JP3087977B2 - 光ファイバのラマン散乱光検出装置 - Google Patents
光ファイバのラマン散乱光検出装置Info
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 19
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ内で発生す
るラマン散乱光を検出する装置に関する。
るラマン散乱光を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ内で発生するラマン散乱光に
は、振動数の大きなストークス光と、振動数の小さなア
ンチストークス光がある。このようなラマン散乱光のレ
ベルを検出することにより、被測定対象の温度等の物理
量が求められる。
は、振動数の大きなストークス光と、振動数の小さなア
ンチストークス光がある。このようなラマン散乱光のレ
ベルを検出することにより、被測定対象の温度等の物理
量が求められる。
【０００３】図４には、従来のラマン散乱光検出装置の
構成が示されている。この検出装置１０は、光ファイバ
１２中で発生するラマン後方散乱光を検出するものであ
り、所定の周期で光パルスを射出する光パルス発生器１
４と、光ファイバ１２からラマン後方散乱光として戻っ
てくる光をストークス光とアンチストークス光に分割す
る分波器１６と、分波器１６で分波されたストークス光
とアンチストークス光をそれぞれ受光し、光電変換する
受光器１８，２０と、受光器１８，２０から供給された
アナログ信号をディジタル信号に変換し、このディジタ
ル信号を入射パルスの発振周期と同期した周期で加算す
る加算処理装置２２と、加算処理装置２２の出力信号に
基づいてラマン散乱光の分布を検出するデータ処理装置
２４とから構成されている。
構成が示されている。この検出装置１０は、光ファイバ
１２中で発生するラマン後方散乱光を検出するものであ
り、所定の周期で光パルスを射出する光パルス発生器１
４と、光ファイバ１２からラマン後方散乱光として戻っ
てくる光をストークス光とアンチストークス光に分割す
る分波器１６と、分波器１６で分波されたストークス光
とアンチストークス光をそれぞれ受光し、光電変換する
受光器１８，２０と、受光器１８，２０から供給された
アナログ信号をディジタル信号に変換し、このディジタ
ル信号を入射パルスの発振周期と同期した周期で加算す
る加算処理装置２２と、加算処理装置２２の出力信号に
基づいてラマン散乱光の分布を検出するデータ処理装置
２４とから構成されている。
【０００４】図５には、データ処理装置２４の出力とし
て得られるラマン散乱光のストークス光Ｓとアンチスト
ークス光ＡＳの分布が各々示されている。上記のラマン
散乱光検出装置１０においては、加算処理装置２２にお
いて周期的に信号を加算しているため、当該処理装置２
２での処理回数を増加させることによってＳＮ比が向上
する。
て得られるラマン散乱光のストークス光Ｓとアンチスト
ークス光ＡＳの分布が各々示されている。上記のラマン
散乱光検出装置１０においては、加算処理装置２２にお
いて周期的に信号を加算しているため、当該処理装置２
２での処理回数を増加させることによってＳＮ比が向上
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のラマン散乱光検出装置１０においては、通
常、加算処理装置２２での処理回数を増加させることに
よってＳＮ比が向上するが、加算処理装置２２で周期性
をもつ雑音が発生した場合には、測定精度が大幅に低下
してしまうという不都合があった。また、ストークス光
とアンチストークス光とを別々の受光器１８，２０によ
って受光しているため、受光器１８と２０の特性にばら
つきがあると、ストークス光とアンチストークス光とで
ＳＮ比や雑音成分に差異が生じ、正確な測定を行うのが
困難であった。また、これを解消するためには、高精度
のコントローラや安定化装置を必要とするため、コスト
が高くなってしまう。
ような従来のラマン散乱光検出装置１０においては、通
常、加算処理装置２２での処理回数を増加させることに
よってＳＮ比が向上するが、加算処理装置２２で周期性
をもつ雑音が発生した場合には、測定精度が大幅に低下
してしまうという不都合があった。また、ストークス光
とアンチストークス光とを別々の受光器１８，２０によ
って受光しているため、受光器１８と２０の特性にばら
つきがあると、ストークス光とアンチストークス光とで
ＳＮ比や雑音成分に差異が生じ、正確な測定を行うのが
困難であった。また、これを解消するためには、高精度
のコントローラや安定化装置を必要とするため、コスト
が高くなってしまう。
【０００６】
【発明の目的】本発明はかかる点に鑑みて成されたもの
であり、低コストでありながらラマン散乱光の分布を高
精度で行い得る光ファイバのラマン散乱光検出装置を提
供することを目的とする。
であり、低コストでありながらラマン散乱光の分布を高
精度で行い得る光ファイバのラマン散乱光検出装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、光ファイバに対して所定の周期の光パルス
を射出，供給する光パルス発生手段と、光ファイバ内で
発生するラマン散乱光を受光し、異なる２つの利得で散
乱光レベルを検出する受光手段と、光パルス発生手段の
パルス発生周期と同期して、受光手段から供給された光
レベル信号を、２つの利得別に加算する加算処理手段
と、加算処理手段からの２つの利得別の加算信号レベル
の差を算出し、これに基づいてラマン散乱光の分布を測
定する測定手段とを備えている。
するために、光ファイバに対して所定の周期の光パルス
を射出，供給する光パルス発生手段と、光ファイバ内で
発生するラマン散乱光を受光し、異なる２つの利得で散
乱光レベルを検出する受光手段と、光パルス発生手段の
パルス発生周期と同期して、受光手段から供給された光
レベル信号を、２つの利得別に加算する加算処理手段
と、加算処理手段からの２つの利得別の加算信号レベル
の差を算出し、これに基づいてラマン散乱光の分布を測
定する測定手段とを備えている。
【０００８】
【作用】上記のように本発明に係る光ファイバのラマン
散乱光検出装置は、ラマン散乱光のレベルを異なる２つ
の利得別に加算し、これらの加算信号レベルの差に基づ
いてラマン散乱光の分布を測定しているため、加算処理
手段で周期性をもつ雑音が発生した場合にも、その雑音
は２つの利得の信号レベルの差を求める段階で打ち消さ
れるため、当該雑音の影響を回避することができる。ま
た、受光手段を単一の受光器で構成し、ストークス光と
アンチストークス光とを選択的に受光する構成にすれ
ば、従来のように２つの受光器の特性のばらつきによ
り、ストークス光とアンチストークス光とでデータに差
異が生じることがなくなる。
散乱光検出装置は、ラマン散乱光のレベルを異なる２つ
の利得別に加算し、これらの加算信号レベルの差に基づ
いてラマン散乱光の分布を測定しているため、加算処理
手段で周期性をもつ雑音が発生した場合にも、その雑音
は２つの利得の信号レベルの差を求める段階で打ち消さ
れるため、当該雑音の影響を回避することができる。ま
た、受光手段を単一の受光器で構成し、ストークス光と
アンチストークス光とを選択的に受光する構成にすれ
ば、従来のように２つの受光器の特性のばらつきによ
り、ストークス光とアンチストークス光とでデータに差
異が生じることがなくなる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の一実施例を添付図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１には、実施例に係る光ファイ
バのラマン散乱光検出装置の構成が示されている。本実
施例の検出装置２０は、所定の周期で光パルスを射出す
る光パルス発生器１４と、光ファイバ１２からラマン後
方散乱光として戻ってくる光をストークス光とアンチス
トークス光に分割する分波器１６と、分波器１６からの
信号のうちストークス光又はアンチストークス光の何れ
か一方を選択する光スイッチ２８と、光スイッチ２８か
らの光信号を光電変換する受光器３０と、受光器３０か
ら出力された散乱光信号をアナログ／ディジタル変換後
に加算する加算処理装置３２と、加算処理装置３２の出
力信号に基づいてラマン散乱光分布を測定するとともに
受光器３０の利得を制御するデータ処理装置３４とから
構成されている。
つつ詳細に説明する。図１には、実施例に係る光ファイ
バのラマン散乱光検出装置の構成が示されている。本実
施例の検出装置２０は、所定の周期で光パルスを射出す
る光パルス発生器１４と、光ファイバ１２からラマン後
方散乱光として戻ってくる光をストークス光とアンチス
トークス光に分割する分波器１６と、分波器１６からの
信号のうちストークス光又はアンチストークス光の何れ
か一方を選択する光スイッチ２８と、光スイッチ２８か
らの光信号を光電変換する受光器３０と、受光器３０か
ら出力された散乱光信号をアナログ／ディジタル変換後
に加算する加算処理装置３２と、加算処理装置３２の出
力信号に基づいてラマン散乱光分布を測定するとともに
受光器３０の利得を制御するデータ処理装置３４とから
構成されている。
【００１０】加算処理装置３２は、光パルス発生器１４
と接続されており、当該発生器１４から射出される光パ
ルスの周期と同期して入力データを加算するようになっ
ている。データ処理装置３４は、高利得と低利得のラマ
ン散乱光のレベルを測定し、両者のレベルの差分を求
め、これに基づいてラマン散乱光の分布を求める。
と接続されており、当該発生器１４から射出される光パ
ルスの周期と同期して入力データを加算するようになっ
ている。データ処理装置３４は、高利得と低利得のラマ
ン散乱光のレベルを測定し、両者のレベルの差分を求
め、これに基づいてラマン散乱光の分布を求める。
【００１１】次に、以上のように構成された実施例の作
用について説明する。光パルス発生器１４から光パルス
が光ファイバ１２に供給されると、その一部がラマン後
方散乱光として分波器１６に戻る。分波器１６に供給さ
れた散乱光は、ストークス光とアンチストークス光に分
割され、光スイッチ２８によって選択された一方が受光
器３０に入力される。受光器３０では、入力された光信
号を電気信号に変換し、その電気信号を加算処理装置３
２に送信する。加算処理装置３２では、受光器３０から
出力された散乱光信号をアナログ／ディジタル変換後に
加算処理し、そのデータをデータ処理装置３４に供給す
る。
用について説明する。光パルス発生器１４から光パルス
が光ファイバ１２に供給されると、その一部がラマン後
方散乱光として分波器１６に戻る。分波器１６に供給さ
れた散乱光は、ストークス光とアンチストークス光に分
割され、光スイッチ２８によって選択された一方が受光
器３０に入力される。受光器３０では、入力された光信
号を電気信号に変換し、その電気信号を加算処理装置３
２に送信する。加算処理装置３２では、受光器３０から
出力された散乱光信号をアナログ／ディジタル変換後に
加算処理し、そのデータをデータ処理装置３４に供給す
る。
【００１２】次に、データ処理装置３４において、スト
ークス光又はアンチストークス光の光レベルを高利得と
低利得で別々に測定する。図２には、上記のようにデー
タ処理装置３４において測定されたストークス光の高利
得ＳＨ，低利得ＳＬでの散乱光レベルが示されている。
ここで、散乱光レベルの雑音成分は高利得ＳＨ，低利得
ＳＬともに同一タイミング，同一レベルとして測定され
る。
ークス光又はアンチストークス光の光レベルを高利得と
低利得で別々に測定する。図２には、上記のようにデー
タ処理装置３４において測定されたストークス光の高利
得ＳＨ，低利得ＳＬでの散乱光レベルが示されている。
ここで、散乱光レベルの雑音成分は高利得ＳＨ，低利得
ＳＬともに同一タイミング，同一レベルとして測定され
る。
【００１３】次に、データ処理装置３４において、図３
に示されているように高利得ＳＨと低利得ＳＬの差分に
よるラマン散乱光分布を求める。この際、高利得ＳＨ，
低利得ＳＬの雑音成分が互いに打ち消し合い、これによ
ってＳＮ比の高いデータが得られる。
に示されているように高利得ＳＨと低利得ＳＬの差分に
よるラマン散乱光分布を求める。この際、高利得ＳＨ，
低利得ＳＬの雑音成分が互いに打ち消し合い、これによ
ってＳＮ比の高いデータが得られる。
【００１４】その後、光スイッチ２８により受光器３０
の受光モードをストークス光からアンチストークス光に
切り換え、上記と同様の手順によってアンチストークス
光についてのラマン散乱光分布を検出する。
の受光モードをストークス光からアンチストークス光に
切り換え、上記と同様の手順によってアンチストークス
光についてのラマン散乱光分布を検出する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバのラマン散乱光検出装置は、ラマン散乱光のレベ
ルを異なる２つの利得別に加算し、これらの加算信号レ
ベルの差に基づいてラマン散乱光の分布を求めているた
め、低コストでありながら高精度の測定を行い得るとい
う効果がある。また、受光手段を単一の受光器で構成
し、ストークス光とアンチストークス光とを選択的に受
光する構成にすれば、ストークス光とアンチストークス
光とで差異のない測定が行えるという効果がある。
ァイバのラマン散乱光検出装置は、ラマン散乱光のレベ
ルを異なる２つの利得別に加算し、これらの加算信号レ
ベルの差に基づいてラマン散乱光の分布を求めているた
め、低コストでありながら高精度の測定を行い得るとい
う効果がある。また、受光手段を単一の受光器で構成
し、ストークス光とアンチストークス光とを選択的に受
光する構成にすれば、ストークス光とアンチストークス
光とで差異のない測定が行えるという効果がある。
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るラマン散乱光
検出装置の構成を示すブロック図である。
検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施例の作用を説明するためのグラフ
である。
である。
【図３】図３は、実施例の作用を説明するためのグラフ
である。
である。
【図４】図４は、従来のラマン散乱光検出装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】図５は、従来のラマン散乱光検出装置の作用を
説明するためのグラフである。
説明するためのグラフである。
１２ 光ファイバ １４ 光パルス発生器 １６ 分波器 ２０ ラマン散乱光検出装置 ２８ 光スイッチ ３０ 受光器 ３２ 加算処理装置 ３４ データ処理装置
フロントページの続き (72)発明者 杉山 耕一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (56)参考文献 特開 平５−346354（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−55730（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103428（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01K 11/12
Claims (3)
- 【請求項１】 光ファイバに対して所定の周期の光パル
スを射出，供給する光パルス発生手段と、 前記光ファイバ内で発生するラマン散乱光を受光し、異
なる２つの利得で散乱光レベルを検出する受光手段と、 前記光パルス発生手段のパルス発生周期と同期して、前
記受光手段から供給された前記散乱光レベル信号を、前
記２つの利得別に加算する加算処理手段と、 前記加算処理手段からの前記２つの利得別の加算信号レ
ベルの差を算出し、これに基づいて前記ラマン散乱光の
分布を測定する測定手段とを備えたことを特徴とする光
ファイバのラマン散乱光検出装置。 - 【請求項２】 前記光パルス発生手段が一定出力の光パ
ルスを発生する構成であり、前記受光手段が前記ラマン
散乱光を高利得と低利得で各々受光する構成であること
を特徴とする請求項１記載の光ファイバのラマン散乱光
検出装置。 - 【請求項３】 前記受光手段が単一の受光器で構成さ
れ、更に当該受光器において散乱光をストークス光とア
ンチストークス光とに選択的に受光させる切り換え手段
を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファ
イバのラマン散乱光検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03278357A JP3087977B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 光ファイバのラマン散乱光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03278357A JP3087977B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 光ファイバのラマン散乱光検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587682A JPH0587682A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3087977B2 true JP3087977B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17596213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03278357A Expired - Fee Related JP3087977B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 光ファイバのラマン散乱光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3087977B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP03278357A patent/JP3087977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587682A (ja) | 1993-04-06 |
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