JP2986038B2 - ラマン散乱光測定による光ファイバの温度測定器 - Google Patents
ラマン散乱光測定による光ファイバの温度測定器Info
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- JP2986038B2 JP2986038B2 JP4272365A JP27236592A JP2986038B2 JP 2986038 B2 JP2986038 B2 JP 2986038B2 JP 4272365 A JP4272365 A JP 4272365A JP 27236592 A JP27236592 A JP 27236592A JP 2986038 B2 JP2986038 B2 JP 2986038B2
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- optical fiber
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- acousto
- optical
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバから戻っ
てくるラマン散乱光の測定から光ファイバの温度測定を
する場合に、光源が連続光を出射する場合にも使用する
ことができる光ファイバの温度測定器についてのもので
ある。
てくるラマン散乱光の測定から光ファイバの温度測定を
する場合に、光源が連続光を出射する場合にも使用する
ことができる光ファイバの温度測定器についてのもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来技術による光ファイバの温度
測定器の構成を図２により説明する。図２の３は測定さ
れる光ファイバ、４は波長分岐用光フィルタ、５は処理
部、６はパルス光源、７は方向性結合器である。パルス
光源６の光パルスは方向性結合器７を通り、光ファイバ
３に入射される。光ファイバ３から戻ってくる後方散乱
光は方向性結合器７を通り、波長分岐用光フィルタ４で
ラマン散乱光のストークス光とアンチストークス光に分
離される。
測定器の構成を図２により説明する。図２の３は測定さ
れる光ファイバ、４は波長分岐用光フィルタ、５は処理
部、６はパルス光源、７は方向性結合器である。パルス
光源６の光パルスは方向性結合器７を通り、光ファイバ
３に入射される。光ファイバ３から戻ってくる後方散乱
光は方向性結合器７を通り、波長分岐用光フィルタ４で
ラマン散乱光のストークス光とアンチストークス光に分
離される。
【０００３】処理部５はＡＰＤ５Ａ・５Ｂ、増幅器５Ｃ
・５Ｄ、Ａ／Ｄ変換器５Ｅ・５Ｆ、信号処理部５Ｇで構
成され、波長分岐用光フィルタ４の出力に接続される。
波長分岐用光フィルタ４の２つの出力はそれぞれＡＰＤ
５Ａ・５Ｂで光電気変換され、増幅器５Ｃ・５Ｄで増幅
される。増幅器５Ｃ・５Ｄの出力はＡ／Ｄ変換器５Ｅ・
５ＦでＡ／Ｄ変換され、信号処理部５Ｇでストークス光
とアンチストークス光の比から温度換算により光ファイ
バ３の温度測定をする。
・５Ｄ、Ａ／Ｄ変換器５Ｅ・５Ｆ、信号処理部５Ｇで構
成され、波長分岐用光フィルタ４の出力に接続される。
波長分岐用光フィルタ４の２つの出力はそれぞれＡＰＤ
５Ａ・５Ｂで光電気変換され、増幅器５Ｃ・５Ｄで増幅
される。増幅器５Ｃ・５Ｄの出力はＡ／Ｄ変換器５Ｅ・
５ＦでＡ／Ｄ変換され、信号処理部５Ｇでストークス光
とアンチストークス光の比から温度換算により光ファイ
バ３の温度測定をする。
【０００４】次に、後方散乱光に含まれる波長成分対強
度特性を図３により説明する。パルス試験器では図３の
中央のレイリー光を使用するが、温度測定にはラマン散
乱光のアンチストークス光とストークス光が使用され
る。例えば図３のレイリー光の波長は1.55μｍであり、
ストークス光の波長は1.66μｍである。また、アンチス
トークス光の波長は1.45μｍである。
度特性を図３により説明する。パルス試験器では図３の
中央のレイリー光を使用するが、温度測定にはラマン散
乱光のアンチストークス光とストークス光が使用され
る。例えば図３のレイリー光の波長は1.55μｍであり、
ストークス光の波長は1.66μｍである。また、アンチス
トークス光の波長は1.45μｍである。
【０００５】アンチストークス光とストークス光はレイ
リー光に比べて25〜30ｄＢ以上強度が弱いので、光源に
高出力のパルス光源を使用する。 0.8μｍ帯、 1.3μｍ
帯ではＬＤや固体レーザにより比較的高出力のパルス光
が得られるが、1.55μｍ帯では高出力のパルス光源がな
く、光ファイバ増幅器を利用することが多い。
リー光に比べて25〜30ｄＢ以上強度が弱いので、光源に
高出力のパルス光源を使用する。 0.8μｍ帯、 1.3μｍ
帯ではＬＤや固体レーザにより比較的高出力のパルス光
が得られるが、1.55μｍ帯では高出力のパルス光源がな
く、光ファイバ増幅器を利用することが多い。
【０００６】次に、光ファイバ増幅器の構成を図４によ
り説明する。図５は図４の波形図である。図４の１１は
1.55μｍ帯ＬＤパルス光源、１２は合波器、１３はアイ
ソレータ、１４はエルビウムドープファイバ、１５は励
起光源である。図５アのＬＤパルス光１６が出射される
と、エルビウムドープファイバ１４の出力には図５イに
示すように増幅された光パルス１７とともにＡＳＥと励
起光の透過成分を含む連続光成分１８が出てくる。
り説明する。図５は図４の波形図である。図４の１１は
1.55μｍ帯ＬＤパルス光源、１２は合波器、１３はアイ
ソレータ、１４はエルビウムドープファイバ、１５は励
起光源である。図５アのＬＤパルス光１６が出射される
と、エルビウムドープファイバ１４の出力には図５イに
示すように増幅された光パルス１７とともにＡＳＥと励
起光の透過成分を含む連続光成分１８が出てくる。
【０００７】図５イの信号を光ファイバ３へ入射する
と、連続光成分１８の変動等のため、エルビウムドープ
ファイバ１４の出力に光パルス１７だけを通す光スイッ
チを設けることになる。光スイッチを設けると、光出力
が低くなり、また、装置が高価なものになる。
と、連続光成分１８の変動等のため、エルビウムドープ
ファイバ１４の出力に光パルス１７だけを通す光スイッ
チを設けることになる。光スイッチを設けると、光出力
が低くなり、また、装置が高価なものになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のラマン散乱光測
定による光ファイバの温度測定器では、パルス試験器と
同じ原理を採用しているので、光源にはパルス光源が必
要である。Ｅｒ3+ドープファイバ等を使用した光増幅器
の出力光のように、ＡＳＥ等の連続光成分を含む光源を
使用するためには、パルスを生成するために光スイッチ
が追加になり、十分な性能を確保するのが困難である。
定による光ファイバの温度測定器では、パルス試験器と
同じ原理を採用しているので、光源にはパルス光源が必
要である。Ｅｒ3+ドープファイバ等を使用した光増幅器
の出力光のように、ＡＳＥ等の連続光成分を含む光源を
使用するためには、パルスを生成するために光スイッチ
が追加になり、十分な性能を確保するのが困難である。
【０００９】この発明は、音響光学スイッチが連続光遮
断用スイッチと方向性結合器の性能をもつことに着目
し、図２の方向性結合器７の代わりに音響光学スイッチ
を採用し、連続光を含む高出力光源を用いたとき、効率
よく測定できる光ファイバの温度測定器の提供を目的と
する。
断用スイッチと方向性結合器の性能をもつことに着目
し、図２の方向性結合器７の代わりに音響光学スイッチ
を採用し、連続光を含む高出力光源を用いたとき、効率
よく測定できる光ファイバの温度測定器の提供を目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、高出力の光源１と、音響光学スイッ
チ２と、波長分岐用光フィルタ４と、処理部５とを備
え、光源１は連続光成分を出射し、音響光学スイッチ２
の１次回折側入力端子２ａには光源１の出力光が入射さ
れ、音響光学スイッチ２の出力端子２ｂには測定される
光ファイバ３が接続され、光ファイバ３からのラマン散
乱光は音響光学スイッチ２の０次光端子２ｃから波長分
岐用光フィルタ４に送られ、処理部５は波長分岐用光フ
ィルタ４の出力に接続され、換算測定から光ファイバ３
の温度測定をする。
め、この発明では、高出力の光源１と、音響光学スイッ
チ２と、波長分岐用光フィルタ４と、処理部５とを備
え、光源１は連続光成分を出射し、音響光学スイッチ２
の１次回折側入力端子２ａには光源１の出力光が入射さ
れ、音響光学スイッチ２の出力端子２ｂには測定される
光ファイバ３が接続され、光ファイバ３からのラマン散
乱光は音響光学スイッチ２の０次光端子２ｃから波長分
岐用光フィルタ４に送られ、処理部５は波長分岐用光フ
ィルタ４の出力に接続され、換算測定から光ファイバ３
の温度測定をする。
【００１１】
【作用】次に、この発明によるラマン散乱光測定器の構
成を図１により説明する。図１の１は光源、２は音響光
学スイッチであり、その他は図２と同じものである。す
なわち、図１は図２のパルス光源６と方向性結合器７の
代わりに、光源１と音響光学スイッチ２を採用したもの
である。
成を図１により説明する。図１の１は光源、２は音響光
学スイッチであり、その他は図２と同じものである。す
なわち、図１は図２のパルス光源６と方向性結合器７の
代わりに、光源１と音響光学スイッチ２を採用したもの
である。
【００１２】高出力の光源１は連続光成分を出射する。
音響光学スイッチ２の１次回折光路は、スイッチのオン
・オフ時のアイソレーションが大きく、光ファイバ３へ
光パルスを入射するときだけ音響光学スイッチ２をオン
にする。例えばアイソレーションは50ｄＢ程度である。
したがって光パルスを光ファイバ３へ入射する以外に不
要な連続光成分が光ファイバ３に入ることはない。
音響光学スイッチ２の１次回折光路は、スイッチのオン
・オフ時のアイソレーションが大きく、光ファイバ３へ
光パルスを入射するときだけ音響光学スイッチ２をオン
にする。例えばアイソレーションは50ｄＢ程度である。
したがって光パルスを光ファイバ３へ入射する以外に不
要な連続光成分が光ファイバ３に入ることはない。
【００１３】光ファイバ３からのラマン散乱光は音響光
学スイッチ２の０次回折光路を通り波長分岐用光フィル
タ４に送られる。ラマン散乱光は送出した光パルスの発
光波長に対し長波側と短波側に偏移するが、音響光学ス
イッチ２の０次回折光路は波長特性がないので、０次回
折光路はラマン散乱光を導く光路に適する。また、音響
光学スイッチ２の出力端子２ｂを光レセプタクル形式に
することにより、マルチモード光ファイバやシングルモ
ード光ファイバなどにも適用することができる。
学スイッチ２の０次回折光路を通り波長分岐用光フィル
タ４に送られる。ラマン散乱光は送出した光パルスの発
光波長に対し長波側と短波側に偏移するが、音響光学ス
イッチ２の０次回折光路は波長特性がないので、０次回
折光路はラマン散乱光を導く光路に適する。また、音響
光学スイッチ２の出力端子２ｂを光レセプタクル形式に
することにより、マルチモード光ファイバやシングルモ
ード光ファイバなどにも適用することができる。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、高出力の光源と、音
響光学スイッチと、波長分岐用光フィルタと、処理部と
を備え、音響光学スイッチが連続光遮断用スイッチと方
向性結合器の性能をもつので、従来技術に比べ光回路損
失を３ｄＢ以上減らすことができ、光ファイバの温度測
定のダイナミックレンジを大きくすることができる。
響光学スイッチと、波長分岐用光フィルタと、処理部と
を備え、音響光学スイッチが連続光遮断用スイッチと方
向性結合器の性能をもつので、従来技術に比べ光回路損
失を３ｄＢ以上減らすことができ、光ファイバの温度測
定のダイナミックレンジを大きくすることができる。
【図１】この発明による光ファイバの温度測定器の構成
図である。
図である。
【図２】従来技術による光ファイバの温度測定器の構成
図である。
図である。
【図３】後方散乱光に含まれる波長成分対強度特性図で
ある。
ある。
【図４】光ファイバ増幅器の構成図である。
【図５】図４の波形図である。
１ 光源 ２ 音響光学スイッチ ２ａ １次回折側入力端子 ２ｂ 出力端子 ２ｃ ０次光端子 ３ 光ファイバ ４ 波長分岐用光フィルタ ５ 処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若見 俊則 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 平２−114136（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206737（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−42119（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01K 11/12
Claims (1)
- 【請求項１】 高出力の光源(1) と、音響光学スイッチ
(2) と、波長分岐用光フィルタ(4) と、処理部(5) とを
備え、 光源(1) は連続光成分を出射し、 音響光学スイッチ(2) の１次回折側入力端子(2a)には光
源(1) の出力光が入射され、音響光学スイッチ(2) の出
力端子(2b)には測定される光ファイバ(3) が接続され、
光ファイバ(3) からのラマン散乱光は音響光学スイッチ
(2) の０次光端子(2c)から波長分岐用光フィルタ(4) に
送られ、 処理部(5) は波長分岐用光フィルタ(4) の出力に接続さ
れ、換算測定から光ファイバ(3) の温度測定をすること
を特徴とするラマン散乱光測定による光ファイバの温度
測定器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272365A JP2986038B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | ラマン散乱光測定による光ファイバの温度測定器 |
| DE1993613220 DE69313220T2 (de) | 1992-09-16 | 1993-09-15 | Fiberoptisches Thermometer |
| EP19930307265 EP0588611B1 (en) | 1992-09-16 | 1993-09-15 | Thermometer for optical fibre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272365A JP2986038B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | ラマン散乱光測定による光ファイバの温度測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694544A JPH0694544A (ja) | 1994-04-05 |
| JP2986038B2 true JP2986038B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17512873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272365A Expired - Lifetime JP2986038B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | ラマン散乱光測定による光ファイバの温度測定器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0588611B1 (ja) |
| JP (1) | JP2986038B2 (ja) |
| DE (1) | DE69313220T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0824388B2 (ja) * | 1987-01-16 | 1996-03-06 | 日本電信電話株式会社 | コ−ドレス電話装置の接続制御方式 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2140554A (en) * | 1983-05-26 | 1984-11-28 | Plessey Co Plc | Temperature measuring arrangement |
| GB8520827D0 (en) * | 1985-08-20 | 1985-09-25 | York Ventures & Special Optica | Fibre-optic sensing devices |
| DE3627198A1 (de) * | 1986-08-11 | 1988-02-18 | Bbc Brown Boveri & Cie | Anordnung zur zeitlich aufgeloesten optischen rueckstreumessung an lichtwellenleitern |
| JPH01140030A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-01 | Asahi Glass Co Ltd | 分布型光ファイバー温度測定装置 |
| JP2623782B2 (ja) * | 1988-10-25 | 1997-06-25 | 旭硝子株式会社 | 光ファイバの温度分布測定方法 |
| JP2650417B2 (ja) * | 1989-05-16 | 1997-09-03 | 旭硝子株式会社 | 分布型光ファイバー温度センサーおよび温度測定方法 |
| JPH0353135A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-07 | Asahi Glass Co Ltd | 分布型光ファイバ温度センサー |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4272365A patent/JP2986038B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-15 DE DE1993613220 patent/DE69313220T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-15 EP EP19930307265 patent/EP0588611B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69313220D1 (de) | 1997-09-25 |
| DE69313220T2 (de) | 1998-02-12 |
| JPH0694544A (ja) | 1994-04-05 |
| EP0588611B1 (en) | 1997-08-20 |
| EP0588611A1 (en) | 1994-03-23 |
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