first optical path and the optical signal E 2 (t—τ) propagating in the second optical path incident on the combine 50 are the following (2) (3), respectively. It is expressed by an expression.

(t)=Aexp{j(2πft+2πfAOMt+φ)} (2)
(t)=Aexp[j{2πf(t-τ)+φ}](3)
ここで、A及びAは、それぞれE(t)及びE(t-τ)の振幅であり、φ及びφは、それぞれE(t)及びE(t-τ)の初期位相である。
E 1 (t) = A 1 exp {j (2πf bt + 2πf AOM t + φ 1 )} (2)
E 2 (t) = A 2 exp [j {2πf b (t−τ) + φ 2 }] (3)
Here, A 1 and A 2 are the amplitudes of E 1 (t) and E 2 (t-τ), respectively, and φ 1 and φ 2 are E 1 (t) and E 2 (t-τ), respectively. Is the initial phase of.

コヒーレント検波部60は、合波光をヘテロダイン検波してビート信号を生成する。コヒーレント検波部60は、例えば、バランス型フォトダイオード(PD)62とFET増幅器64を備えて構成される。ヘテロダイン検波により与えられるビート信号I12は、以下の式(4)で表される。 The coherent detection unit 60 performs heterodyne detection of the combined wave light to generate a beat signal. The coherent detection unit 60 includes, for example, a balanced photodiode (PD) 62 and a FET amplifier 64. The beat signal I 12 given by the heterodyne detection is represented by the following equation (4).

12=2Acos{2π(fAOMt+fτ)+φ-φ} (4)
コヒーレント検波部60で生成されたビート信号は、第1電気信号としてミキサー部70に送られる。また、局発電気信号源83で生成された電気信号は第2電気信号としてミキサー部70に送られる。
I 12 = 2A 1 A 2 cos {2π (f AOM t + f b τ) + φ 12 } (4)
The beat signal generated by the coherent detection unit 60 is sent to the mixer unit 70 as a first electric signal. Further, the electric signal generated by the local oscillator electric signal source 83 is sent to the mixer unit 70 as a second electric signal.

ミキサー部70は、第1電気信号と、第2電気信号とをホモダイン検波して、ホモダイン信号を生成する。LPF72は、ホモダイン信号から増幅されたビート信号と局発電気信号との和周波成分を除去して、差周波成分である測定信号を生成する。測定信号は、信号処理部90に送られる。 The mixer unit 70 homodyne detects the first electric signal and the second electric signal to generate a homodyne signal. The LPF 72 removes the sum frequency component of the amplified beat signal and the local oscillator signal from the homodyne signal to generate a measurement signal which is a difference frequency component. The measurement signal is sent to the signal processing unit 90.

ここで、第1電気信号及び第2電気信号はいずれも周波数fAOMを有するビート信号であるので、これらをホモダイン検波することにより、2πfτの変化が位相差として出力される。ブリルアン周波数fは、被測定光ファイバ100の歪みによって変化する。 Here, since both the first electric signal and the second electric signal are beat signals having a frequency f AOM , the change of 2πf b τ is output as a phase difference by homodyne detection of these. The Brillouin frequency f b changes due to the strain of the optical fiber 100 to be measured.

信号処理部90は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)で構成できる。また、ソフトウェアを実行することにより、信号処理
部90を実現する構成にしても良い。なお、各処理の内容を記憶する記憶手段については、任意好適な従来公知の構成にできるので、ここでは説明を省略する。
The signal processing unit 90 can be configured by, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array). Further, the signal processing unit 90 may be realized by executing the software. Since the storage means for storing the contents of each process can have an arbitrarily suitable conventionally known configuration, the description thereof will be omitted here.

信号処理部90は、例えば、平均化処理手段、計測結果データ生成手段、及び、オフセット調整手段を備えて構成される。 The signal processing unit 90 includes, for example, an averaging processing means, a measurement result data generation means, and an offset adjusting means.

平均化処理手段で、M回分(Mは2以上の整数)の平均化、すなわち、平均化処理が行われる。この平均化の回数は、タイミング制御器16で生成される電気パルスの数に対応する。平均化の回数Mは、任意好適な数に設定されるが、例えば、光ファイバ100の長さが5kmの場合、4000回程度にすることができる。 The averaging processing means performs averaging of M times (M is an integer of 2 or more), that is, averaging processing. The number of times of this averaging corresponds to the number of electrical pulses generated by the timing controller 16. The number of times M of averaging is set to an arbitrary suitable number, but for example, when the length of the optical fiber 100 is 5 km, it can be set to about 4000 times.

計測結果データ生成手段は、自己遅延干渉計40から受け取った測定信号に基づいて、BFSと、歪みデータとを含む計測結果データを生成する。歪みデータは、BFSに基づいて得られる。また、計測結果データには、光ファイバの温度の情報も含まれる。計測結果データ生成手段の動作については、従来公知であるため、ここでは説明を省略する。 The measurement result data generation means generates measurement result data including BFS and distortion data based on the measurement signal received from the self-delay interferometer 40. Distortion data is obtained based on BFS. The measurement result data also includes information on the temperature of the optical fiber. Since the operation of the measurement result data generation means is conventionally known, the description thereof is omitted here.

オフセット調整手段は、オフセット調整を行う。図3を参照して、オフセット調整の原理について説明する。 The offset adjusting means adjusts the offset. The principle of offset adjustment will be described with reference to FIG.

図3は、BFSオフセット調整の原理を説明するための模式図である。図3は、横軸にBFS(MHz)をとって示し、縦軸に、自己遅延干渉計からの出力信号の強度(a.u.)をとって示している。ここでは、測定可能周波数が500MHzである例を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of BFS offset adjustment. In FIG. 3, BFS (MHz) is shown on the horizontal axis, and the intensity (a.u.) of the output signal from the self-delay interferometer is shown on the vertical axis. Here, an example in which the measurable frequency is 500 MHz is shown.

図3では、位相比較は0~πの範囲で行われ、対応するBFSが0MHz~500MHzである例を示している。この場合、負のBFS値を算出できない。しかし、BFS値は負の値を取ることもある。そこで、負のBFS値を算出可能にするために、位相比較の基準値をシフトさせるBFSオフセットを行う。 FIG. 3 shows an example in which the phase comparison is performed in the range of 0 to π and the corresponding BFS is 0 MHz to 500 MHz. In this case, the negative BFS value cannot be calculated. However, the BFS value may take a negative value. Therefore, in order to make it possible to calculate a negative BFS value, a BFS offset that shifts the reference value for phase comparison is performed.

例えば、BFSオフセットの大きさ(BFSオフセット量)が125MHzの場合、測定可能なBFSの領域が-125MHz~375MHzとなる。ここで、図3に示すように、BFSと強度は、余弦関数で表される関係にある。このため、精度の良い測定を行うには、線形な領域として、0~500MHzの測定可能範囲の両端において、それぞれ50MHz程度のマージンを取り、50~450MHzの領域を用いるのがよい。したがって、BFSオフセット量が125MHzの場合、測定領域は、-75MH~325MHzとなる。同様に、BFSオフセット量が220MHzの場合、測定領域は、-170MHz~230MHzとなる。 For example, when the magnitude of the BFS offset (BFS offset amount) is 125 MHz, the measurable BFS region is -125 MHz to 375 MHz. Here, as shown in FIG. 3, BFS and the intensity have a relationship expressed by a cosine function. Therefore, in order to perform accurate measurement, it is preferable to use a region of 50 to 450 MHz as a linear region with a margin of about 50 MHz at both ends of the measurable range of 0 to 500 MHz. Therefore, when the BFS offset amount is 125 MHz, the measurement region is −75 MH to 325 MHz. Similarly, when the BFS offset amount is 220 MHz, the measurement area is −170 MHz to 230 MHz.

図4~図6を参照して、オフセット調整手段の処理について説明する。図4は、オフセット調整手段の処理の一例を示すフローチャートである。図5(A)~(C)及び図6(A)~(C)は、測定される信号波形の例を示す図である。図5(A)~(C)は、BFSオフセット量が125MHzの場合を示し、図6(A)~(C)は、BFSオフセット量が220MHzの場合を示している。図5(A)及び図6(A)は、横軸に光ファイバの入力端からの位置(m)をとって示し、縦軸にBFS(MHz)をとって示している。ここで、光ファイバの位置(m)は、光ファイバ100のプローブ光が入力される入力端から後方散乱光が発生した位置までの距離を示している。なお、図5(A)及び図6(A)では、平均化処理手段で平均化されるデータの、最大値、最小値と現在値を重ねて示している。図5(B)及び図6(B)は、横軸に、図5(A)及び図6(A)と同じく光ファイバ100の入力端からの位置(m)をとって示し、縦軸に信号強度として強度損失(dB)をとって示している。また、図5(C)及び図6(C)は、横軸に、図5(A)及
び図6(A)と同じく光ファイバ100の入力端からの位置(m)をとって示し、縦軸に標準偏差σ(MHz)をとって示している。
The processing of the offset adjusting means will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing of the offset adjusting means. 5 (A) to (C) and FIGS. 6 (A) to 6 (C) are diagrams showing examples of signal waveforms to be measured. 5 (A) to 5 (C) show the case where the BFS offset amount is 125 MHz, and FIGS. 6 (A) to 6 (C) show the case where the BFS offset amount is 220 MHz. 5A and 6A show the position (m) from the input end of the optical fiber on the horizontal axis and BFS (MHz) on the vertical axis. Here, the position (m) of the optical fiber indicates the distance from the input end where the probe light of the optical fiber 100 is input to the position where the backscattered light is generated. In addition, in FIG. 5A and FIG. 6A, the maximum value, the minimum value, and the current value of the data averaged by the averaging processing means are shown superimposed. 5 (B) and 6 (B) are shown on the horizontal axis with the position (m) from the input end of the optical fiber 100 as in FIGS. 5 (A) and 6 (A), and on the vertical axis. The signal strength is shown as the strength loss (dB). Further, FIGS. 5 (C) and 6 (C) show the positions (m) from the input end of the optical fiber 100 on the horizontal axis, as in FIGS. 5 (A) and 6 (A), in the vertical direction. The standard deviation σ (MHz) is shown on the axis.

先ず、光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置でのBFSの時間軸標準偏差σを測定する(S10)。S10の測定により、例えば、図5(A)に示すBFSと位置との関係と、図5(C)に示す標準偏差と位置との関係が得られる。 First, the time axis standard deviation σ of the BFS at each position is measured over the entire longitudinal direction of the optical fiber (S10). By the measurement of S10, for example, the relationship between the BFS and the position shown in FIG. 5 (A) and the relationship between the standard deviation and the position shown in FIG. 5 (C) can be obtained.

次に、光ファイバの長手方向の全体にわたって、標準偏差σが閾値(σth)より大きいか否かを判定する(S20)。この標準偏差の閾値(σth)は、BOTDR装置の計測性能σspecの2~3倍程度に設定される。例えば、BOTDRの計測性能σspecが1.5MHzである場合は、σthを3MHzに設定することができる。 Next, it is determined whether or not the standard deviation σ is larger than the threshold value (σth) over the entire longitudinal direction of the optical fiber (S20). The threshold value (σth) of this standard deviation is set to about 2 to 3 times the measurement performance σspec of the BOTDR apparatus. For example, when the measurement performance σspec of BOTDR is 1.5 MHz, σth can be set to 3 MHz.

S20の判定の結果、光ファイバの長手方向の全体にわたって、標準偏差σが閾値σth以下である場合(No)、オフセット調整は不要であり、処理を終了する。 As a result of the determination of S20, when the standard deviation σ is equal to or less than the threshold value σth over the entire longitudinal direction of the optical fiber (No), the offset adjustment is unnecessary and the process ends.

S20の判定の結果、標準偏差σが閾値σthより大きい区間がある場合(Yes)、続いて、当該区間の強度損失を参照する(S30)。例えば、図5(C)に示す例では、位置が72~120mと、127~177mの2つの区間で、標準偏差σが閾値σthより大きい。この標準偏差σが閾値σthより大きい区間を精度悪化区間とも称する。 As a result of the determination in S20, when there is a section in which the standard deviation σ is larger than the threshold value σth (Yes), the strength loss in the section is subsequently referred to (S30). For example, in the example shown in FIG. 5C, the standard deviation σ is larger than the threshold value σth in the two sections where the positions are 72 to 120 m and 127 to 177 m. A section in which this standard deviation σ is larger than the threshold value σth is also referred to as an accuracy deterioration section.

次に、当該区間の強度損失が許容損失(例えば、4dB)未満であるか否かを判定する(S40)。 Next, it is determined whether or not the strength loss in the section is less than the allowable loss (for example, 4 dB) (S40).

S40の判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失以上である場合(No)、標準偏差σが閾値σthを超えた原因が測定可能周波数における折り返し以外にあると考えられる。この場合は、処理を終了し、別途、強度損失の要因を調査する(S42)。 As a result of the determination in S40, when the intensity loss in the section is equal to or greater than the allowable loss (No), it is considered that the reason why the standard deviation σ exceeds the threshold value σth is other than the turnaround at the measurable frequency. In this case, the process is terminated, and the cause of the strength loss is separately investigated (S42).

S40の判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失未満である場合(Yes)、標準偏差σが閾値を超えた原因が測定可能周波数における折り返しにあると考えられる。 As a result of the determination of S40, when the intensity loss in the section is less than the allowable loss (Yes), it is considered that the cause of the standard deviation σ exceeding the threshold value is the turnaround at the measurable frequency.

計測精度の劣化は、主として、強度損失が大きくなることで発生する。しかし、図5に示す例では、精度悪化区間において、図5(C)に示されているように、標準偏差σが閾値σthよりも大きいにもかかわらず、図5(B)に示されているように、強度損失が1dB未満である。 Deterioration of measurement accuracy mainly occurs due to an increase in strength loss. However, in the example shown in FIG. 5, in the accuracy deterioration section, as shown in FIG. 5 (C), although the standard deviation σ is larger than the threshold value σth, it is shown in FIG. 5 (B). As such, the strength loss is less than 1 dB.

また、強度損失は、光ファイバ100中での伝搬距離が長いほど、すなわち、プローブ光の入力端から遠い位置で発生した後方散乱光ほど大きくなる。しかし、図5(A)に示す例では、プローブ光の入力端から最も遠い位置のほうが、計測精度がよい。 Further, the intensity loss increases as the propagation distance in the optical fiber 100 becomes longer, that is, as the backscattered light generated at a position farther from the input end of the probe light. However, in the example shown in FIG. 5A, the measurement accuracy is better at the position farthest from the input end of the probe light.

このように、強度損失が小さい場合は、計測精度の劣化は、測定可能周波数における折り返しによるものと推定できる。 As described above, when the strength loss is small, it can be estimated that the deterioration of the measurement accuracy is due to the turnaround at the measurable frequency.

そこで、S40の判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失未満である場合(Yes)、BFSオフセットを変更する(S50)。その後、再び、S10の測定を行う。 Therefore, as a result of the determination in S40, when the strength loss in the section is less than the allowable loss (Yes), the BFS offset is changed (S50). After that, the measurement of S10 is performed again.

ここで、BFSオフセットの変更量が小さいと、BFSオフセット量の最適値を得やすいが、その一方、BFSオフセットの調整に時間がかかってしまう。これに対し、BFSオフセットの変更量が大きいと、BFSオフセットの調整にかかる時間を短縮できるが、その一方、得られるBFSオフセット量は、必ずしも最適値とはならない。 Here, if the change amount of the BFS offset is small, it is easy to obtain the optimum value of the BFS offset amount, but on the other hand, it takes time to adjust the BFS offset. On the other hand, if the change amount of the BFS offset is large, the time required for adjusting the BFS offset can be shortened, but on the other hand, the obtained BFS offset amount is not always the optimum value.

このBFSオフセットの変更量は、設計に応じて任意好適に設定することができ、例えば、25MHz~50MHzに設定される。 The amount of change in the BFS offset can be arbitrarily set according to the design, and is set to, for example, 25 MHz to 50 MHz.

S10~S50を、測定可能周波数による折り返しがなくなるまで繰り返す。 S10 to S50 are repeated until there is no folding back due to the measurable frequency.

ここでは、S10及びS20において標準偏差についての判定を行った後、S30及びS40において強度損失についての判定を行う例を示しているが、これに限定されない。S10及びS20と、S30及びS40とを入れ替えて、先に、S30及びS40において強度損失についての判定を行った後、S10及びS20において標準偏差についての判定を行う構成にしてもよい。 Here, an example is shown in which the standard deviation is determined in S10 and S20, and then the strength loss is determined in S30 and S40, but the present invention is not limited to this. S10 and S20 may be interchanged with S30 and S40, and the strength loss may be determined first in S30 and S40, and then the standard deviation may be determined in S10 and S20.

図6では、BFSオフセット量が220MHzである。ここで測定されているBFSは、図6(A)に示されているように、70m~120m区間では、-150~-170MHz程度である。このBFSは、図5(A)に示されているように、BFSオフセット量が125MHzの場合には正しく観測できない値である。また、このとき、図6(C)に示されているように、標準偏差σも閾値σth未満となる。 In FIG. 6, the BFS offset amount is 220 MHz. As shown in FIG. 6A, the BFS measured here is about −150 to −170 MHz in the 70 m to 120 m section. As shown in FIG. 5A, this BFS is a value that cannot be observed correctly when the BFS offset amount is 125 MHz. Further, at this time, as shown in FIG. 6C, the standard deviation σ is also less than the threshold value σth.

このように、光ファイバ歪み測定装置が、BFSオフセットを自動調整する機能を有することで、屈折率等が異なる未知の光ファイバを接続してもBFSオフセットが自動調整され、正しいBFSを測定することができる。 In this way, since the optical fiber strain measuring device has a function of automatically adjusting the BFS offset, the BFS offset is automatically adjusted even if an unknown optical fiber having a different refractive index or the like is connected, and the correct BFS is measured. Can be done.

なお、標準偏差の閾値σth及び許容損失、並びに、BFSオフセットの変更量については、上述の例に限定されず、BOTDR装置の特性に応じて、適宜設定すればよい。また、BFSオフセットの調整は、光ファイバ歪み測定装置での測定中、常時行う構成にしてもよいし、定期的又は不定期に行ってもよい。 The standard deviation threshold value σth, the permissible loss, and the amount of change in the BFS offset are not limited to the above examples, and may be appropriately set according to the characteristics of the BOTDR apparatus. Further, the BFS offset may be adjusted at all times during the measurement by the optical fiber strain measuring device, or may be performed periodically or irregularly.

10 光源部
12 レーザ光源
14 光パルス発生器
16 タイミング制御器
20 サーキュレータ
30 光増幅器
32 波長分離フィルタ(光バンドパスフィルタ)
40 自己遅延干渉計
42 分岐部
43 光周波数シフタ部
46 偏波コントローラ
48 遅延部
50 合波部
60 コヒーレント検波部
62 バランス型PD
64 FET増幅器
70 ミキサー部
72 ローパスフィルタ(LPF)
83 局発電気信号源
90 信号処理部
100 被測定光ファイバ
10 Light source 12 Laser light source 14 Optical pulse generator 16 Timing controller 20 Circulator 30 Optical amplifier 32 Wavelength separation filter (optical bandpass filter)
40 Self-delay interferometer 42 Branch part 43 Optical frequency shifter part 46 Polarization controller 48 Delay part 50 Combined part 60 Coherent detection part 62 Balanced PD
64 FET amplifier 70 Mixer section 72 Low-pass filter (LPF)
83 Local oscillator 90 Signal processing unit 100 Optical fiber to be measured

Claims (4)

プローブ光を生成する光源部と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方散乱光が入力され、前記後方散乱光に含まれる後方ブリルアン散乱光を出力する波長制御部と、
前記後方ブリルアン散乱光が入力される測定信号を生成する自己遅延干渉計と、
信号処理部と
を備え、
前記信号処理部は、
前記測定信号から、前記光ファイバの歪みデータを含む計測結果データを生成する手段と、
ブリルアン周波数シフトの標準偏差が閾値を超えていて、かつ、標準偏差が閾値を超えている領域の信号損失が許容損失以下であるとき、ブリルアン周波数シフトオフセット量を変更する手段と
を備えることを特徴とする光ファイバ歪み測定装置。
A light source that generates probe light and
A wavelength control unit that inputs the backward scattered light generated in the optical fiber to be measured by the probe light and outputs the rear Brillouin scattered light included in the backward scattered light.
A self-delayed interferometer that generates a measurement signal to which the rear Brillouin scattered light is input,
Equipped with a signal processing unit
The signal processing unit
A means for generating measurement result data including distortion data of the optical fiber from the measurement signal, and
It is characterized by providing a means for changing the Brilluan frequency shift offset amount when the standard deviation of the Brilluan frequency shift exceeds the threshold value and the signal loss in the region where the standard deviation exceeds the threshold value is equal to or less than the allowable loss. Optical fiber strain measuring device.
前記自己遅延干渉計は、
前記後方ブリルアン散乱光を、第1光路及び第2光路に2分岐する分岐部と、
前記第1光路及び前記第2光路のいずれか一方に設けられた、ビート周波数の周波数シフトを与える光周波数シフタ部と、
前記第1光路及び前記第2光路のいずれか一方に設けられた遅延部と、
前記第1光路及び前記第2光路を伝播する光を合波して合波光を生成する合波部と、
前記合波光をヘテロダイン検波して差周波を第1電気信号として出力するコヒーレント検波部と、
前記第1電気信号と同じ周波数を持つ第2電気信号を生成する局発電気信号源と、
前記第1電気信号と前記第2電気信号とをホモダイン検波して、差周波を位相差信号として出力するミキサー部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ歪み測定装置。
The self-delay interferometer
A branch portion in which the rear Brillouin scattered light is bifurcated into a first optical path and a second optical path,
An optical frequency shifter portion provided in either the first optical path or the second optical path to give a frequency shift of the beat frequency, and
A delay portion provided in either the first optical path or the second optical path, and
A wave junction portion that generates combined wave light by combining the light propagating in the first optical path and the second optical path.
A coherent detection unit that heterodyne detects the combined wave light and outputs the difference frequency as the first electric signal.
A local oscillator electric signal source that generates a second electric signal having the same frequency as the first electric signal,
The optical fiber strain measuring apparatus according to claim 1, further comprising a mixer unit that homodyne detects the first electric signal and the second electric signal and outputs a difference frequency as a phase difference signal.
請求項1又は2に記載の光ファイバ歪み測定装置で行われる、ブリルアン周波数シフトオフセットの調整方法であって、
光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置でのブリルアン周波数シフトの標準偏差σを測定する標準偏差測定過程と、
光ファイバの長手方向の全体にわたって、前記標準偏差が閾値より大きいか否かを判定する標準偏差判定過程と、
前記標準偏差判定過程での判定の結果、前記標準偏差が前記閾値より大きい区間がある場合に行われる、当該区間の強度損失を参照する強度損失参照過程と、
当該区間の強度損失が許容損失未満であるか否かを判定する強度損失判定過程と、
前記強度損失判定過程での判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失未満である場合に行われる、ブリルアン周波数シフトオフセットを変更するブリルアン周波数シフトオフセット変更過程と
を備え、
前記標準偏差測定過程、前記標準偏差判定過程、前記強度損失測定過程、前記強度損失判定過程、及び、前記ブリルアン周波数シフトオフセット変更過程を、前記標準偏差が前記閾値以下になるまで繰り返し行う
ことを特徴とするブリルアン周波数シフトオフセットの調整方法。
A method for adjusting a Brillouin frequency shift offset, which is performed by the optical fiber strain measuring apparatus according to claim 1 or 2.
A standard deviation measurement process that measures the standard deviation σ of the Brilluan frequency shift at each position over the entire longitudinal direction of the optical fiber.
A standard deviation determination process for determining whether or not the standard deviation is larger than the threshold value over the entire longitudinal direction of the optical fiber.
As a result of the determination in the standard deviation determination process, the intensity loss reference process for referring to the intensity loss in the section, which is performed when there is a section in which the standard deviation is larger than the threshold value,
The strength loss determination process for determining whether the strength loss in the section is less than the allowable loss, and
As a result of the determination in the intensity loss determination process, the Brillouen frequency shift offset change process for changing the Brillouan frequency shift offset, which is performed when the intensity loss in the section is less than the allowable loss, is provided.
The standard deviation measurement process, the standard deviation determination process, the intensity loss measurement process, the intensity loss determination process, and the Brilluan frequency shift offset change process are repeated until the standard deviation becomes equal to or less than the threshold value. How to adjust the Brilluan frequency shift deviation.
請求項1又は2に記載の光ファイバ歪み測定装置で行われる、ブリルアン周波数シフトオフセットの調整方法であって、
光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置での強度損失を参照する強度損失参照
過程と、
当該区間の強度損失が許容損失未満であるか否かを判定する強度損失判定過程と、
前記強度損失判定過程での判定の結果、当該区間の強度損失が許容損失未満である場合に行われる、光ファイバの長手方向の全体にわたって、各位置でのブリルアン周波数シフトの標準偏差を測定する標準偏差測定過程と、
光ファイバの長手方向の全体にわたって、前記標準偏差が閾値より大きいか否かを判定する標準偏差判定過程と、
前記標準偏差判定過程での判定の結果、前記標準偏差が前記閾値より大きい区間がある場合に行われる、ブリルアン周波数シフトオフセットを変更するブリルアン周波数シフトオフセット変更過程と
を備え、
前記強度損失測定過程、前記強度損失判定過程、前記標準偏差測定過程、前記標準偏差判定過程、及び、前記ブリルアン周波数シフトオフセット変更過程を、前記標準偏差が前記閾値以下になるまで繰り返し行う
ことを特徴とするブリルアン周波数シフトオフセットの調整方法。
A method for adjusting a Brillouin frequency shift offset, which is performed by the optical fiber strain measuring apparatus according to claim 1 or 2.
A strength loss reference process that refers to the strength loss at each position throughout the longitudinal direction of the optical fiber.
The strength loss determination process for determining whether the strength loss in the section is less than the allowable loss, and
A standard for measuring the standard deviation of the Brillouin frequency shift at each position over the entire longitudinal direction of the optical fiber, which is performed when the intensity loss in the section is less than the allowable loss as a result of the determination in the intensity loss determination process. Deviation measurement process and
A standard deviation determination process for determining whether or not the standard deviation is larger than the threshold value over the entire longitudinal direction of the optical fiber.
As a result of the determination in the standard deviation determination process, the Brillouan frequency shift offset change process for changing the Brillouan frequency shift offset, which is performed when there is a section in which the standard deviation is larger than the threshold value, is provided.
The feature is that the intensity loss measurement process, the intensity loss determination process, the standard deviation measurement process, the standard deviation determination process, and the Brilluan frequency shift offset change process are repeated until the standard deviation becomes equal to or less than the threshold value. How to adjust the Brilluan frequency shift deviation.
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