JP3004775B2 - 光音響センサアレイシステム - Google Patents
光音響センサアレイシステムInfo
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを利用した
多チャネルの光音響センサアレイシステムに関するもの
である。
多チャネルの光音響センサアレイシステムに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。
例えば次のような文献に記載されるものがあった。
【０００３】「エス ピー アイ イー ボリュウム
５８６ ファイバ オプティックセンサーズ（SPIE Vo
l.586 Fiber Optic Sensors) 」（１９８５）（米）Mic
hael Henning “インプルーブメンツ イン リフレク
トメトリック ファイバ オプティック ハイドロホー
ンズ（Improvements in reflectrometric fibre optic
hydrophones)”Ｐ．５８−６４ 図２は、前記文献に記載された従来の干渉型光音響セン
サアレイシステムの一構成例を示す図である。
５８６ ファイバ オプティックセンサーズ（SPIE Vo
l.586 Fiber Optic Sensors) 」（１９８５）（米）Mic
hael Henning “インプルーブメンツ イン リフレク
トメトリック ファイバ オプティック ハイドロホー
ンズ（Improvements in reflectrometric fibre optic
hydrophones)”Ｐ．５８−６４ 図２は、前記文献に記載された従来の干渉型光音響セン
サアレイシステムの一構成例を示す図である。
【０００４】この干渉型光音響センサアレイシステム
は、光ファイバに音波が印加されると、その光ファイバ
の屈折率及びファイバ長が変化し、伝搬光の位相が変化
するので、その位相変化を利用して音波情報を検出する
ものである。
は、光ファイバに音波が印加されると、その光ファイバ
の屈折率及びファイバ長が変化し、伝搬光の位相が変化
するので、その位相変化を利用して音波情報を検出する
ものである。
【０００５】即ち、この光音響センサアレイシステム
は、光パルスを発生する光パルス発生手段１０を有し、
それには、センサアレイ２０と光検出器３０とが接続さ
れている。光パルス発生手段１０は、コヒーレントな連
続光を発生する光源１１を有し、その光源１１には、ブ
ラッグセル１２の入力端１２ａが接続されている。ブラ
ッグセル１２は、制御信号ＣＳに基づき、入力端１２ａ
の入射光の周波数をシフトし、ゲート制御によって一定
時間のみ入出力端１２ｂへパルス光を送出すると共に、
通常時は該入出力端１２ｂより出力端１２ｃへ光を送出
する機能を有している。
は、光パルスを発生する光パルス発生手段１０を有し、
それには、センサアレイ２０と光検出器３０とが接続さ
れている。光パルス発生手段１０は、コヒーレントな連
続光を発生する光源１１を有し、その光源１１には、ブ
ラッグセル１２の入力端１２ａが接続されている。ブラ
ッグセル１２は、制御信号ＣＳに基づき、入力端１２ａ
の入射光の周波数をシフトし、ゲート制御によって一定
時間のみ入出力端１２ｂへパルス光を送出すると共に、
通常時は該入出力端１２ｂより出力端１２ｃへ光を送出
する機能を有している。
【０００６】ブラッグセル１２の入出力端１２ｂには、
センサアレイ２０が接続され、さらにその出力端１２ｃ
に、光検出器３０が接続されている。センサアレイ２０
は、音波を検出するもので、光ファイバからなる複数の
センサ２１−１，２１−２，…と、その各センサ２１−
１，２１−２，…の先端及び後端に設けられた反射係数
の小さい複数のセミ反射器２２−１，２２−２，２２−
３，…とで、構成されている。
センサアレイ２０が接続され、さらにその出力端１２ｃ
に、光検出器３０が接続されている。センサアレイ２０
は、音波を検出するもので、光ファイバからなる複数の
センサ２１−１，２１−２，…と、その各センサ２１−
１，２１−２，…の先端及び後端に設けられた反射係数
の小さい複数のセミ反射器２２−１，２２−２，２２−
３，…とで、構成されている。
【０００７】図３は図２のタイミングチャートであり、
この図を参照しつつ図２の動作を説明する。
この図を参照しつつ図２の動作を説明する。
【０００８】光源１１から発生した連続光は、ブラッグ
セル１２によって変換され、時間間隔Ｔ、及びパルス幅
ｄの周波数ｆ１及びｆ２の２個のパルス列として入出力
端１２ｂからセンサアレイ２０へ送出される。センサア
レイ２０では、セミ反射器２２−１で第１の反射が起こ
り、同様に、他のセミ反射器２２−２，２２−３，…で
も順次反射が発生する。
セル１２によって変換され、時間間隔Ｔ、及びパルス幅
ｄの周波数ｆ１及びｆ２の２個のパルス列として入出力
端１２ｂからセンサアレイ２０へ送出される。センサア
レイ２０では、セミ反射器２２−１で第１の反射が起こ
り、同様に、他のセミ反射器２２−２，２２−３，…で
も順次反射が発生する。
【０００９】各セミ反射器２２−１，２２−２，２２−
３，…間の往復伝搬時間は、Ｔ秒となるように設定され
ているので、セミ反射器２２−１での周波数ｆ２のパル
スの反射波と、セミ反射器２２−２での周波数ｆ１のパ
ルスの反射波とが重なって、ブラッグセル１２の入出力
端１２ｂより出力端１２ｃへ送出される。そして、光検
出器３０により、干渉成分が検波され、電気出力に変換
される。この場合、周波数ｆ２のパルスは干渉作用にお
ける参照光となり、周波数ｆ１のパルスがセンサ２１−
１のセンシング光となる。
３，…間の往復伝搬時間は、Ｔ秒となるように設定され
ているので、セミ反射器２２−１での周波数ｆ２のパル
スの反射波と、セミ反射器２２−２での周波数ｆ１のパ
ルスの反射波とが重なって、ブラッグセル１２の入出力
端１２ｂより出力端１２ｃへ送出される。そして、光検
出器３０により、干渉成分が検波され、電気出力に変換
される。この場合、周波数ｆ２のパルスは干渉作用にお
ける参照光となり、周波数ｆ１のパルスがセンサ２１−
１のセンシング光となる。
【００１０】例えば、センサ２１−１に音波信号が印加
されていると、位相変化を生じ、周波数ｆ１とｆ２の干
渉成分をＦＭ復調等の処理を施し、音波情報を検出する
ことになる。他のセンサ２１−２，…以後も、順次同様
の動作で処理され、音波情報が検出されていく。
されていると、位相変化を生じ、周波数ｆ１とｆ２の干
渉成分をＦＭ復調等の処理を施し、音波情報を検出する
ことになる。他のセンサ２１−２，…以後も、順次同様
の動作で処理され、音波情報が検出されていく。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の光音響センサアレイシステムでは、各センサ２１−
１，２１−２，…の音波情報を検出した光パルスの内、
セミ反射器２２−１，２２−２間等を多重反射するもの
は、後段のパルスに重なることになり、例えば、１往復
するものは該センサよりも１段分後部のセンサ信号とな
り、２往復すればさらに２段分後部のセンサ信号とな
り、後段への漏れ込みにより、漏話が発生することにな
る。反射係数を１％とすると、１往復の多重反射で４０
ｄＢ程度の漏話となって検出精度が低下するという問題
があった。
成の光音響センサアレイシステムでは、各センサ２１−
１，２１−２，…の音波情報を検出した光パルスの内、
セミ反射器２２−１，２２−２間等を多重反射するもの
は、後段のパルスに重なることになり、例えば、１往復
するものは該センサよりも１段分後部のセンサ信号とな
り、２往復すればさらに２段分後部のセンサ信号とな
り、後段への漏れ込みにより、漏話が発生することにな
る。反射係数を１％とすると、１往復の多重反射で４０
ｄＢ程度の漏話となって検出精度が低下するという問題
があった。
【００１２】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、センサ間の漏話によって検出精度が低下すると
う点について解決した光音響センサアレイシステムを提
供するものである。
として、センサ間の漏話によって検出精度が低下すると
う点について解決した光音響センサアレイシステムを提
供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、センサアレイ中の伝搬光の位相変化か
ら、音波情報を検出する多チャネルの干渉型光音響セン
サアレイシステムにおいて、光源及び送受用カプラによ
って光パルスを送出すると共に、該送受用カプラによっ
て戻りパルスを受信分離するパルス発生手段と、センサ
アレイと、光検出手段とを、備えている。
決するために、センサアレイ中の伝搬光の位相変化か
ら、音波情報を検出する多チャネルの干渉型光音響セン
サアレイシステムにおいて、光源及び送受用カプラによ
って光パルスを送出すると共に、該送受用カプラによっ
て戻りパルスを受信分離するパルス発生手段と、センサ
アレイと、光検出手段とを、備えている。
【００１４】ここで、センサアレイは、前記光パルスを
第１と第２の光パルスに分岐する分岐用カプラ、該第１
の光パルスの位相を光ファイバコイルで変化させて反射
体で反射するセンサ、該第１の光パルスを反射体で反射
するリファレンスファイバ、及び該第２の光パルスを所
定時間遅らせる遅延コイルを、複数個有している。光検
出手段は、前記送受用カプラで分離された戻りパルスに
対して遅延と周波数シフトを行う補償器、該戻りパルス
と補償器の出力光の結合を行う補償用カプラ、及び該補
償用カプラの出力光を検波して電気信号に変換する光検
出器を有している。
第１と第２の光パルスに分岐する分岐用カプラ、該第１
の光パルスの位相を光ファイバコイルで変化させて反射
体で反射するセンサ、該第１の光パルスを反射体で反射
するリファレンスファイバ、及び該第２の光パルスを所
定時間遅らせる遅延コイルを、複数個有している。光検
出手段は、前記送受用カプラで分離された戻りパルスに
対して遅延と周波数シフトを行う補償器、該戻りパルス
と補償器の出力光の結合を行う補償用カプラ、及び該補
償用カプラの出力光を検波して電気信号に変換する光検
出器を有している。
【００１５】
【作用】本発明によれば、以上のように光音響センサア
レイシステムを構成したので、パルス発生手段で発生し
た光パルスがセンサアレイへ送られると、該センサアレ
イ内のセンサにより生じたセンシング光と、リファレン
スファイバのリファレンス光とが、反射されて結合され
た後、送受用カプラを介して光検出手段へ送られる。光
検出手段では、センサアレイからの戻りパルスにおける
センシング光とリファレンス光との干渉成分を検波して
電気信号に変換する。これにより、光パルスにおける多
重反射の影響が軽減され、センサ間の漏話が低減する。
従って、前記課題を解決できるのである。
レイシステムを構成したので、パルス発生手段で発生し
た光パルスがセンサアレイへ送られると、該センサアレ
イ内のセンサにより生じたセンシング光と、リファレン
スファイバのリファレンス光とが、反射されて結合され
た後、送受用カプラを介して光検出手段へ送られる。光
検出手段では、センサアレイからの戻りパルスにおける
センシング光とリファレンス光との干渉成分を検波して
電気信号に変換する。これにより、光パルスにおける多
重反射の影響が軽減され、センサ間の漏話が低減する。
従って、前記課題を解決できるのである。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す多チャネル
の干渉型光音響センサアレイシステムの構成図である。
の干渉型光音響センサアレイシステムの構成図である。
【００１７】この光音響センサアレイシステムは、光パ
ルスを送出すると共に戻りパルスを受信分離するパルス
発生手段４０を備え、その入出力端側に、センサアレイ
５０が接続され、さらにそのパルス発生手段４０の出力
端側に、光検出手段６０が接続されている。
ルスを送出すると共に戻りパルスを受信分離するパルス
発生手段４０を備え、その入出力端側に、センサアレイ
５０が接続され、さらにそのパルス発生手段４０の出力
端側に、光検出手段６０が接続されている。
【００１８】パルス発生手段４０は、制御信号ＣＳに基
づきパルス幅ｄのコヒーレントな光パルスを発生する光
源４１を有し、その出力側に、送受用カプラ４２が接続
されている。送受用カプラ４２は、光源４１からの光パ
ルスを入出力端からセンサアレイ５０へ送出すると共
に、該センサアレイ５０からの戻りパルスを出力端から
光検出手段６０へ送出する機能を有しているセンサアレ
イ５０は、送受用カプラ４２からの光パルスを第１と第
２の光パルスに分岐する複数の分岐用カプラ５１−１，
５１−２，…と、該第１の光パルスを分岐する複数のセ
ンサ用カプラ５２−１，５２−２，…，と、先端にミラ
ーと同等な完全反射体５３ａが付加されたファイバコイ
ルからなる複数のセンサ５３−１，５３−２，…と、先
端に完全反射体５４ａが付加された複数のリファレンス
ファイバ５４−１，５４−２，…と、該第２の光パルス
を所定時間遅らせる複数の遅延コイル５５−１，５５−
２，…とを、備えている。
づきパルス幅ｄのコヒーレントな光パルスを発生する光
源４１を有し、その出力側に、送受用カプラ４２が接続
されている。送受用カプラ４２は、光源４１からの光パ
ルスを入出力端からセンサアレイ５０へ送出すると共
に、該センサアレイ５０からの戻りパルスを出力端から
光検出手段６０へ送出する機能を有しているセンサアレ
イ５０は、送受用カプラ４２からの光パルスを第１と第
２の光パルスに分岐する複数の分岐用カプラ５１−１，
５１−２，…と、該第１の光パルスを分岐する複数のセ
ンサ用カプラ５２−１，５２−２，…，と、先端にミラ
ーと同等な完全反射体５３ａが付加されたファイバコイ
ルからなる複数のセンサ５３−１，５３−２，…と、先
端に完全反射体５４ａが付加された複数のリファレンス
ファイバ５４−１，５４−２，…と、該第２の光パルス
を所定時間遅らせる複数の遅延コイル５５−１，５５−
２，…とを、備えている。
【００１９】このセンサアレイ５０において、１段目の
分岐用カプラ５１−１の入出力端は送受用カプラ４２の
入出力端に接続され、該分岐用カプラ５１−１の分岐側
の２つの入出力端の内、一方の入出力端には、センサ用
カプラ５２−１を介してセンサ５３−１及びリファレン
スファイバ５４−１が接続されている。また、分岐用カ
プラ５１−１の分岐側の他方の入出力端には、遅延コイ
ル５５−１が接続されている。そして、この遅延コイル
５５−１には、１段目と同様に、２段目の分岐用カプラ
５１−２、センサ用カプラ５２−２、センサ５３−２、
リファレンスファイバ５４−２、及び遅延コイル５５−
２が接続され、さらにその後段に、３段目、４段目…等
が接続されている。
分岐用カプラ５１−１の入出力端は送受用カプラ４２の
入出力端に接続され、該分岐用カプラ５１−１の分岐側
の２つの入出力端の内、一方の入出力端には、センサ用
カプラ５２−１を介してセンサ５３−１及びリファレン
スファイバ５４−１が接続されている。また、分岐用カ
プラ５１−１の分岐側の他方の入出力端には、遅延コイ
ル５５−１が接続されている。そして、この遅延コイル
５５−１には、１段目と同様に、２段目の分岐用カプラ
５１−２、センサ用カプラ５２−２、センサ５３−２、
リファレンスファイバ５４−２、及び遅延コイル５５−
２が接続され、さらにその後段に、３段目、４段目…等
が接続されている。
【００２０】光検出手段６０は、送受用カプラ４２の出
力端からの戻りパルスを検出するもので、戻りパルスの
分岐、結合を行う補償用カプラ６１，６３と、戻りパル
スに対するＴ／２秒の遅延を施すと共に、例えば圧電子
との駆動によって光周波数のシフトを行う補償器６２
と、戻りパルスの干渉成分を検波して電気信号に変換す
る光検出器６４とを、備えている。
力端からの戻りパルスを検出するもので、戻りパルスの
分岐、結合を行う補償用カプラ６１，６３と、戻りパル
スに対するＴ／２秒の遅延を施すと共に、例えば圧電子
との駆動によって光周波数のシフトを行う補償器６２
と、戻りパルスの干渉成分を検波して電気信号に変換す
る光検出器６４とを、備えている。
【００２１】そして、送受用カプラ４２の出力端に補償
用カプラ６１の入力端が接続され、その２つの出力端の
内、一方の出力端が補償器６２を介し補償用カプラ６３
の入力端に接続され、他方の出力端が直接、該補償用カ
プラ６３の入力端に接続されている。補償用カプラ６３
の出力端は、光検出器６４に接続されている。
用カプラ６１の入力端が接続され、その２つの出力端の
内、一方の出力端が補償器６２を介し補償用カプラ６３
の入力端に接続され、他方の出力端が直接、該補償用カ
プラ６３の入力端に接続されている。補償用カプラ６３
の出力端は、光検出器６４に接続されている。
【００２２】図４は図１のタイミングチャートであり、
この図を参照しつつ図１の動作を説明する。
この図を参照しつつ図１の動作を説明する。
【００２３】パルス発生手段４０内の光源４１は、制御
信号ＣＳにより、パルス幅ｄのコヒーレントな光パルス
を発生する。この光パルスは、送受用カプラ４２を介し
てセンサアレイ５０内の１段目の分岐用カプラ５１−１
へ送られ、その分岐用カプラ５１−１で、第１と第２の
光パルスに分岐され、その第１の光パルスがセンサ用カ
プラ５２−１へ、第２の光パルスが遅延コイル５５−１
へそれぞれ送られる。分岐用カプラ５１−１で分岐され
た第１の光パルスは、センサ用カプラ５２−１で２つに
分岐され、その一方がセンサ５３−１へ、他方がリファ
レンスファイバ５４−１へそれぞれ送られる。センサ５
３−１は、ファイバコイルよりなり、印加された音信号
に応答し、屈折率及びファイバ長が変化し、光パルスの
位相を変化させる。このセンサ５３−１を構成するファ
イバコイルの先端には、ミラーと同等な完全反射体５３
ａが付加されており、位相が変化した光パルスが該反射
体５３ａで反射されてセンサ用カプラ５２−１へ戻され
る。センサ５３−１のファイバコイル長は、往復伝搬遅
延がＴ／２秒となるように設定されている。
信号ＣＳにより、パルス幅ｄのコヒーレントな光パルス
を発生する。この光パルスは、送受用カプラ４２を介し
てセンサアレイ５０内の１段目の分岐用カプラ５１−１
へ送られ、その分岐用カプラ５１−１で、第１と第２の
光パルスに分岐され、その第１の光パルスがセンサ用カ
プラ５２−１へ、第２の光パルスが遅延コイル５５−１
へそれぞれ送られる。分岐用カプラ５１−１で分岐され
た第１の光パルスは、センサ用カプラ５２−１で２つに
分岐され、その一方がセンサ５３−１へ、他方がリファ
レンスファイバ５４−１へそれぞれ送られる。センサ５
３−１は、ファイバコイルよりなり、印加された音信号
に応答し、屈折率及びファイバ長が変化し、光パルスの
位相を変化させる。このセンサ５３−１を構成するファ
イバコイルの先端には、ミラーと同等な完全反射体５３
ａが付加されており、位相が変化した光パルスが該反射
体５３ａで反射されてセンサ用カプラ５２−１へ戻され
る。センサ５３−１のファイバコイル長は、往復伝搬遅
延がＴ／２秒となるように設定されている。
【００２４】センサ用カプラ５２−１に接続されたリフ
ァレンスファイバ５４−１の先端には、完全反射体５４
ａが付加されており、該反射体５４ａで入射パルスを直
ちに反射させ、センサ用カプラ５２−１へ戻す。
ァレンスファイバ５４−１の先端には、完全反射体５４
ａが付加されており、該反射体５４ａで入射パルスを直
ちに反射させ、センサ用カプラ５２−１へ戻す。
【００２５】センサ５３−１及びリファレンスファイバ
５４−１からの戻りパルスは、センサ用カプラ５２−１
で結合され、分岐用カプラ５１−１、及び送受用カプラ
４２を介して、光検出手段６０内の補償用カプラ６１に
入力される。この戻りパルスは、センサ５３−１の反射
信号Ｓ１、及びリファレンスファイバ５４−１の反射信
号Ｒ１等で形成されており、その戻りパルスが補償用カ
プラ６１で２系統に分岐され、その一方の系統が直接、
補償用カプラ６３へ送られ、他方の系統が補償器６２を
介して該補償用カプラ６３へ送られる。
５４−１からの戻りパルスは、センサ用カプラ５２−１
で結合され、分岐用カプラ５１−１、及び送受用カプラ
４２を介して、光検出手段６０内の補償用カプラ６１に
入力される。この戻りパルスは、センサ５３−１の反射
信号Ｓ１、及びリファレンスファイバ５４−１の反射信
号Ｒ１等で形成されており、その戻りパルスが補償用カ
プラ６１で２系統に分岐され、その一方の系統が直接、
補償用カプラ６３へ送られ、他方の系統が補償器６２を
介して該補償用カプラ６３へ送られる。
【００２６】補償器６２では、Ｔ／２秒の遅延が施され
ると同時に、例えば圧電子との駆動により、光周波数の
シフトが行われ、そのシフト結果が補償用カプラ６３へ
送られる。補償用カプラ６３では、補償用カプラ６１の
出力パルスと補償器６２の出力パルスとを結合し、その
結合結果を光検出器６４へ送る。光検出器６４では、反
射信号Ｓ１とＲ１との干渉成分を検波して電気信号に変
換する。この電気信号に対してＦＭ復調等を施せば、音
波情報が検出されることになる。
ると同時に、例えば圧電子との駆動により、光周波数の
シフトが行われ、そのシフト結果が補償用カプラ６３へ
送られる。補償用カプラ６３では、補償用カプラ６１の
出力パルスと補償器６２の出力パルスとを結合し、その
結合結果を光検出器６４へ送る。光検出器６４では、反
射信号Ｓ１とＲ１との干渉成分を検波して電気信号に変
換する。この電気信号に対してＦＭ復調等を施せば、音
波情報が検出されることになる。
【００２７】分岐用カプラ５１−１の出力端に接続され
た遅延コイル５５−１は、往復伝搬遅延がＴ秒となるよ
うに設定されている。そのため、分岐用カプラ５１−１
で分岐された第２の光パルスは、遅延コイル５５−１で
Ｔ秒遅延された後、２段目の分岐用カプラ５１−２へ送
られ、前記と同様の動作により、音波情報が検出されて
いく。以下、３段目、４段目、…と順次音波情報が検出
されていく。
た遅延コイル５５−１は、往復伝搬遅延がＴ秒となるよ
うに設定されている。そのため、分岐用カプラ５１−１
で分岐された第２の光パルスは、遅延コイル５５−１で
Ｔ秒遅延された後、２段目の分岐用カプラ５１−２へ送
られ、前記と同様の動作により、音波情報が検出されて
いく。以下、３段目、４段目、…と順次音波情報が検出
されていく。
【００２８】以上のように、本実施例では次のような利
点を有している。 （ａ） センサ５３−１，５３−２，…によるセンシン
グ光と、リファレンスファイバ５４−１，５４−２，…
によるリファレンス光（参照光）とを、センサ用カプラ
５２−１，５２−２，…，で結合し、送受用カプラ４２
を介して光検出手段６０へ送出するため、光パルスの多
重反射の影響が極力軽減され、それによってセンサ５３
−１，５３−２，…間の漏話が軽減される。
点を有している。 （ａ） センサ５３−１，５３−２，…によるセンシン
グ光と、リファレンスファイバ５４−１，５４−２，…
によるリファレンス光（参照光）とを、センサ用カプラ
５２−１，５２−２，…，で結合し、送受用カプラ４２
を介して光検出手段６０へ送出するため、光パルスの多
重反射の影響が極力軽減され、それによってセンサ５３
−１，５３−２，…間の漏話が軽減される。
【００２９】（ｂ） 干渉時において同一光源４１から
発生した同一の光パルスを利用しているので、例えば光
源４１のコヒーレンス性の悪さにより発生する位相ノイ
ズ（雑音）が、極力軽減される。
発生した同一の光パルスを利用しているので、例えば光
源４１のコヒーレンス性の悪さにより発生する位相ノイ
ズ（雑音）が、極力軽減される。
【００３０】（ｃ） アレイ方式として多チャネル構成
に適しているため、ソーナのような水中音響センサアレ
イ等として種々の応用が可能である。
に適しているため、ソーナのような水中音響センサアレ
イ等として種々の応用が可能である。
【００３１】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。
【００３２】（ｉ） 図１では、制御信号ＣＳにより光
源４１から光パルスを出力するようにしたが、図２に示
すように光源１１の出力側にブラッグセル１２を設け、
そのブラッグセル１２を制御信号ＣＳによって制御し、
該ブラッグセル１２から発生した光パルスを図１の送受
用カプラ４２を介してセンサアレイ５０側へ送出する構
成にしても、上記実施例とほぼ同様の利点が得られる。 （ii） 図１に示すセンサアレイ５０は、例えば、分岐
用カプラ５１−１，５１−２，…とセンサ用カプラ５２
−１，５２−２，…とを一体にする等、他の構成に変更
してもよい。同様に、光検出手段６０を他の構成に変更
してもよい。
源４１から光パルスを出力するようにしたが、図２に示
すように光源１１の出力側にブラッグセル１２を設け、
そのブラッグセル１２を制御信号ＣＳによって制御し、
該ブラッグセル１２から発生した光パルスを図１の送受
用カプラ４２を介してセンサアレイ５０側へ送出する構
成にしても、上記実施例とほぼ同様の利点が得られる。 （ii） 図１に示すセンサアレイ５０は、例えば、分岐
用カプラ５１−１，５１−２，…とセンサ用カプラ５２
−１，５２−２，…とを一体にする等、他の構成に変更
してもよい。同様に、光検出手段６０を他の構成に変更
してもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、各センサとリファレンスファイバとを分離し、そ
れらによってセンシング光及びリファレンス光を反射さ
せ、該反射光を結合して送受用カプラを介して光検出手
段へ送出するようにしたので、光パルスにおける多重反
射の影響が小さくなり、センサ間の漏話が軽減される。
さらに、干渉時においてパルス発生手段内の同一光源か
ら発生した光パルスを利用しているので、位相ノイズを
低減できる。従って、検出精度を向上でき、水中音響セ
ンサアレイ等の種々の用途に応用できる。
れば、各センサとリファレンスファイバとを分離し、そ
れらによってセンシング光及びリファレンス光を反射さ
せ、該反射光を結合して送受用カプラを介して光検出手
段へ送出するようにしたので、光パルスにおける多重反
射の影響が小さくなり、センサ間の漏話が軽減される。
さらに、干渉時においてパルス発生手段内の同一光源か
ら発生した光パルスを利用しているので、位相ノイズを
低減できる。従って、検出精度を向上でき、水中音響セ
ンサアレイ等の種々の用途に応用できる。
【図１】本発明の実施例を示す光音響センサアレイシス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
【図２】従来の光音響センサアレイシステムの構成図で
ある。
ある。
【図３】図２のタイミングチャートである。
【図４】図１のタイミングチャートである。
４０ パルス発生手段 ４１ 光源 ４２ 送受用カプラ ５０ センサアレイ ５１−１，５１−２ 分岐用カプラ ５２−１，５２−２ センサ用カプラ ５３−１，５３−２ センサ ５３ａ 反射体 ５４−１，５４−２ リファレンスファイバ ５４ａ 反射体 ５５−１，５５−２ 遅延コイル ６０ 光検出手段 ６１，６３ 補償用カプラ ６２ 補償器 ６４ 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01H 9/00 G01N 29/00 501 G08C 15/06 G01N 21/00
Claims (1)
- 【請求項１】 光源及び送受用カプラによって光パルス
を送出すると共に、該送受用カプラによって戻りパルス
を受信分離するパルス発生手段と、 前記光パルスを第１と第２の光パルスに分岐する分岐用
カプラ、該第１の光パルスの位相を光ファイバコイルで
変化させて反射体で反射するセンサ、該第１の光パルス
を反射体で反射するリファレンスファイバ、及び該第２
の光パルスを所定時間遅らせる遅延コイルを、複数個有
するセンサアレイと、 前記送受用カプラで分離された戻りパルスに対して遅延
と周波数シフトを行う補償器、該戻りパルスと補償器の
出力光の結合を行う補償用カプラ、及び該補償用カプラ
の出力光を検波して電気信号に変換する光検出器を有す
る光検出手段とを、 備えたことを特徴とする光音響センサアレイシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200355A JP3004775B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 光音響センサアレイシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200355A JP3004775B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 光音響センサアレイシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545208A JPH0545208A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3004775B2 true JP3004775B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=16422921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3200355A Expired - Fee Related JP3004775B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 光音響センサアレイシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004775B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2240550C (en) * | 1997-07-31 | 2003-12-02 | Litton Systems, Inc. | Tdm array of optical non-acoustic pressure sensors |
| JP4844325B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2011-12-28 | 沖電気工業株式会社 | 光ファイバセンサシステム |
| JP6772676B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2020-10-21 | 沖電気工業株式会社 | 干渉型光ファイバセンサ |
| KR102459369B1 (ko) * | 2022-03-18 | 2022-10-26 | 국방과학연구소 | 광빗 기반의 수중 음향 탐지 장치 및 그 방법 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3200355A patent/JP3004775B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545208A (ja) | 1993-02-23 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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