JP3358436B2 - Distributed waveguide sensor - Google Patents

Distributed waveguide sensor

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JP3358436B2
JP3358436B2 JP09134796A JP9134796A JP3358436B2 JP 3358436 B2 JP3358436 B2 JP 3358436B2 JP 09134796 A JP09134796 A JP 09134796A JP 9134796 A JP9134796 A JP 9134796A JP 3358436 B2 JP3358436 B2 JP 3358436B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路等の導波
路をセンサとする分布型センサに関し、特に導波路を伝
搬する電磁波の状態変化に基づいて導波路に作用した磁
界、電界、振動、衝撃及び音等の物理現象の発生位置、
種類や大きさ等を検出することができる分布型導波路セ
ンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed sensor using a waveguide such as an optical waveguide as a sensor, and more particularly to a magnetic field, an electric field, a vibration, and a magnetic field acting on the waveguide based on a change in state of an electromagnetic wave propagating through the waveguide. Locations where physical phenomena such as impact and sound occur,
The present invention relates to a distributed waveguide sensor capable of detecting a type, a size, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】導波路上の任意の位置、或いは、予め定
めた複数の特定点に作用した物理現象の検出を、導波路
に物理現象によって発生する電磁波、或いは導波路の状
態が変化して導波路内を進行波として伝搬する電磁波を
検出することにより行う分布型導波路センサが提案され
ている(特開平6−307896号公報参照)。
2. Description of the Related Art Detection of a physical phenomenon acting on an arbitrary position on a waveguide or a plurality of predetermined specific points is performed by detecting an electromagnetic wave generated by the physical phenomenon in the waveguide or a state of the waveguide. A distributed waveguide sensor that detects an electromagnetic wave propagating as a traveling wave in a waveguide has been proposed (see JP-A-6-307896).

【0003】図10は、分布導波路型センサの従来例を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a conventional example of a distributed waveguide sensor.

【0004】同図において、101は第1の検出装置、
102は第2の検出装置である。両検出装置101、1
02間に設置されている導波路としてのセンサ用光ファ
イバ1は、両検出装置101、102内でそれぞれ光方
向性結合器21、22に接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a first detection device;
102 is a second detection device. Both detection devices 101, 1
The optical fiber for a sensor 1 as a waveguide installed between the optical fibers 02 is connected to the optical directional couplers 21 and 22 in both the detection devices 101 and 102, respectively.

【0005】光方向性結合器21の入力端には接続用光
ファイバ11を介して光源31が接続され、光方向性結
合器22の入力端には接続用光ファイバ12を介して光
源32が接続されている。光源31、32には一定出力
(CW)のレーザ光を発振するレーザが用いられてい
る。
A light source 31 is connected to the input end of the optical directional coupler 21 via the connecting optical fiber 11, and a light source 32 is connected to the input end of the optical directional coupler 22 via the connecting optical fiber 12. It is connected. As the light sources 31 and 32, lasers that oscillate laser light having a constant output (CW) are used.

【0006】光方向性結合器21の出力端には接続用光
ファイバ13を介して検出手段としての光受信器41が
接続されており、この光受信器41は光源32から出射
されたレーザ光を受光して電気信号に変換するようにな
っている。光方向性結合器22の出力端には接続用光フ
ァイバ14を介して検出手段としての光受信器42が接
続されており、この光受信器42は光源31から出射さ
れたレーザ光を受光して電気信号に変換するようになっ
ている。
[0006] An output end of the optical directional coupler 21 is connected to an optical receiver 41 as detecting means via a connection optical fiber 13, and the optical receiver 41 is a laser beam emitted from a light source 32. Is received and converted into an electric signal. An output end of the optical directional coupler 22 is connected to an optical receiver 42 as a detection means via the connection optical fiber 14, and the optical receiver 42 receives the laser light emitted from the light source 31. To convert it into an electric signal.

【0007】すなわちセンサ用光ファイバ1の中には常
に互いに逆方向に進むレーザ光が伝搬するようになって
おり、光受信器41はセンサ用光ファイバ1内を図の左
側へ進むレーザ光の光量変化を連続して監視し、光受信
器42はセンサ用光ファイバ1内を図の右側へ進むレー
ザ光の光量変化を連続して監視することができるように
なっている。両光受信器41、42には、光電気変換素
子として例えばフォトダイオードやアバランシェ・フォ
トダイオードが用いられ、この出力段には電流−電圧変
換回路、増幅回路等の電子回路が接続されている。両光
受信器41、42は受信信号処理部51、52にそれぞ
れ接続されている。
That is, laser beams traveling in the opposite directions always propagate in the optical fiber for sensor 1, and the optical receiver 41 transmits the laser beam traveling in the optical fiber for sensor 1 to the left in the figure. The light amount change is continuously monitored, and the optical receiver 42 can continuously monitor the light amount change of the laser light traveling in the sensor optical fiber 1 to the right side in the figure. For example, a photodiode or an avalanche photodiode is used as a photoelectric conversion element in each of the optical receivers 41 and 42, and an electronic circuit such as a current-voltage conversion circuit and an amplification circuit is connected to this output stage. The two optical receivers 41 and 42 are connected to received signal processing units 51 and 52, respectively.

【0008】受信信号処理部51は、内蔵された信号レ
ベル比較器(図示せず)等により光受信器41からの出
力信号の波形の変化開始時刻を求める。受信信号処理部
52は、内蔵された信号レベル比較器(図示せず)等に
より光受信器42からの出力信号の波形の変化開始時刻
を求めるようになっている。両受信信号処理部51、5
2は信号認識部53に接続されている。
The received signal processing section 51 obtains the change start time of the waveform of the output signal from the optical receiver 41 by using a built-in signal level comparator (not shown) or the like. The reception signal processing unit 52 obtains the change start time of the waveform of the output signal from the optical receiver 42 using a built-in signal level comparator (not shown) or the like. Both reception signal processing units 51, 5
2 is connected to the signal recognition unit 53.

【0009】信号認識部53は、光受信器41、42で
検出された出力信号波形の時間変化開始時刻の差等の時
間関係や波形等を解析して物理現象の発生位置を推定す
ると共に、光受信器41、42で検出された出力信号波
形の変化の時間関係、波形の周波数スペクトル、継続時
間及び減衰状態等を解析して物理現象の種類を推定する
ようになっている。例えば温度は比較的ゆっくりランダ
ムに変化するが、雷電流は一般に、数μsecで立ち上
がり、数十μsecで立ち下がるパルス状の変化である
ため、このような波形の違いにより物理現象の種類を推
定するようになっている。
The signal recognizing section 53 analyzes the time relationship such as the difference between the time change start times of the output signal waveforms detected by the optical receivers 41 and 42, the waveform, and the like, and estimates the occurrence position of the physical phenomenon. The type of the physical phenomenon is estimated by analyzing the time relationship of the change of the output signal waveform detected by the optical receivers 41 and 42, the frequency spectrum of the waveform, the duration, the attenuation state, and the like. For example, although the temperature changes relatively slowly and randomly, the lightning current is generally a pulse-like change that rises in several μsec and falls in several tens of μsec. Therefore, the type of the physical phenomenon is estimated from such a difference in the waveform. It has become.

【0010】ここで、光方向性結合器21からセンサ用
光ファイバを経由して光方向性結合器22までの距離を
L0とし、センサ用光ファイバ1中の光の伝搬速度をv
とし、センサ用光ファイバに沿った距離の原点を光方向
性結合器21とし、接続用光ファイバ13、14の長さ
をそれぞれL13、L14とする。
Here, the distance from the optical directional coupler 21 to the optical directional coupler 22 via the sensor optical fiber is L0, and the propagation speed of light in the sensor optical fiber 1 is v
The origin of the distance along the sensor optical fiber is defined as the optical directional coupler 21, and the lengths of the connection optical fibers 13 and 14 are defined as L13 and L14, respectively.

【0011】時刻t0でセンサ用光ファイバ1上の距離
xにおける地点(以下P地点)に、瞬間的に物理量とし
て例えば外力が作用した場合、P地点におけるセンサ用
光ファイバ1の伝送損失が一時的に変化する(マイクロ
ベンド損失によって発生する)。これによりセンサ用光
ファイバ1を互いに逆方向に進むレーザ光の光量が変化
してこの変化がそのままセンサ用光ファイバ1内を進行
波として伝搬する。尚、ここでは、図の右方向に伝搬す
る進行波を前進波とし、図の左側方向に伝搬する進行波
を後進波として説明する。
If, for example, an external force acts instantaneously as a physical quantity at a point x (hereinafter referred to as point P) on the optical fiber for sensor 1 at time t0, the transmission loss of the optical fiber for sensor 1 at point P is temporarily reduced. (Caused by microbend loss). As a result, the amount of laser light traveling in the sensor optical fiber 1 in the opposite direction changes, and this change propagates as it is in the sensor optical fiber 1 as a traveling wave. Here, a traveling wave propagating in the right direction in the drawing is referred to as a forward wave, and a traveling wave propagating in the left direction in the drawing is referred to as a backward wave.

【0012】外力が加わった時刻t0を基準としたとき
の光受信器41、42の出力の時間変化は図11(a)
及び図11(b)のようになる。
FIG. 11A shows a time change of the outputs of the optical receivers 41 and 42 with reference to the time t0 when an external force is applied.
And FIG. 11B.

【0013】ここで、図11(a)及び図11(b)は
図10に示した両光受信器で検出される信号の波形を示
す図である。同図(a)において縦軸は光受信器42の
出力を示し、横軸は時間を示している。同図(b)にお
いて縦軸は光受信器41の出力を示し、横軸は時間を示
している。
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing waveforms of signals detected by the two optical receivers shown in FIG. In FIG. 7A, the vertical axis indicates the output of the optical receiver 42, and the horizontal axis indicates time. In FIG. 3B, the vertical axis indicates the output of the optical receiver 41, and the horizontal axis indicates time.

【0014】光受信器42の出力は、最初は一定値y1
であるが、時刻t1から変動を開始する。この変動は上
述したようにセンサ用光ファイバ1のP地点に外力が作
用し、P地点の伝送損失が変化することにより生じたも
のであり、前進波を示している。従って時刻t1と時刻
t0との時間差t10は光源31から出射した光がP地
点から光受信器42に到達する時間に等しく、式(1)
のように表すことができる。
The output of the optical receiver 42 initially has a constant value y1.
However, the fluctuation starts at time t1. As described above, this fluctuation is caused by an external force acting on the point P of the sensor optical fiber 1 to change the transmission loss at the point P, and indicates a forward wave. Therefore, the time difference t10 between the time t1 and the time t0 is equal to the time when the light emitted from the light source 31 reaches the optical receiver 42 from the point P, and the equation (1)
Can be expressed as

【0015】 t10=t1−t0=((L0−x)+L14)/v …(1) 光受信器41の出力の変動(後進波)を開始する時刻t
2と時刻t0との時間差t20も同様に式(2)のよう
に表すことができる。
T10 = t1−t0 = ((L0−x) + L14) / v (1) Time t at which the output of the optical receiver 41 starts to fluctuate (reverse wave)
The time difference t20 between 2 and time t0 can be similarly expressed as in equation (2).

【0016】 t20=t2−t0=(x+L13)/v …(2) 従って、距離xは式(3)のように表すことができる。T20 = t2−t0 = (x + L13) / v (2) Accordingly, the distance x can be expressed as Expression (3).

【0017】 x=((t2−t1)×v+L0+(L14−L13))/2…(3) また、外力がセンサ用光ファイバ1に作用した時刻t0
も式(4)のように表すことができる。
X = ((t2−t1) × v + L0 + (L14−L13)) / 2 (3) Also, the time t0 when an external force acts on the sensor optical fiber 1
Can also be expressed as in equation (4).

【0018】 t0=t2−(x+L13)/v …(4) 信号認識部53では式(3)に従ってセンサ用光ファイ
バ1に外力が加わった地点Pまでの距離xを正確に求め
るようになっている。また、必要に応じ、信号認識部5
3では式(4)に従って外力がセンサ用光ファイバ1に
作用した時刻t0も求めることができる。信号認識部5
3では、受信信号処理部51、52で検出した信号が検
出対象の物理現象によるものか否かを受信波形の周波数
スペクトル分布や信号の減衰時間等に基づいて判断する
(すなわち外力か振動か温度変化か等の物理現象の種類
を推定する)。この判断を距離xや時刻t0を求める前
に行うことができる場合は、受信信号処理部51、52
で検出した信号が検出対象でなければ、受信信号処理部
51、52での位置検出や時刻検出は行わなくてもよい
ことになる。
T0 = t2- (x + L13) / v (4) The signal recognizing unit 53 accurately obtains the distance x to the point P where the external force is applied to the sensor optical fiber 1 according to the equation (3). I have. Also, if necessary, the signal recognition unit 5
In (3), the time t0 at which the external force acts on the sensor optical fiber 1 can also be obtained according to the equation (4). Signal recognition unit 5
In 3, it is determined whether or not the signals detected by the reception signal processing units 51 and 52 are due to the physical phenomenon to be detected based on the frequency spectrum distribution of the reception waveform, the decay time of the signal, and the like (that is, external force, vibration, or temperature). Estimate the type of physical phenomenon, such as change.) If this determination can be made before obtaining the distance x and the time t0, the reception signal processing units 51 and 52
If the signal detected in step is not a detection target, the position detection and time detection in the reception signal processing units 51 and 52 need not be performed.

【0019】このように、時間的に連続してセンサ用光
ファイバ1が監視されるので、センサ用光ファイバ1に
作用した瞬間的な物理現象や連続して発生した物理現象
の発生位置や種類を推定することができる。
As described above, since the sensor optical fiber 1 is continuously monitored over time, instantaneous physical phenomena acting on the sensor optical fiber 1 and the positions and types of the continuous physical phenomena are generated. Can be estimated.

【0020】物理量がセンサ用光ファイバ1に作用した
地点Pを求めるために、光受信器41の出力と光受信器
42の出力とを時間遅延させて相関処理を行う方法やニ
ューラルネットワーク等の人工知能処理を用いることも
できる。
In order to determine the point P where the physical quantity has acted on the sensor optical fiber 1, the output of the optical receiver 41 and the output of the optical receiver 42 are time-delayed to perform a correlation process, or an artificial network such as a neural network. Intelligent processing can also be used.

【0021】また、センサ用光ファイバを伝搬する光量
変化でなく、伝搬光の偏波状態の変化を検出することも
考えられる。この場合には、図12に示した分布導波路
型センサの構成を用いている。
It is also conceivable to detect not a change in the amount of light propagating through the sensor optical fiber but a change in the polarization state of the propagating light. In this case, the configuration of the distributed waveguide sensor shown in FIG. 12 is used.

【0022】図10に示した分布導波路型センサとの相
違点は光受信器をセンサ用光ファイバ1の両端末でそれ
ぞれ2組ずつ(41x、41y及び42x、42y)用
いており、その2組はそれぞれ偏光ビームスプリッタ6
1、62で分けられるx偏波とy偏波の直交する2つの
偏波軸の出力に接続されている点である。
The difference from the distributed waveguide sensor shown in FIG. 10 is that two sets of optical receivers (41x, 41y and 42x, 42y) are used at both ends of the optical fiber 1 for the sensor. Each set is a polarizing beam splitter 6
This is a point connected to outputs of two orthogonal polarization axes of x-polarized light and y-polarized light which are divided by 1, 62.

【0023】一般に光ファイバを伝搬する光の偏波状態
は磁界、電界、圧力、振動、温度等により変化するの
で、このような構成で、センサ用光ファイバ1を伝搬す
る光の偏波状態の変化を検出することにより、センサ用
光ファイバ1に加わった磁界、電界、圧力、振動、温度
等の加わった位置や時刻を推定することができる。
In general, the polarization state of light propagating through an optical fiber changes depending on the magnetic field, electric field, pressure, vibration, temperature, and the like. By detecting the change, it is possible to estimate the position or time at which the magnetic field, electric field, pressure, vibration, temperature, or the like applied to the sensor optical fiber 1 is applied.

【0024】偏波変動を検出する場合の構成及び動作は
以下のようになる。光源31、32には直線偏光出力の
ものが用いられている。光受信器41x、41yの出力
は受信信号処理部51に接続され、光受信器42x、4
2yの出力は受信信号処理部52に接続されている。受
信信号処理部51、52の出力は信号認識部53に接続
されている。時刻t0にセンサ用光ファイバ1のP地点
に瞬間的に物理現象が作用したときの各光受信器41
x、41y、42x、42yの出力波形は図13(a)
〜図13(d)のようになる。
The configuration and operation for detecting the polarization fluctuation are as follows. The light sources 31 and 32 have a linearly polarized light output. The outputs of the optical receivers 41x and 41y are connected to the received signal processing unit 51, and the optical receivers 42x and 41y
The output of 2y is connected to the reception signal processing unit 52. Outputs of the reception signal processing units 51 and 52 are connected to a signal recognition unit 53. Each optical receiver 41 when a physical phenomenon instantaneously acts on the point P of the sensor optical fiber 1 at time t0
The output waveforms of x, 41y, 42x, and 42y are shown in FIG.
FIG. 13 (d).

【0025】図13(a)〜図13(d)は図12に示
した光受信器の出力と時間との関係を示す図である。図
13(a)〜図13(d)において、縦軸は光受信器の
出力を示し、横軸はそれぞれ時間を示す。
FIGS. 13A to 13D are diagrams showing the relationship between the output of the optical receiver shown in FIG. 12 and time. 13A to 13D, the vertical axis represents the output of the optical receiver, and the horizontal axis represents time.

【0026】光受信器42xと光受信器42yとは、互
いに直交する偏波軸の出力であり、時刻t0から時刻t
1までは両方とも略一定値であり、時刻t1から変化し
ている。これらの変化している部分の波形は異なるが、
変化開始時刻は同じである。このことは、光受信器41
x、41yの出力についても同様である。従って、光受
信器42xの出力S42x(t)及び光受信器42yの
出力S42y(t)のいずれか一方又は両方の平均値や
差分値から時刻t1を求め、光受信器41xの出力S4
1x(t)及び光受信器41yの出力S41y(t)の
いずれか一方又は両方の平均値や差分値から時刻t2を
求め、式(3)、(4)から物理現象がセンサ用光ファ
イバ1に作用した地点Pまでの距離及び時刻t0を推定
することができる。光源31、32の出力の変動等によ
り検出対象の物理現象以外の要因で光受信器41x、4
1y、42x、42yの出力が変動することも考えられ
る。このような場合には、光受信器41x、41y、4
2x、42yの出力を例えば式(5)又は式(6)を用
いて、それぞれ直交する偏波の受信結果の2乗和の平方
根などの値(S41(t)、S42(t))に変換して
用いることで出力の変動による影響を避けることができ
る。
The optical receiver 42x and the optical receiver 42y have outputs of polarization axes orthogonal to each other, and are output from time t0 to time t.
Both values are substantially constant up to 1 and change from time t1. The waveforms of these changing parts are different,
The change start time is the same. This means that the optical receiver 41
The same applies to the outputs of x and 41y. Therefore, the time t1 is obtained from the average value or difference value of one or both of the output S42x (t) of the optical receiver 42x and the output S42y (t) of the optical receiver 42y, and the output S4 of the optical receiver 41x is obtained.
The time t2 is obtained from the average value or the difference value of one or both of 1x (t) and the output S41y (t) of the optical receiver 41y, and the physical phenomena is obtained from the equations (3) and (4). Can be estimated to the distance P to the point P that has acted on. Due to factors other than the physical phenomenon to be detected due to fluctuations in the outputs of the light sources 31 and 32, the optical receivers 41x and
It is also conceivable that the outputs of 1y, 42x and 42y fluctuate. In such a case, the optical receivers 41x, 41y, 4y
The outputs of 2x and 42y are calculated using, for example, Equation (5) or Equation (6), and the square of the sum of squares of the reception results of orthogonal polarizations, respectively.
By converting and using values such as roots (S41 (t), S42 (t)), it is possible to avoid the influence of output fluctuation.

【0027】偏波変動をより正確に測定するためには、
直交するx、y偏波の受信結果の他に光源波長の1/4
だけ電磁波の位相をずらして受信した時間変化も追加す
ることが行われる場合もある。
In order to measure the polarization fluctuation more accurately,
In addition to the reception results of orthogonal x and y polarizations, 1 / of the light source wavelength
In some cases, a time change received by shifting the phase of the electromagnetic wave only is added.

【0028】 S41(t)=√(S41x2 (t)+S41y2 (t)) …(5) S42(t)=√(S42x2 (t)+S42y2 (t)) …(6) 以上のような構成で、センサ用光ファイバに作用した物
理現象の作用した位置や時刻を求めることができるが、
上記構成では、センサ用光ファイバの両端に検出装置が
必要であり、これらの検出装置間での時刻合わせやデー
タの送受信が必要であるという問題があった。このよう
な問題を回避する方式として、図14に示す分布導波路
型センサのような構成も検討されている。
S41 (t) = √ (S41x 2 (t) + S41y 2 (t)) (5) S42 (t) = √ (S42x 2 (t) + S42y 2 (t)) (6) With such a configuration, the position and time at which the physical phenomenon acting on the sensor optical fiber can be obtained,
In the above configuration, there is a problem that detection devices are required at both ends of the sensor optical fiber, and time adjustment and data transmission / reception between these detection devices are required. As a method for avoiding such a problem, a configuration such as a distributed waveguide type sensor shown in FIG. 14 has been studied.

【0029】図14に示した分布導波路型センサは、検
出装置103に接続されている検出装置と遠端で互いに
接続された2本の併設された光ファイバ1a、1bをセ
ンサ用光ファイバとして用いている。センサ用光ファイ
バ1aの近端(図の左側)には連続光を発生する光源3
0が接続され、センサ用光ファイバ1bの近端(図の左
側)には偏光ビームスプリッタ60を介して偏波出力が
直交する方向にそれぞれ光受信器40x、40yが接続
されている。光受信器40x、40yの出力は受信信号
処理部51に接続されている。受信信号処理部51の出
力は信号認識部53に接続されている。
The distributed waveguide sensor shown in FIG. 14 uses two juxtaposed optical fibers 1a and 1b, which are connected to each other at the far end, with the detecting device connected to the detecting device 103 as a sensor optical fiber. Used. A light source 3 for generating continuous light is provided at the near end (left side in the figure) of the sensor optical fiber 1a.
0 is connected, and optical receivers 40x and 40y are connected to the near end (left side in the figure) of the sensor optical fiber 1b via the polarization beam splitter 60 in the directions in which the polarization outputs are orthogonal to each other. Outputs of the optical receivers 40x and 40y are connected to a reception signal processing unit 51. The output of the reception signal processing unit 51 is connected to the signal recognition unit 53.

【0030】検出装置103から距離xの地点Pにパル
ス幅約1μsecの磁界が作用したときの光受信器40
x、40yの出力は図15(a)及び図15(b)に示
すように2つのパルス波形が観測される。
The optical receiver 40 when a magnetic field having a pulse width of about 1 μsec acts on a point P at a distance x from the detection device 103
As for the outputs of x and 40y, two pulse waveforms are observed as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b).

【0031】図15(a)及び図15(b)は、図14
に示した分布型導波路センサで検出される波形の説明図
である。図15(a)及び図15(b)において、縦軸
は光受信器の出力を、横軸は時間をそれぞれ示してい
る。これら2つのパルスの時間差δt12と距離xとの
関係は式(7)で表される。
FIGS. 15 (a) and 15 (b) correspond to FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a waveform detected by the distributed waveguide sensor shown in FIG. 15A and 15B, the vertical axis indicates the output of the optical receiver, and the horizontal axis indicates time. The relationship between the time difference δt12 between these two pulses and the distance x is expressed by equation (7).

【0032】 x=L0−L1 …(7) 但し、L1=(δt12×v)/2である。X = L0−L1 (7) where L1 = (δt12 × v) / 2.

【0033】この式(7)によって、センサ用光ファイ
バ1a及び1bに作用した磁界の位置(距離)を求める
ことができる。この分布型導波路センサは光源30や光
受信器40a、40bが1組でよいため、検出装置を小
型にすることができる。
The position (distance) of the magnetic field acting on the sensor optical fibers 1a and 1b can be obtained from the equation (7). In this distributed waveguide sensor, the light source 30 and the optical receivers 40a and 40b may be a single set, so that the size of the detection device can be reduced.

【0034】[0034]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例には以下のような問題点がある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0035】センサ用光ファイバの両端に検出装置を不
要とし、両端の検出装置間での時刻合わせやデータの送
受信が必要であるという問題を解決した、検出装置を片
側のみに設置する構成であっても以下のような問題が残
る。
In this configuration, the detection devices are not required at both ends of the sensor optical fiber, and the time alignment and data transmission / reception between the detection devices at both ends have been solved. However, the following problems remain.

【0036】物理現象の継続時間が長かったり、物理現
象によって変化した電磁波の波形が複雑な場合には、図
16に示すように往路を伝搬する電磁波の波形図16
(b)と復路を伝搬する電磁波の波形図16(a)とが
重畳し(図16(c))、往路に作用した物理現象によ
る波形変化の開始時刻t2の精度が低下してしまい、場
合によっては、物理現象の発生位置、種類や大きさ等の
検出が不可能になるという問題があった。尚、図16は
図14に示した従来例の動作を説明するための図であ
り、横軸が時間を示し、縦軸が強度を示している。
When the duration of the physical phenomenon is long or the waveform of the electromagnetic wave changed by the physical phenomenon is complicated, as shown in FIG.
16 (b) and the waveform diagram 16 (a) of the electromagnetic wave propagating in the return path are superimposed (FIG. 16 (c)), and the accuracy of the waveform change start time t2 due to the physical phenomenon acting on the outward path is reduced. In some cases, it is impossible to detect the location, type, size, and the like of the physical phenomenon. FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the conventional example shown in FIG. 14, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents intensity.

【0037】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、物理現象の継続時間が長かったり、物理現象によっ
て変化した電磁波の波形が複雑な場合であっても物理現
象の発生位置、種類や大きさ等を検出することのできる
分布型導波路センサを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide the position, type, and the like of occurrence of a physical phenomenon even when the duration of the physical phenomenon is long or the waveform of an electromagnetic wave changed by the physical phenomenon is complicated. An object of the present invention is to provide a distributed waveguide sensor capable of detecting a size or the like.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも1つの電磁波源が接続されると
共に往路及び復路を有する導波路内に進行波として伝搬
する電磁波を検出することにより、物理現象によって導
波路上に生じる状態変化を検出する分布型導波路センサ
において、少なくとも1つの復路を有し、その復路を
搬する電磁波に、往路を伝搬する電磁波と区別できる他
の電磁波を含ませており、上記往路及び上記復路を共通
して伝搬する電磁波の時間変化S1(t)を検出する手
段と、復路のみを伝搬する電磁波の時間変化S2(t)
を検出する手段とを有し、時間変化S1(t)から時間
変化S2(t)を差し引くことにより上記物理現象によ
って往路を伝搬する電磁波に生じた時間変化Sa(t)
を求め、導波路に作用する物理現象により復路を伝搬す
る電磁波に生じた時間変化Sb(t)をS2(t)と等
しいとして求めることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for detecting an electromagnetic wave which is connected as at least one electromagnetic wave source and propagates as a traveling wave in a waveguide having a forward path and a return path. , in the distribution type waveguide sensor for detecting the state change generated on the waveguide by the physical phenomena, at least one return path, the return on electromagnetic waves Den <br/> transportable, can be distinguished from the electromagnetic wave propagating in the forward path Other electromagnetic waves are included, and the above-mentioned outgoing and returning routes are common
To detect time change S1 (t) of electromagnetic wave propagating
Step and time change S2 (t) of electromagnetic wave propagating only in the return path
From the time change S1 (t).
By subtracting the change S2 (t),
Change Sa (t) generated in the electromagnetic wave propagating in the outward path
And propagate the return path by a physical phenomenon acting on the waveguide.
Time change Sb (t) generated in the electromagnetic wave is equal to S2 (t).
It is characterized by the fact that it is determined to be good.

【0039】[0039]

【0040】上記構成に加え本発明は、2本の導波路が
互いに並行して布設されており、この内の1本を往路と
して用いると共に他の1本を復路として用い、これらの
導波路が遠端で光学的に接続されており、少なくとも往
路用導波路の近端側に電磁波源が接続され、復路用導波
路の近端側に電磁波の時間変化検出手段が接続されてい
るのが好ましい。
In the present invention, in addition to the above configuration, two waveguides are laid in parallel with each other, and one of them is used as an outward path and the other is used as a return path, and these waveguides are used. It is preferable that the optical waveguide is optically connected at a far end, an electromagnetic wave source is connected to at least a near end of the outward waveguide, and a time change detecting unit of the electromagnetic wave is connected to a near end of the return waveguide. .

【0041】上記構成に加え本発明は、3本の導波路が
並行して布設されており、この内の1本を往路として用
いると共に他の2本を復路として用い、往路用の導波路
が復路用導波路の1本と遠端で光学的に接続されてお
り、少なくとも往路用導波路の近端側に電磁波源が接続
され、2本の復路用導波路の近端側に電磁波の時間変化
検出手段が接続されているのが好ましい。
In the present invention, in addition to the above configuration, three waveguides are laid in parallel, one of which is used as the outward path and the other two are used as the return path, and the outward waveguide is used. One of the return waveguides is optically connected at the far end, an electromagnetic wave source is connected to at least the near end of the outward waveguide, and the electromagnetic wave time is connected to the near end of the two return waveguides. Preferably, a change detection means is connected.

【0042】上記構成に加え本発明は、遠端で光学的に
接続された往路用の導波路と復路用の導波路とが同一で
あるのが好ましい。
In the present invention, in addition to the above configuration, it is preferable that the outward waveguide and the return waveguide optically connected at the far end are the same.

【0043】上記構成に加え本発明は、導波路として光
ファイバを用いるのが好ましい。
In the present invention, in addition to the above configuration, it is preferable to use an optical fiber as the waveguide.

【0044】上記構成に加え本発明は、少なくとも1本
の復路用導波路の遠端側に、近端側の電磁波源が発生す
る電磁波と区別することのできる電磁波を発生する電磁
波源を有するのが好ましい。
In addition to the above configuration, the present invention has an electromagnetic wave source that generates an electromagnetic wave that can be distinguished from the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source at the near end at the far end of at least one return waveguide. Is preferred.

【0045】上記構成に加え本発明は、少なくとも1本
の復路用導波路の遠端側に到達した電磁波の一部の特性
を変換する機能を有するのが好ましい。
In addition to the above configuration, the present invention preferably has a function of converting a part of the characteristics of the electromagnetic wave reaching the far end of at least one return waveguide.

【0046】上記構成に加え本発明は、電磁波の周波数
や電磁波の強度変調方法や電磁波の偏波状態変調方法等
の違いにより、往路を伝搬する電磁波と区別できる電磁
波が少なくとも1つの復路に伝搬するようにするのが好
ましい。
According to the present invention, in addition to the above configuration, an electromagnetic wave that can be distinguished from an electromagnetic wave propagating in the outward path propagates to at least one return path due to a difference in the frequency of the electromagnetic wave, the intensity modulation method of the electromagnetic wave, the polarization state modulation method of the electromagnetic wave, and the like. It is preferable to do so.

【0047】上記構成に加え本発明は、復路の導波路に
基準信号印加部を設けるのが好ましい。
In the present invention, in addition to the above configuration, it is preferable to provide a reference signal application section in the return waveguide.

【0048】上記構成に加え本発明は、電磁波源の出力
部及び電磁波受信器の入力部のいずれかあるいは両方に
偏波状態変調器を設けるのが好ましい。
In addition to the above configuration, in the present invention, it is preferable to provide a polarization state modulator at one or both of the output section of the electromagnetic wave source and the input section of the electromagnetic wave receiver.

【0049】上記構成によって、往路及び復路を共通し
て伝搬する電磁波の時間変化S1(t)と、復路のみを
伝搬する電磁波の時間変化S2(t)とを分離して検出
することができるので、導波路に作用する物理現象によ
り復路を伝搬する電磁波に生じた時間変化Sb(t)
は、復路のみを伝搬する電磁波の時間変化S2(t)に
等しくなる。また、導波路に作用する物理現象により往
路を伝搬する電磁波に生じた時間変化Sa(t)は、S
1(t)からS2(t)を差し引いたものとして求める
ことができる。
According to the above configuration, the time change S1 (t) of the electromagnetic wave propagating in the forward path and the return path and the time change S2 (t) of the electromagnetic wave propagating only in the return path can be detected separately. , A time change Sb (t) generated in an electromagnetic wave propagating in the return path due to a physical phenomenon acting on the waveguide
Is equal to the time change S2 (t) of the electromagnetic wave propagating only in the return path. Further, the time change Sa (t) generated in the electromagnetic wave propagating on the outward path due to the physical phenomenon acting on the waveguide is represented by S
It can be obtained by subtracting S2 (t) from 1 (t).

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0051】図1は本発明の分布型導波路センサの一実
施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、光
ファイバを導波路として用い、光ファイバに作用する物
理現象により変化する光ファイバの伝搬光の偏波の状態
変化を検出することにより、光ファイバに作用した物理
現象の作用位置や作用時刻を求めることを目的としたも
のである。また、検出装置を片側のみに設置する構成で
あっても、電磁波が往路を伝搬するときに物理現象によ
って作用を受けた波形と、電磁波が復路を伝搬するとき
に物理現象によって作用を受けた波形とが重畳する場合
でも電磁波検出手段で検出でき、物理現象の印加位置や
印加時間を検出することが可能となるようにしたもので
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the distributed waveguide sensor according to the present invention. This embodiment uses the optical fiber as a waveguide and detects the change in the state of polarization of the propagation light of the optical fiber, which changes due to the physical phenomenon acting on the optical fiber, so that the effect of the physical phenomenon acting on the optical fiber can be obtained. The purpose is to obtain the position and the operation time. Further, even when the detection device is installed on only one side, the waveform affected by the physical phenomenon when the electromagnetic wave propagates on the outward path and the waveform affected by the physical phenomenon when the electromagnetic wave propagates on the return path. Is superimposed on the electromagnetic wave, the position and time of application of the physical phenomenon can be detected.

【0052】図14に示した従来例との相違点は、平行
に敷設された光ファイバ1a、1bを遠端で接続する部
分に、検出装置150内の光源30の波長λ1と異なる
波長λ2の光源31が接続された光合波器71が挿入さ
れている点と、光ファイバ1bを伝搬して検出装置内に
戻った光を波長λ1と波長λ2の光を分波する光分波器
70を介して、波長λ1の光の測定系221と波長λ2
の光の測定系222に導き、電気信号に変換した後処理
を行い、これら2つの測定系での処理結果を波形分離部
80に送る点である。
The difference from the conventional example shown in FIG. 14 is that the portion where the optical fibers 1a and 1b laid in parallel are connected at the far end has a wavelength λ2 different from the wavelength λ1 of the light source 30 in the detector 150. The point where the optical multiplexer 71 to which the light source 31 is connected is inserted, and the optical demultiplexer 70 that demultiplexes the light propagating through the optical fiber 1b and returning to the inside of the detection device into the light of the wavelengths λ1 and λ2. Through the light measuring system 221 and the wavelength λ2
This is a point that the light is guided to the light measurement system 222, converted into an electric signal, subjected to post-processing, and the processing results of these two measurement systems are sent to the waveform separation unit 80.

【0053】次に本実施の形態の動作について説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described.

【0054】波長λ1の光源30からは、常に直線偏波
や楕円偏波や円偏波などの偏向度の高い光が出力されて
おり、光ファイバ1aに入射した後、遠端部(図の右
側)で光合波器71を通り、光ファイバ1bを通って検
出装置150に戻ってくる。
Light having a high degree of polarization such as linearly polarized light, elliptically polarized light, or circularly polarized light is always output from the light source 30 having the wavelength λ1. (Right side), the light passes through the optical multiplexer 71, and returns to the detection device 150 through the optical fiber 1b.

【0055】一方、遠端部に設置された波長λ2の光源
31からも、常に直線偏波や楕円偏波や円偏波などの偏
向度の高い光が出力されており、光合波器71を経由し
て光ファイバ1bに入射し、検出装置150に到達す
る。光ファイバ1bを通って検出装置150に到達した
光のうち、光源30から出射された波長λ1の光は、光
分波器70を経由して測定系221に導かれる。
On the other hand, light with a high degree of polarization, such as linearly polarized light, elliptically polarized light, or circularly polarized light, is always output from the light source 31 of wavelength λ2 installed at the far end. The light enters the optical fiber 1b via the optical fiber 1b and reaches the detection device 150. Of the light that reaches the detection device 150 through the optical fiber 1b, the light of the wavelength λ1 emitted from the light source 30 is guided to the measurement system 221 via the optical demultiplexer 70.

【0056】他方、光ファイバ1bを通って検出装置1
50に到達した光のうち、光源31から出射された波長
λ2の光は、光分波器70を経由して測定系222に導
かれる。測定系221に導かれた光は、偏光ビームスプ
リッタ261でそれぞれ偏波軸が直交するx偏波とy偏
波に分けられ、それぞれ光受信器241x、241yで
電気信号に変換され、それぞれの受信波形S1x(t)
及び受信波形S1y(t)が受信信号処理部251に入
力される。
On the other hand, the detection device 1 passes through the optical fiber 1b.
Of the light that has reached 50, the light of wavelength λ2 emitted from light source 31 is guided to measurement system 222 via optical demultiplexer 70. The light guided to the measurement system 221 is divided into x-polarized light and y-polarized light whose polarization axes are orthogonal by the polarization beam splitter 261, and converted into electric signals by the optical receivers 241 x and 241 y, respectively. Waveform S1x (t)
And the received waveform S1y (t) are input to the received signal processing unit 251.

【0057】また、測定系222に導かれた光は、偏光
ビームスプリッタ262でそれぞれ偏波軸が直交するx
偏波とy偏波に分けられ、それぞれ光受信器242x、
242yで電気信号に変換され、それぞれの受信波形S
2x(t)及び受信波形S2y(t)が受信信号処理部
252に入力される。両受信信号処理部251、252
で、例えば式(5)、式(6)と同様にして、直交する
偏波の受信結果の2乗和の平方根などの波形S1(t)
及び波形S2(t)が得られる。波形S1(t)は、光
源30から出射した波長λ1の光が光ファイバ1a、1
bを経由して受信された信号であり、波形S2(t)
は、光源31から出射した波長λ2の光が光ファイバ1
bを経由して受信された信号である。
The light guided to the measurement system 222 is converted by the polarization beam splitter 262 into x whose polarization axes are orthogonal to each other.
The optical receiver 242x,
242y is converted into an electric signal, and each received waveform S
2x (t) and the received waveform S2y (t) are input to the received signal processing unit 252. Both reception signal processing units 251 and 252
Then, for example, in the same manner as Expressions (5) and (6), a waveform S1 (t) such as the square root of the sum of squares of the reception results of orthogonal polarizations.
And a waveform S2 (t). Waveform S1 (t) indicates that light of wavelength λ1 emitted from light source 30 is
b, and the signal received via waveform S2 (t)
Means that the light of wavelength λ2 emitted from the light source 31 is
b is the signal received via b.

【0058】すなわち、波形S1(t)の波形は、光フ
ァイバ1a及び光ファイバ1bに作用した物理現象に起
因する偏波変動波形であり、波形S2(t)の波形は、
光ファイバ1bのみに作用した物理現象に起因する偏波
変動の波形である。従って、式(8)に示すように時間
軸を合わせて波形S1(t)から波形S2(t)を差し
引くことにより、光ファイバ1aに作用した物理現象に
よる偏波変動波形Sa(t)を求めることができる。光
ファイバ1bに作用した物理現象による偏波変動波形S
b(t)は式(9)に示すように波形S2(t)と同様
である。
That is, the waveform of the waveform S1 (t) is a polarization fluctuation waveform caused by a physical phenomenon acting on the optical fiber 1a and the optical fiber 1b, and the waveform of the waveform S2 (t) is
It is a waveform of a polarization fluctuation caused by a physical phenomenon acting only on the optical fiber 1b. Therefore, by subtracting the waveform S2 (t) from the waveform S1 (t) while adjusting the time axis as shown in Expression (8), a polarization fluctuation waveform Sa (t) due to a physical phenomenon acting on the optical fiber 1a is obtained. be able to. Polarization fluctuation waveform S due to physical phenomenon acting on optical fiber 1b
b (t) is the same as waveform S2 (t) as shown in equation (9).

【0059】 Sa(t)=S1(t)−S2(t) …(8) Sb(t)=S2(t) …(9) このような信号処理による光ファイバ1aに作用した物
理現象による偏波変動波形Sa(t)と、光ファイバ1
bに作用した偏波変動波形Sb(t)とを求める処理は
波形分離部80で行われる。波形分離部80で分離され
た波形Sa(t)と波形Sb(t)を用いることによ
り、信号認識部53で従来例(図10参照)で行った方
法と同様の方法で光ファイバ1a、1bに作用した物理
現象の作用位置や作用時刻を求めることができる。
Sa (t) = S1 (t) −S2 (t) (8) Sb (t) = S2 (t) (9) The bias due to the physical phenomenon acting on the optical fiber 1a by such signal processing. Wave fluctuation waveform Sa (t) and optical fiber 1
The process of obtaining the polarization fluctuation waveform Sb (t) acting on b is performed by the waveform separation unit 80. By using the waveform Sa (t) and the waveform Sb (t) separated by the waveform separation unit 80, the signal recognition unit 53 uses the optical fibers 1a and 1b in the same manner as in the conventional example (see FIG. 10). The operation position and the operation time of the physical phenomenon that has acted on can be obtained.

【0060】平行に敷設された光ファイバ1a、1bの
検出装置からLxの地点(検出装置内の光ファイバ長は
短いのでここでは無視して説明する)に図2(a)に示
す時間変化を示す磁界などの物理現象が作用した場合の
波形処理の具体例を以下に述べる。尚、図2(a)〜図
2(d)は図1に示した実施の形態の動作を説明するた
めの図であり、横軸は時刻t0を原点にとった時間軸を
示す。図2(b)〜図2(d)の縦軸は受信信号強度を
示す。
The time change shown in FIG. 2A is shown at a point Lx from the detectors of the optical fibers 1a and 1b laid in parallel (the length of the optical fiber in the detector is short and will be ignored here). A specific example of waveform processing when a physical phenomenon such as a magnetic field shown in FIG. 2 (a) to 2 (d) are diagrams for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and the horizontal axis shows a time axis with time t0 as the origin. The vertical axis in FIGS. 2B to 2D indicates the received signal strength.

【0061】光源31から出射された波長λ2の光は、
光ファイバ1bを伝搬中の時刻t0に前述した物理現象
の作用をLx地点で受ける。波長λ2の光はこの後、検
出装置までの距離Lxを伝搬した後、測定系222で直
交する2つの偏波成分の時間変化が電気信号に変換さ
れ、式(5)や式(6)と同様に信号処理され図2
(c)に示す波形が得られる。Lx地点から検出装置1
50まで光が伝搬する時間t10(=t1−t0)だけ
遅延して図2(a)に示す信号の波形と同じ形状の波形
が得られる。t1ψは光ファイバ中の光速をvとしたと
きに式(10)で示される。
The light of wavelength λ2 emitted from the light source 31 is
At time t0 during propagation through the optical fiber 1b, the above-described physical phenomenon is affected at the point Lx. Thereafter, the light having the wavelength λ2 propagates a distance Lx to the detection device, and then the time change of two orthogonal polarization components is converted into an electric signal by the measurement system 222, and is expressed by the formulas (5) and (6). FIG. 2
The waveform shown in (c) is obtained. Detector 1 from Lx point
With a delay of time t10 (= t1−t0) during which light propagates to 50, a waveform having the same shape as the waveform of the signal shown in FIG. t1 } is represented by Expression (10), where v is the speed of light in the optical fiber.

【0062】 t10=t1−t0=Lx/vとなる。 …(10) 一方、光源30から出射された波長λ1の光は、光ファ
イバ1a及び光ファイバ1bを伝搬中、Lx地点で時刻
t0に物理現象の作用を受ける。光ファイバ1bを伝搬
中に物理現象の作用を受けた光はこの後、検出装置15
0に到達するまでに距離Lxを伝搬するが、光ファイバ
1aを伝搬中に物理現象の作用を受けた伝搬光は遠端方
向に伝搬中に物理現象の作用を受けるので検出装置15
0に到達するまでに(2×(L0−Lx)+Lx)の距
離を伝搬し、物理現象の作用を受けてから検出装置15
0に到達するまで式(11)で示されるt20(=t2
−t0)だけの時間がかかる。
T10 = t1-t0 = Lx / v (10) On the other hand, the light of wavelength λ1 emitted from the light source 30 is affected by a physical phenomenon at time t0 at the point Lx while propagating through the optical fiber 1a and the optical fiber 1b. The light affected by the physical phenomenon while propagating through the optical fiber 1b is thereafter transmitted to the detection device 15
However, the light propagates the distance Lx until the light reaches 0, but the propagation light affected by the physical phenomenon while propagating through the optical fiber 1a is affected by the physical phenomenon while propagating in the far end direction.
Propagating a distance of (2 × (L0−Lx) + Lx) before reaching 0, receiving the action of a physical phenomenon, and then detecting
T20 (= t2) represented by the equation (11) until the value reaches 0.
−t0).

【0063】このように光ファイバ1aと光ファイバ1
bとを伝搬中の光が物理現象の作用を受けてから検出装
置150に到達するまでの時間が異なるので、これらの
変化波形は重畳されて検出装置150に到達する。従っ
て、測定系222で直交する2つの偏波成分の光が電気
信号に変換され、式(5)や式(6)と同様に信号処理
された波形は、図2(b)に示すように図2(a)と同
じ形状の2つの波形が時間がずれて合成された波形とな
る。Lx地点から検出装置150まで光が伝搬する時間
t10だけ遅延して波形の変化が生じていることがわか
る。図2(b)からは、光ファイバ1aを伝搬中の光が
受けた波形変化の開始時刻t2を読み取ることはできな
い。
As described above, the optical fiber 1a and the optical fiber 1
Since the time from when the light propagating through b to the physical phenomenon is applied to when the light reaches the detection device 150 is different, these change waveforms arrive at the detection device 150 in a superimposed manner. Accordingly, a waveform obtained by converting the light of two orthogonal polarization components into an electric signal in the measurement system 222 and performing signal processing in the same manner as in Equations (5) and (6) is obtained as shown in FIG. Two waveforms having the same shape as in FIG. 2A are synthesized with a time lag. It can be seen that the waveform changes with a delay of time t10 during which light propagates from the point Lx to the detection device 150. From FIG. 2B, the start time t2 of the waveform change received by the light propagating through the optical fiber 1a cannot be read.

【0064】しかし、図2(b)の波形から図2(c)
の波形を差し引いた図2(d)の波形より容易にt2を
求めることができる。
However, from the waveform of FIG.
2d can be easily obtained from the waveform of FIG.

【0065】 t20=t2−t0 =(2×(L0−Lx)+Lx)/v =(2×L0−Lx)/v …(11) このようにしてt1及びt2を求めれば、式(10)と
式(11)から求められる式(12)と式(13)を用
いて物理量が光ファイバに作用した位置Lx及び時刻t
0を求めることができる。
T20 = t2−t0 = (2 × (L0−Lx) + Lx) / v = (2 × L0−Lx) / v (11) When t1 and t2 are obtained in this manner, the equation (10) is obtained. The position Lx at which the physical quantity has acted on the optical fiber and the time t using the equations (12) and (13) obtained from
0 can be obtained.

【0066】 Lx=L0−(v×(t2−t1)/2) …(12) t0=t1−Lx/v …(13) 本実施の形態では、検出装置150に到達した光ファイ
バ伝搬光の偏波状態を解析するために、直交するx、y
偏波の受信結果を用いたが、従来の分布導波路型センサ
で用いられた偏波状態解析方法にも見られるように、偏
波変動をより正確に測定するために、直交するx、y偏
波の受信結果の他に、光源波長の1/4だけ電磁波の位
相をずらして受信した時間変化を追加して用いてもよ
い。このことは、以下に述べる偏波状態変化を利用する
他の実施の形態についても同様である。
Lx = L0− (v × (t2−t1) / 2) (12) t0 = t1−Lx / v (13) In the present embodiment, the optical fiber propagating light reaching the detection device 150 In order to analyze the polarization state, orthogonal x, y
Although the reception result of the polarization was used, as can be seen in the polarization state analysis method used in the conventional distributed waveguide sensor, in order to more accurately measure the polarization fluctuation, orthogonal x, y In addition to the reception result of the polarized wave, a time change received by shifting the phase of the electromagnetic wave by 1 / of the wavelength of the light source may be additionally used. This is the same in other embodiments using the polarization state change described below.

【0067】本実施の形態では、導波路に光ファイバを
用い、往路を伝搬する電磁波と、復路のみを伝搬する電
磁波との区別を行うため、光の波長の違いを用いたが、
これを一般の電磁波で考えると電磁波の周波数の違いを
利用することになる。
In this embodiment, an optical fiber is used for the waveguide, and a difference in the wavelength of light is used to distinguish between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path.
If this is considered as a general electromagnetic wave, the difference in the frequency of the electromagnetic wave will be used.

【0068】(他の実施の形態)波長λ1の光源から出
射して検出装置に戻る光量と波長λ2の光源から出射し
て検出装置に到達する光量が異なると、式(8)を用い
て光ファイバ1aに作用した物理量の波形Sa(t)を
求める際に誤差が発生する。この誤差を低減するために
は、図3に示すような構成とすればよい。
(Other Embodiments) If the amount of light emitted from the light source of wavelength λ1 and returning to the detection device is different from the amount of light emitted from the light source of wavelength λ2 and reaching the detection device, the light is calculated by using equation (8). An error occurs when obtaining the waveform Sa (t) of the physical quantity acting on the fiber 1a. In order to reduce this error, a configuration as shown in FIG. 3 may be used.

【0069】すなわち、検出装置151内の光ファイバ
1bに基準信号印加部77を設け、基準信号印加部77
で光ファイバ1bに磁界や電界などの物理量を印加し、
このときの波形S1(t)と波形S2(t)に現れる信
号変化量の比から波長λ1に対応する波形S1(t)と
波長λ2に対応する波形S2(t)の感度補正係数αを
式(14)に従って求め、光ファイバ1aに作用した物
理量による波形Sa(t)を式(15)に従って求める
ようにすればよい。尚、図3は、本発明の分布型導波路
センサの他の実施の形態を示すブロック図である。
That is, the reference signal applying unit 77 is provided on the optical fiber 1b in the detecting device 151, and the reference signal applying unit 77
Apply a physical quantity such as a magnetic field or an electric field to the optical fiber 1b with
The sensitivity correction coefficient α of the waveform S1 (t) corresponding to the wavelength λ1 and the sensitivity correction coefficient α of the waveform S2 (t) corresponding to the wavelength λ2 is obtained from the ratio of the signal change amount appearing in the waveform S1 (t) and the waveform S2 (t). The waveform Sa (t) based on the physical quantity acting on the optical fiber 1a may be obtained according to the equation (15). FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0070】尚、感度補正係数αは信号強度の関数とな
る場合もあるので、このようなときは基準信号印加部7
7で印加する基準信号として信号強度が変化するものを
用い、信号強度に対する感度補正係数αを求めて用いれ
ばよい。
The sensitivity correction coefficient α may be a function of the signal strength.
It is sufficient to use a signal whose signal strength changes as the reference signal applied in step 7 and obtain and use the sensitivity correction coefficient α for the signal strength.

【0071】 α=S1(tr)/S2(tr) …(14) 但し、trは、基準信号を印加した時刻である。Α = S1 (tr) / S2 (tr) (14) where tr is the time when the reference signal is applied.

【0072】 Sa(t)=S1(t)−α×S2(t) …(15) 感度補正係数αを求めるための基準信号は、印加タイミ
ングをあらかじめ決めておいてもよいが、検出対象とす
る物理現象を検出した直後に印加し、その時点での感度
補正係数αを求めるようにすると、経時変化による誤差
を小さくすることができる。
Sa (t) = S1 (t) −α × S2 (t) (15) The application timing of the reference signal for obtaining the sensitivity correction coefficient α may be determined in advance. If the sensitivity correction coefficient α at that time is obtained immediately after the physical phenomenon is detected and the sensitivity correction coefficient α at that time is obtained, the error due to the aging can be reduced.

【0073】これらの感度補正方法は、以下に述べるさ
らに他の実施の形態についても同様に適用できる。
These sensitivity correction methods can be similarly applied to still another embodiment described below.

【0074】検出装置151から検出対象の物理現象の
作用位置までの光ファイバ1a、1bにおいて、検出対
象としている物理量による偏波状態の変化以外の変化
(例えば温度変化によるもの)の影響で、検出対象の物
理現象が作用したときの偏波状態への変換効率が変化す
ることが考えられる。
In the optical fibers 1a and 1b from the detection device 151 to the action position of the physical phenomenon to be detected, detection is effected by a change other than a change in polarization state due to a physical quantity to be detected (for example, a change in temperature). It is conceivable that the conversion efficiency to the polarization state when the target physical phenomenon acts changes.

【0075】この場合の対策としては、図4の検出装置
152に示すように、光源30の出力光がセンサ用光フ
ァイバ1aに入射する前や、光源31の出力光が光合分
波器71に入射する前に、偏波状態(偏向角や位相)を
周波数f1で変調する偏波状態変調器33及び偏波状態
変調器33aを通す構成とすればよい。尚、図4は本発
明の分布型導波路センサの他の実施の形態を示すブロッ
ク図である。
As a countermeasure in this case, as shown in the detection device 152 in FIG. 4, the output light of the light source 30 is input to the optical fiber for sensor 1a or the output light of the light source 31 is input to the optical multiplexer / demultiplexer 71. Before the light is incident, the polarization state modulator 33 and the polarization state modulator 33a that modulate the polarization state (deflection angle and phase) at the frequency f1 may be passed. FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0076】偏波状態変調器33としては、ファラデー
素子に磁界を印加したものやポッケルス素子に電界を印
加したものを用いて、磁界や電界を時間的に変化させる
ことで任意の偏波状態変調を行うことができる。このと
き、偏波状態変調周波数f1を検出対象の信号の周波数
範囲fsl〜fshに対しf1>fshとし、信号受信
時に例えば周波数範囲(f1+fsl)〜(f1+fs
h)のバンドパスフィルタを通過させることによりセン
サ用光ファイバ1a、1bに作用する物理量の時間の変
化をリアルタイムで検出することができる。
As the polarization state modulator 33, an element in which a magnetic field is applied to a Faraday element or an element in which an electric field is applied to a Pockels element is used. It can be performed. At this time, the polarization state modulation frequency f1 is set to f1> fsh with respect to the frequency range fsl to fsh of the signal to be detected, and for example, when the signal is received, the frequency range is (f1 + fsl) to (f1 + fs).
By passing through the band-pass filter of h), it is possible to detect a change in time of the physical quantity acting on the sensor optical fibers 1a and 1b in real time.

【0077】すなわち、光受信器241x、241y、
242x、242yの出力信号を、例えば周波数範囲
(f1+fsl)〜(f1+fsh)のバンドパスフィ
ルタ271x、271y、272x、272yを通して
から受信信号処理部251、252に入力するようにす
ればよい。
That is, the optical receivers 241x, 241y,
The output signals of 242x and 242y may be input to the reception signal processing units 251 and 252, for example, after passing through band-pass filters 271x, 271y, 272x and 272y in the frequency range (f1 + fsl) to (f1 + fsh).

【0078】このようにすることで、温度変化等検出対
象以外の偏波変動により光ファイバ1a、1b中で検出
対象の物理現象が電磁波に作用したときの偏波状態変化
への変換効率が変化する場合でも、物理現象の作用位置
に到達する光ファイバ伝搬光の偏波状態は、常に,周波
数f1で変調されているため、変換効率のよい状態での
信号変換が周波数f1に同期して行われる。このため変
換効率の変動を受けずにセンサ用光ファイバ1a,1b
に作用する物理量の時間変化をリアルタイムで検出する
ことができる。
In this way, the conversion efficiency to the polarization state change when the physical phenomenon to be detected acts on the electromagnetic wave in the optical fibers 1a and 1b due to the polarization fluctuation other than the detection target such as a temperature change. However, the polarization state of the optical fiber propagating light reaching the action position of the physical phenomenon is always modulated at the frequency f1, so that signal conversion in a state of high conversion efficiency is performed in synchronization with the frequency f1. Will be For this reason, the sensor optical fibers 1a and 1b are not affected by a change in the conversion efficiency.
The change over time of the physical quantity acting on the object can be detected in real time.

【0079】また、検出対象の物理現象の作用により偏
波状態が変化を受けた位置から検出装置151までの光
ファイバ1a、1bで、検出対象としている物理現象以
外の温度変化などによる偏波状態の変化の影響で、測定
系221、222での偏波状態変化の検出感度が変化す
ることも考えられる。
Further, in the optical fibers 1a and 1b from the position where the state of polarization has been changed by the action of the physical phenomenon to be detected to the detection device 151, the state of polarization due to temperature change other than the physical phenomenon to be detected and the like. , It is conceivable that the detection sensitivity of the polarization state change in the measurement systems 221 and 222 changes.

【0080】この場合の対策としては、図4の検出装置
152に示すように検出装置152内の偏光ビームスプ
リッタ261、262の手前に光ファイバ1bからの伝
搬光の偏波状態(偏向角や位相)を周波数f2で変調す
る偏波状態変調器34を通す構成にすればよい。
As a countermeasure in this case, as shown in the detection device 152 of FIG. 4, the polarization state (deflection angle and phase) of the propagation light from the optical fiber 1b is provided before the polarization beam splitters 261 and 262 in the detection device 152. ) May be passed through the polarization state modulator 34 that modulates the frequency at the frequency f2.

【0081】偏波状態変調器34としては、ファラデー
素子に磁界を印加するものやポッケルス素子に電界を印
加するものなどを用い、磁界や電界を時間的に変化させ
ることで任意の偏波状態変調を行うことができる。この
とき、偏波状態変調周波数f2を検出対象の信号の周波
数範囲fsl〜fshに対しf2>fshとし、信号受
信時に例えば周波数範囲(f2+fsl)〜(f2+f
sh)のバンドパスフィルタを通過させることによりセ
ンサ用光ファイバ1a、1bに作用する物理量の時間の
変化をリアルタイムで検出することができる。
As the polarization state modulator 34, one that applies a magnetic field to the Faraday element or one that applies an electric field to the Pockels element is used. It can be performed. At this time, the polarization state modulation frequency f2 is set to f2> fsh with respect to the frequency range fsl to fsh of the signal to be detected. For example, when the signal is received, the frequency range is (f2 + fsl) to (f2 + f).
By passing through the band pass filter of sh), the time change of the physical quantity acting on the sensor optical fibers 1a and 1b can be detected in real time.

【0082】すなわち、光受信器241x、241y、
242x、242yの出力信号を例えば周波数範囲(f
2+fsl)〜(f2+fsh)のバンドパスフィルタ
271x、271y、272x、272yを通してから
受信信号処理部251、252に入力するようにすれば
よい。
That is, the optical receivers 241x, 241y,
242x and 242y are output, for example, in the frequency range (f
2 + fsl) to (f2 + fsh) bandpass filters 271x, 271y, 272x, and 272y, and then input to the reception signal processing units 251 and 252.

【0083】このようにすると、光ファイバ1a,1b
中で検出対象以外の温度変化などによる偏波変動により
検出対象の物理現象が作用したときの偏波状態変化の検
出感度が変化する場合でも、測定系221、222に到
達する光ファイバ伝搬光の偏波状態は、常に周波数f2
で変調されているため、検出感度のよい状態での信号変
換が周波数f2に同期して行われ検出感度の変動を受け
ずにセンサ用光ファイバ1a、1bに作用する物理量の
時間変化をリアルタイムで検出することができる。
In this manner, the optical fibers 1a, 1b
Even when the detection sensitivity of the polarization state change when the physical phenomenon of the detection object acts due to the polarization fluctuation due to the temperature change or the like other than the detection object in the optical fiber propagation light of the optical fiber propagating light reaching the measurement systems 221 and 222, The polarization state is always the frequency f2
, The signal conversion in a state of good detection sensitivity is performed in synchronization with the frequency f2, and the time change of the physical quantity acting on the sensor optical fibers 1a and 1b without receiving the fluctuation of the detection sensitivity is detected in real time. Can be detected.

【0084】光源出力側での周波数f1の偏波状態変調
と光受信器側での周波数f2の偏波状態変調の両方を行
った場合には、バンドパスフィルタ271x、271
y、272x、272yの通過周波数帯域を例えば周波
数範囲(f1+f2+fsl)〜(f1+f2+fs
h)に設定すればよい。
When both the polarization state modulation of the frequency f1 on the light source output side and the polarization state modulation of the frequency f2 on the optical receiver side are performed, the band-pass filters 271x, 271
y, 272x, 272y, for example, the frequency range (f1 + f2 + fsl) to (f1 + f2 + fs)
h).

【0085】偏波状態の変動による検出感度の変化を抑
制する目的で検出装置に戻ってきた光ファイバ伝搬光に
偏波状態変調器を通し、偏波状態変調器での変調効果が
充分で偏波変動の影響をほぼ完全になくすことができる
場合には、測定系221及び測定系222を簡略化する
ことができる。すなわち、図4で偏光ビームスプリッタ
261、262の代わりに構成の簡単な偏光子を用い、
光受信器241y、バンドパスフィルタ271y、受信
信号処理部251、光受信器242y、バンドパスフィ
ルタ272y及び受信信号処理部252を省略した構成
とすることができる。
The optical fiber propagating light returned to the detector for the purpose of suppressing a change in detection sensitivity due to a change in the polarization state is passed through a polarization state modulator, and the modulation effect of the polarization state modulator is sufficient and When the influence of the wave fluctuation can be almost completely eliminated, the measurement systems 221 and 222 can be simplified. That is, a simple polarizer is used instead of the polarization beam splitters 261 and 262 in FIG.
The optical receiver 241y, the bandpass filter 271y, the received signal processing unit 251, the optical receiver 242y, the bandpass filter 272y, and the received signal processing unit 252 can be omitted.

【0086】なぜならば、偏波変動の影響が無い場合に
は光受信器241x、バンドパスフィルタ271xから
出力される信号と光受信器241y、バンドパスフィル
タ271yから出力される信号が同じになり、片方だけ
で波形S1(t)を求めることができ、同様に光受信器
242x、バンドパスフィルタ272xから出力される
信号と光受信器242y、バンドパスフィルタ272y
から出力される信号が同じになり、片方だけでS2
(t)を求めることができるからである。
This is because, when there is no influence of the polarization fluctuation, the signal output from the optical receiver 241x and the band-pass filter 271x is the same as the signal output from the optical receiver 241y and the band-pass filter 271y. The waveform S1 (t) can be obtained by only one of them. Similarly, the signal output from the optical receiver 242x and the band-pass filter 272x and the optical receiver 242y and the band-pass filter 272y
The signal output from S2 becomes the same, and S2
This is because (t) can be obtained.

【0087】これらの検出特性を安定化する方法は、以
下に述べる偏波状態の変化を利用する他の実施の形態に
も適用できる。
The method for stabilizing these detection characteristics can be applied to other embodiments using the change in the polarization state described below.

【0088】これまでに述べた実施の形態では、往路と
復路の2本の導波路を平行に敷設する構成であったが、
図5に示すように往路と復路の導波路に同一の導波路を
用いてもよい。図5は本発明の分布導波路センサの他の
実施の形態を示すブロック図である。
In the embodiments described above, the two waveguides, the outward and return paths, are laid in parallel.
As shown in FIG. 5, the same waveguide may be used for the outward and return waveguides. FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0089】この場合、往路と復路に共通して用いてい
る導波路部分の両端に、例えば光サーキュレータ73、
74を用いることにより構成できる。光源30から出射
した光は光サーキュレータ74を介して光ファイバ1に
入射し、遠端で光サーキュレータ73を介して光合波器
71に導かれる。また、光合波器71の出力は光サーキ
ュレータ73を介して光ファイバ1に入射し、検出装置
100内で光サーキュレータ74を介して光分波器70
に導かれる。
In this case, for example, the optical circulator 73 and the optical circulator 73 are provided at both ends of the waveguide portion commonly used for the forward path and the return path.
74 can be used. Light emitted from the light source 30 enters the optical fiber 1 via the optical circulator 74, and is guided to the optical multiplexer 71 via the optical circulator 73 at the far end. The output of the optical multiplexer 71 enters the optical fiber 1 via the optical circulator 73, and is output from the optical multiplexer 70 via the optical circulator 74 in the detection device 100.
It is led to.

【0090】このような構成とすると、光サーキュレー
タ74などの光路の選択や分岐をする部品が必要となる
が、導波路の本数が1本でよい点や、往路と復路で全く
同一の物理現象が作用する点で往路と復路とを別々の導
波路で構成する場合と比べて有利である。このことは、
以下に述べるさらに他の実施の形態についても同様に適
用できる。
With such a configuration, components for selecting or branching the optical path, such as the optical circulator 74, are required. However, only one waveguide is required, Is advantageous in that the forward path and the return path are constituted by separate waveguides. This means
The same applies to still other embodiments described below.

【0091】これまでに述べた実施の形態では、導波路
に作用する物理現象によってその状態が変化し導波路内
を進行波として伝搬する電磁波を検出するために、導波
路を伝搬する電磁波の偏波状態の変化を利用していた
が、従来例と同様に、物理現象により導波路を伝搬する
電磁波に生じる電磁波の強度変化などを利用する場合に
も本発明を適用できる。このことは、以下に述べる他の
実施の形態についても同様である。
In the embodiments described above, the state changes due to the physical phenomenon acting on the waveguide, and the electromagnetic wave propagating as a traveling wave in the waveguide is detected. Although a change in wave state is used, the present invention can be applied to a case where a change in the intensity of an electromagnetic wave generated in an electromagnetic wave propagating through a waveguide due to a physical phenomenon is used, as in the conventional example. This is the same for the other embodiments described below.

【0092】これまでに述べた実施の形態では、往路を
伝搬する電磁波と復路のみを伝搬する電磁波の区別を行
うために、電磁波の周波数(光の波長)の違いを用いて
いたが、以下に述べるように電磁波の強度変調方法の違
いを用いて往路を伝搬する電磁波と復路のみを伝搬する
電磁波の区別を行うこともできる。
In the embodiments described above, the difference in the frequency (wavelength of light) of the electromagnetic wave is used to distinguish between the electromagnetic wave propagating on the outward path and the electromagnetic wave propagating only on the return path. As described above, it is also possible to distinguish between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path by using a difference in the intensity modulation method of the electromagnetic wave.

【0093】図6は本発明の分布型導波路センサの他の
実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0094】同図おいて往路を伝搬する電磁波と復路の
みを伝搬する電磁波の区別を行うために、電磁波の強度
変調方法の違いを用いる方法の一構成例を示す。図1に
示した実施の形態との相違点は、検出装置154内の光
源30を強度変調信号発生器38からの信号(例えば一
定周波数f3(変調無し、すなわち、f3=0であって
もよい))で強度変調し、遠端の光源31(波長は光源
30と同じであってもよい)を強度変調信号発生器39
からの信号(例えば一定周波数f4)で強度変調し、遠
端部での光ファイバ1aからの伝搬光と光源31の光を
光方向性結合器75を介して光ファイバ1bに接続して
いる点と、検出装置100内の光受信器241x、24
1yの出力側に中心周波数f3のバンドパスフィルタ2
71xa、271ya及び中心周波数f4のバンドパス
フィルタ271xb、272ybを接続している点であ
る。
FIG. 14 shows an example of a configuration of a method using a difference in the intensity modulation method of the electromagnetic wave in order to distinguish between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the light source 30 in the detecting device 154 is controlled by a signal from the intensity modulation signal generator 38 (for example, a constant frequency f3 (no modulation, ie, f3 = 0). )), And modulates the light source 31 at the far end (the wavelength may be the same as that of the light source 30) by the intensity modulation signal generator 39.
Is modulated by a signal (for example, constant frequency f4) from the optical fiber 1a, and the light propagated from the optical fiber 1a at the far end and the light from the light source 31 are connected to the optical fiber 1b via the optical directional coupler 75. And the optical receivers 241x and 24 in the detection device 100
Band pass filter 2 having center frequency f3 on the output side of 1y
The point is that bandpass filters 271xb and 272yb of 71xa and 271ya and a center frequency f4 are connected.

【0095】往路区間の光ファイバ1aには強度変調周
波数f3の光が伝搬し、復路区間の光ファイバ1bには
強度変調周波数f3の光及びf4の光が伝搬する。光受
信器241x、241yで電気信号に変換した後に中心
周波数f3のバンドパスフィルタ271xa,271y
aを通した信号を受信信号処理部251に入力すること
にすると、受信信号処理部251には、往路の伝搬光の
時間変化と復路の伝搬光の時間変化の重畳された時間変
化に対応し、直交するx、y偏波の受信信号が入力され
ることになる。
The light of the intensity modulation frequency f3 propagates to the optical fiber 1a in the forward path section, and the light of the intensity modulation frequency f3 and light of f4 propagate to the optical fiber 1b in the return path section. After being converted into electric signals by the optical receivers 241x and 241y, the band-pass filters 271xa and 271y of the center frequency f3.
When the signal passed through a is input to the reception signal processing unit 251, the reception signal processing unit 251 has a time change in which the time change of the forward propagation light and the time change of the return propagation light are superimposed. , Orthogonal x and y polarized signals are input.

【0096】従って、受信信号処理部251からは往路
及び復路を共通して伝搬する電磁波の波形S1(t)が
得られることになる。
Therefore, the waveform S1 (t) of the electromagnetic wave propagating in the forward path and the return path in common is obtained from the reception signal processing section 251.

【0097】光受信器241x、241yで電気信号に
変換した後に中心周波数f4のバンドパスフィルタ27
1xb、271ybを通した信号を受信信号処理部25
2に入力することにすると、受信信号処理部252には
復路の伝搬光の時間変化のみに対応する直交するx、y
偏波の受信信号が入力されることになる。従って、受信
信号処理部252からは復路のみを伝搬する電磁波の時
間変化S2(t)が得られることになる。
After being converted into electric signals by the optical receivers 241x and 241y, the bandpass filter 27 having the center frequency f4 is used.
The signals passed through 1xb and 271yb are received by the reception signal processor 25.
2, the received signal processing unit 252 provides orthogonal x and y corresponding to only the time change of the propagation light on the return path.
A polarization reception signal is input. Therefore, a time change S2 (t) of the electromagnetic wave propagating only in the return path is obtained from the reception signal processing unit 252.

【0098】これ以降の波形分離部80及び信号認識部
53での処理は、先に説明した実施の形態と同様であ
る。
The subsequent processing in the waveform separating section 80 and the signal recognizing section 53 is the same as in the above-described embodiment.

【0099】これまでに述べた実施の形態では、往路を
伝搬する電磁波と復路のみを伝搬する電磁波の区別を行
うために、電磁波の周波数(光の波長)や電磁波の強度
変調方法の違いを用いていたが、以下に述べるように電
磁波の偏波状態の違いを用いて往路を伝搬する電磁波と
復路のみを伝搬する電磁波の区別を行うこともできる。
In the embodiments described above, in order to distinguish between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path, differences in the frequency (wavelength of light) of the electromagnetic wave and the intensity modulation method of the electromagnetic wave are used. However, as described below, it is also possible to distinguish between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path using the difference in the polarization state of the electromagnetic waves.

【0100】図7は本発明の分布型導波路センサの他の
実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0101】同図に示す分布型導波路センサは、往路を
伝搬する電磁波と復路のみを伝搬する電磁波の区別を行
うために、電磁波の偏波状態を異なる変調方法で行うも
のである。図1に示した実施の形態との相違点は、検出
装置155に示すように光源30の出力に偏波状態変調
器33を挿入し、例えば一定周波数f5(変調無し、す
なわち、f5=0であってもよい)で偏波状態(偏向角
や位相)の変調を行い、遠端の光源32(波長は光源3
0と同じであってもよい)の出力に偏波状態変調器34
を挿入し、例えば一定周波数f6で偏波状態(偏向角や
位相)の変調を行っており、遠端部で光ファイバ1aか
らの伝搬光と光源31の光を光方向性結合器75を介し
て光ファイバ1bに接続している点と、検出装置155
内の光受信器241x、241yの出力側に中心周波数
f5のバンドパスフィルタ271xa、271ya及び
中心周波数f6のバンドパスフィルタ271xb、27
1ybを接続している点である。
The distributed waveguide sensor shown in the same figure performs a different modulation method on the polarization state of an electromagnetic wave in order to distinguish between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that a polarization state modulator 33 is inserted into the output of the light source 30 as shown in a detection device 155, and for example, a constant frequency f5 (no modulation, that is, f5 = 0 Modulation of the polarization state (deflection angle and phase) in the light source 32 (the wavelength is
0 may be the same as the output).
To modulate the polarization state (deflection angle or phase) at, for example, a constant frequency f6. At the far end, the propagation light from the optical fiber 1a and the light from the light source 31 are transmitted through the optical directional coupler 75. And the detection device 155
The band-pass filters 271xa and 271ya having the center frequency f5 and the band-pass filters 271xb and 271 having the center frequency f6 are provided on the output side of the optical receivers 241x and 241y.
1yb.

【0102】往路区間の光ファイバ1aには偏波状態変
調周波数f5の光が伝搬し、復路区間の光ファイバ1b
には偏波状態変調周波数f5の光及びf6の光が伝搬す
る。従って、光受信器241x、241yで電気信号に
変換した後に中心周波数f5のバンドパスフィルタを通
した信号を受信信号処理部251に入力することにする
と、受信信号処理部251には往路の伝搬光の時間変化
と復路の伝搬光の時間変化の重畳された時間変化に対応
する直交するx、y偏波光の受信信号が入力されること
になる。従って、受信信号処理部251からは往路及び
復路を共通して伝搬する電磁波の波形S1(t)が得ら
れることになる。
The light of the polarization state modulation frequency f5 propagates through the optical fiber 1a in the forward path, and the optical fiber 1b in the backward path.
, The light of the polarization state modulation frequency f5 and the light of f6 propagate. Therefore, if the signals that have been converted into electric signals by the optical receivers 241x and 241y and then passed through the band-pass filter having the center frequency f5 are input to the reception signal processing unit 251, the reception signal processing unit 251 will transmit the forward propagation light. And the orthogonal x and y polarized light reception signals corresponding to the time change superimposed on the time change of the return light and the time change of the propagation light on the return path are input. Therefore, the waveform S1 (t) of the electromagnetic wave propagating in the forward path and the return path in common is obtained from the reception signal processing unit 251.

【0103】光受信器241x、241yで電気信号に
変換した後に中心周波数f6のバンドパスフィルタを通
した信号を受信信号処理部252に入力することにする
と、受信信号処理部252には復路の伝搬光の時間変化
のみに対応する直交する偏波光の受信信号が入力される
ことになる。従って、受信信号処理部252からは復路
のみを伝搬する電磁波の時間変化S2(t)が得られる
ことになる。
If the optical receivers 241x and 241y convert the signals into electric signals and then input the signals passed through the band-pass filter of the center frequency f6 to the reception signal processing unit 252, the reception signal processing unit 252 transmits the signals on the return path. A received signal of orthogonally polarized light corresponding to only the time change of light is input. Therefore, a time change S2 (t) of the electromagnetic wave propagating only in the return path is obtained from the reception signal processing unit 252.

【0104】これ以降の波形分離部80及び信号認識部
53での処理は、先に説明した実施の形態と同じであ
る。
The subsequent processing in the waveform separating section 80 and the signal recognizing section 53 is the same as in the above-described embodiment.

【0105】本実施の形態は、検出性能の安定化のため
に光源の出力光の偏波状態を変調した図4に示した実施
の形態と類似しているが、近端側の光源と遠端側の光源
の出力部での偏波変調周波数が異なる点が図4に示した
実施の形態と異なる。しかし本実施の形態では、図4に
示した実施の形態で光源側で偏波状態を変調したのと同
様に光源から検出対象の物理現象がセンサ用光ファイバ
に作用する位置までの検出対象以外の偏波変動による変
換効率の変化を抑制する効果を持つ点では同じであり、
近端側の光源と遠端側の光源の波長を指定する必要がな
い点では本実施の形態の方が有利である。また、本実施
の形態でも受信側の偏向ビームスプリッタ261の手前
に偏波状態変調器を挿入することにより検出対象の物理
現象が作用した位置から検出装置までの光ファイバ1
a、1bで検出対象としている物理現象以外の偏波変動
による検出感度の変化を抑制する効果を持たせることが
できることは明らかである。
This embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 4 in which the polarization state of the output light of the light source is modulated in order to stabilize the detection performance. The difference from the embodiment shown in FIG. 4 is that the polarization modulation frequency at the output section of the light source on the end side is different. However, in the present embodiment, similarly to the embodiment shown in FIG. 4, the polarization state is modulated on the light source side, other than the detection target from the light source to the position where the physical phenomenon to be detected acts on the sensor optical fiber. It is the same in that it has the effect of suppressing the change in conversion efficiency due to the polarization fluctuation of
This embodiment is more advantageous in that it is not necessary to specify the wavelengths of the near-end light source and the far-end light source. Also in this embodiment, by inserting a polarization state modulator in front of the deflection beam splitter 261 on the receiving side, the optical fiber 1 from the position where the physical phenomenon to be detected acts to the detection device can be obtained.
It is clear that the effect of suppressing a change in detection sensitivity due to polarization fluctuations other than the physical phenomenon to be detected in a and 1b can be provided.

【0106】図8は本発明の分布型導波路センサの他の
実施の形態を示すブロック図の一部である。
FIG. 8 is a part of a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0107】電磁波の偏波状態の違いを用いて往路を伝
搬する電磁波と復路のみを伝搬する電磁波を区別する方
法を適用したものである。先の実施の形態との相違点
は、復路を伝搬させる光を、往路を伝搬してきた光の一
部を用いて偏波状態変調を行うようにした点である。
This is an application of a method of distinguishing between an electromagnetic wave propagating on the outward path and an electromagnetic wave propagating only on the return path using the difference in the polarization state of the electromagnetic waves. The difference from the previous embodiment is that the light propagating on the return path is subjected to polarization state modulation using a part of the light propagating on the outward path.

【0108】光ファイバ1aの遠端側に光分方向性結合
器76を接続し、他の光方向性結合器75を介してその
まま復路の光ファイバ1bに入射させる光と、偏波解消
器35、偏光子36、偏波状態変調器37を経由して光
方向性結合器75を介して光ファイバ1bに入射させる
光とに分ける。水晶偏向解消板やコルニュー・シュード
・デポラライザーなどの偏波解消器35を通すことによ
り、偏向度の低い光に変換し、偏波状態変調器37では
光源30の出力部の偏波変調器33での変調方法(例え
ば一定周波数f5での変調)と異なる変調方法(例えば
一定周波数f6での変調)で偏波状態(偏向角や位相)
の変調を行う。これ以外の点は、先に述べた偏波状態変
調周波数で往路を伝搬する電磁波と、復路のみを伝搬す
る電磁波の区別を行う実施の形態と同様である。
A light splitting directional coupler 76 is connected to the far end of the optical fiber 1a, and the light to be directly incident on the return optical fiber 1b via another light directional coupler 75 and the depolarizer 35. , The light to be incident on the optical fiber 1b via the optical directional coupler 75 via the polarizer 36 and the polarization state modulator 37. By passing through a depolarizer 35 such as a quartz depolarizer or a Corne pseudo depolarizer, the light is converted into light with a low degree of polarization, and the polarization state modulator 37 outputs the polarization modulator 33 at the output of the light source 30. (For example, modulation at a constant frequency f6) and a different polarization method (eg, modulation at a constant frequency f6).
Modulation. The other points are the same as those of the embodiment in which the electromagnetic wave propagating on the outward path and the electromagnetic wave propagating only on the return path at the polarization state modulation frequency described above are distinguished.

【0109】これまでに述べた実施の形態では、復路用
の導波路には往路を伝搬する電磁波が伝搬する方法を適
用したものであったが、以下に述べるように復路用の導
波路をもう1本別に設け、少なくとも1本の復路用導波
路には往路を伝搬する電磁波が伝搬しない構成でもよ
い。
In the embodiments described so far, the method for transmitting the electromagnetic wave propagating in the outward path is applied to the waveguide for the return path. However, the waveguide for the return path is no longer provided as described below. A configuration may be provided in which the electromagnetic wave propagating in the outward path does not propagate in at least one return waveguide.

【0110】図9は本発明の分布型導波路センサの他の
実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【0111】同図に示すように、3本の導波路1a、1
b、1cが並行して布設されており、この内の1本を往
路用、他の2本を復路用として用い、往路用の導波路1
aが復路用導波路1bと遠端で光学的に接続されてお
り、他の復路用導波路1cは往路用導波路1aと光学的
に接続されていない。図1に示した実施の形態と異なる
点は、往路用光ファイバ1aが遠端で光合波器を介さず
に直接復路用光ファイバ1bに接続され光ファイバ1b
が検出器側で直接偏光ビームスプリッタ261に接続さ
れている点と、光ファイバ1cが追加され遠端で光源3
1が接続され近端で偏光ビームスプリッタ262に接続
されている点である。
As shown in the drawing, three waveguides 1a, 1
b and 1c are laid in parallel, and one of them is used for the forward path, and the other two are used for the return path.
a is optically connected to the backward waveguide 1b at the far end, and the other backward waveguide 1c is not optically connected to the forward waveguide 1a. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the outgoing optical fiber 1a is directly connected to the return optical fiber 1b at the far end without passing through an optical multiplexer.
Is connected directly to the polarizing beam splitter 261 on the detector side, and the optical fiber 1c is added and the light source 3
1 is connected and connected to the polarizing beam splitter 262 at the near end.

【0112】また、光源30の波長と光源31の波長と
は同じでもよく、光ファイバ1aに入射する光と、光フ
ァイバ1cに入射する光の強度変調状態や偏波変調状態
も同じであってもよい。
The wavelength of the light source 30 and the wavelength of the light source 31 may be the same, and the intensity modulation state and the polarization modulation state of the light incident on the optical fiber 1a and the light incident on the optical fiber 1c are the same. Is also good.

【0113】同図に示す構成でも、光源30から出射さ
れ往路及び復路を伝搬した信号波形S1(t)及び復路
のみを伝搬した信号波形S2(t)は、図1に示した実
施の形態と同様に、それぞれ、受信信号処理部251、
252の出力として得ることができる。これ以降の波形
分離部80及び信号認識部53での処理も図1に示した
実施の形態と同じである。
In the configuration shown in FIG. 11, the signal waveform S1 (t) emitted from the light source 30 and propagated on the forward and return paths and the signal waveform S2 (t) propagated only on the return path are the same as those of the embodiment shown in FIG. Similarly, the received signal processing unit 251,
252 can be obtained. Subsequent processes in the waveform separating unit 80 and the signal recognizing unit 53 are the same as those in the embodiment shown in FIG.

【0114】(使用方法、応用システムなど)OPGW
を有する架空送電線路の落雷位置標定を行う方式とし
て、OPGWに流れる落雷電流により生じる磁界がOP
GW内蔵光ファイバ伝搬光の偏波面回転を生じさせるこ
とを利用する方式が提案されているが、本発明をこの応
用に適用することにより落雷電流波形が複雑で従来方法
での標定が困難な場合にも落雷位置標定を行えるように
なる。
(How to use, application system, etc.) OPGW
As a method for locating the lightning strike of an overhead transmission line having
A method has been proposed that utilizes the rotation of the polarization plane of the light propagated through the GW built-in optical fiber. However, when the present invention is applied to this application, the lightning current waveform is complicated, and it is difficult to perform the orientation using the conventional method. It will also be possible to locate lightning strikes.

【0115】この場合、検出対象信号の周波数帯域は直
流から数10kHz程度であるので、光源出力及び光受
信前での偏波状態変調周波数を例えばf1=f2=10
0kHzとし、光受信器後段のバンドパスフィルタの通
過周波数を200kHz〜300kHzとすることによ
り、温度変化などの影響での偏波変動に起因する検出特
性変化を抑制した信号検出を行うことができる。
In this case, since the frequency band of the signal to be detected is from DC to several tens of kHz, the output of the light source and the polarization state modulation frequency before receiving the light are set to, for example, f1 = f2 = 10 kHz.
By setting the pass frequency to 0 kHz and the pass frequency of the band-pass filter at the subsequent stage of the optical receiver to 200 kHz to 300 kHz, it is possible to perform signal detection in which a change in detection characteristics due to a polarization change due to an influence of a temperature change or the like is suppressed.

【0116】音波や振動が光ファイバに印加された位置
や時間を求める場合は、音波や振動の継続時間が光ファ
イバ伝搬光の伝搬時間と比べて長いために、従来の分布
型導波路センサでは往路と復路に生じた伝搬光の変化を
分離することができなかったが、本発明をこの応用に適
用することにより、往路と復路に生じた伝搬光の変化を
分離し音波や振動が光ファイバに印加された位置や時間
を求めることが可能となる。
When the position or time at which a sound wave or vibration is applied to an optical fiber is determined, the duration of the sound wave or vibration is longer than the propagation time of the light propagated through the optical fiber. Although it was not possible to separate the change in the propagating light that occurred on the outward path and the return path, by applying the present invention to this application, the change in the propagating light that occurred on the outward path and the return path was separated, and the sound waves and vibrations were converted into optical fibers. It is possible to determine the position and the time applied to.

【0117】導波路の、任意の位置、あるいは、あらか
じめ定めた複数の特定点に作用する物理現象の検出を、
導波路に作用する物理現象によってその状態が変化し導
波路内を進行波として伝搬する電磁波を検出することに
より行う分布型導波路センサにおいて、スポット型の
(例えば電流)センサを複数個直列に接続して用いるこ
とが従来提案されていたが、本発明を適用することによ
り従来では対応できなかった複雑な物理現象の時間変化
に対しても対応できるようになる。
Detection of a physical phenomenon acting on an arbitrary position of the waveguide or a plurality of predetermined specific points is performed by:
In a distributed waveguide sensor that changes its state due to a physical phenomenon acting on the waveguide and detects an electromagnetic wave propagating as a traveling wave in the waveguide, a plurality of spot type (eg, current) sensors are connected in series. Although it has been conventionally proposed to use such a method, it is possible to cope with a time change of a complicated physical phenomenon which cannot be conventionally handled by applying the present invention.

【0118】以上要するに本発明によれば、センサ用光
ファイバの両端に検出装置を設ける必要がない。両端の
検出装置間での時刻合わせやデータの送受信が必要な
い。導波路に作用した物理現象の継続時間が長かった
り、物理現象の作用により生じる導波路を伝搬する電磁
波の状態変化波形が複雑な形状であり、電磁波検出手段
で検出した往路を伝搬するときに物理現象による作用を
受けた波形と、復路を伝搬するときに物理現象の作用を
受ける波形が時間的に重なる場合でも、検出信号に基づ
き物理現象の発生位置、種類や大きさ等を検出すること
のできる分布型導波路センサが実現できる。
In short, according to the present invention, it is not necessary to provide detection devices at both ends of the sensor optical fiber. There is no need for time adjustment or data transmission / reception between the detectors at both ends. The duration of the physical phenomenon acting on the waveguide is long, or the state change waveform of the electromagnetic wave propagating through the waveguide caused by the action of the physical phenomenon has a complex shape. Even if the waveform affected by the phenomenon and the waveform affected by the physical phenomenon when propagating in the return path overlap in time, it is possible to detect the location, type, size, etc. of the physical phenomenon based on the detection signal. A possible distributed waveguide sensor can be realized.

【0119】[0119]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0120】少なくとも1つの復路を有し、その復路を
伝搬する電磁波に、往路を伝搬する電磁波と区別できる
他の電磁波を含ませたことにより、物理現象の継続時間
が長かったり、物理現象によって変化した電磁波の波形
が複雑な場合であっても物理現象の発生位置、種類や大
きさ等を検出することのできる分布型導波路センサの提
供を実現できる。
[0120] By having at least one return path, the electromagnetic wave propagating on the return path includes another electromagnetic wave that can be distinguished from the electromagnetic wave propagating on the outward path, so that the physical phenomenon has a long duration or Even if the waveform of the electromagnetic wave changed by the physical phenomenon is complicated, it is possible to provide a distributed waveguide sensor that can detect the position, type, size, and the like of the physical phenomenon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の分布型導波路センサの一実施の形態を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a distributed waveguide sensor according to the present invention.

【図2】図1に示した実施の形態の動作を説明するため
の図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図4】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図5】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図6】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図7】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図8】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図の一部である。
FIG. 8 is a part of a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図9】本発明の分布型導波路センサの他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the distributed waveguide sensor of the present invention.

【図10】分布導波路型センサの従来例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a conventional example of a distributed waveguide sensor.

【図11】図10に示した両光受信器で検出される信号
の波形を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing waveforms of signals detected by both optical receivers shown in FIG.

【図12】分布導波路型センサの従来例を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a conventional example of a distributed waveguide sensor.

【図13】図12に示した光受信器の出力と時間との関
係を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between output of the optical receiver shown in FIG. 12 and time.

【図14】分布導波路型センサの従来例を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a conventional example of a distributed waveguide sensor.

【図15】図14に示した分布型導波路センサで検出さ
れる波形の説明図である。
15 is an explanatory diagram of a waveform detected by the distributed waveguide sensor shown in FIG.

【図16】図14に示した従来例の動作を説明するため
の図である。
16 is a diagram for explaining the operation of the conventional example shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 光ファイバ 30、31 光源 53 信号認識部 70、71 光合分波器 80 波形分離部 150 検出装置 221、222 測定系 251、252 受信信号処理部 261、262 偏光ビームスプリッタ 1a, 1b Optical fiber 30, 31 Light source 53 Signal recognition unit 70, 71 Optical multiplexer / demultiplexer 80 Waveform separation unit 150 Detection device 221, 222 Measurement system 251, 252 Received signal processing unit 261, 262 Polarized beam splitter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 21/00 G01R 15/24 G01R 29/12 G01R 31/08 G01R 33/032 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01D 21/00 G01R 15/24 G01R 29/12 G01R 31/08 G01R 33/032

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも1つの電磁波源が接続されると
共に往路及び復路を有する導波路内に進行波として伝搬
する電磁波を検出することにより、物理現象によって導
波路上に生じる状態変化を検出する分布型導波路センサ
において、少なくとも1つの復路を有し、その復路を
搬する電磁波に、往路を伝搬する電磁波と区別できる他
の電磁波を含ませており、上記往路及び上記復路を共通
して伝搬する電磁波の時間変化S1(t)を検出する手
段と、復路のみを伝搬する電磁波の時間変化S2(t)
を検出する手段とを有し、時間変化S1(t)から時間
変化S2(t)を差し引くことにより上記物理現象によ
って往路を伝搬する電磁波に生じた時間変化Sa(t)
を求め、導波路に作用する物理現象により復路を伝搬す
る電磁波に生じた時間変化Sb(t)をS2(t)と等
しいとして求めることを特徴とする分布型導波路セン
サ。
1. A distribution for detecting a state change occurring on a waveguide due to a physical phenomenon by detecting an electromagnetic wave which is connected to at least one electromagnetic wave source and propagates as a traveling wave in a waveguide having a forward path and a return path. in type waveguide sensor has at least one return path, the return on electromagnetic waves Den <br/> transportable, and moistened with other electromagnetic waves can be distinguished from the electromagnetic wave propagating in the forward path, a backward said forward and said Common
To detect time change S1 (t) of electromagnetic wave propagating
Step and time change S2 (t) of electromagnetic wave propagating only in the return path
From the time change S1 (t).
By subtracting the change S2 (t),
Change Sa (t) generated in the electromagnetic wave propagating in the outward path
And propagate the return path by a physical phenomenon acting on the waveguide.
Time change Sb (t) generated in the electromagnetic wave is equal to S2 (t).
A distributed waveguide sensor characterized in that it is determined to be suitable .
【請求項2】2本の導波路が互いに並行して布設されて
おり、この内の1本を往路として用いると共に他の1本
を復路として用い、これらの導波路が遠端で光学的に接
続されており、少なくとも往路用導波路の近端側に電磁
波源が接続され、復路用導波路の近端側に電磁波の時間
変化検出手段が接続されている請求項1記載の分布型導
波路センサ。
2. The two waveguides are laid in parallel with each other.
One of which is used as the outbound route and the other one
Are used as return paths, and these waveguides are optically connected at the far end.
At least near the end of the outgoing waveguide.
The wave source is connected, and the electromagnetic wave time is
The distributed waveguide sensor according to claim 1, wherein a change detecting means is connected .
【請求項3】本の導波路並行して布設されており、
この内の1本を往路として用いると共に他の本を復路
として用い、往路用の導波路が復路用の導波路の1本と
遠端で光学的に接続されており、少なくとも往路用導波
路の近端側に電磁波源が接続され、2本の復路用導波路
の近端側に電磁波の時間変化検出手段が接続されている
請求項1記載の分布型導波路センサ。
3. The three waveguides are laid in parallel,
One of these is used as the forward path and the other two are used as the return path, and the forward path waveguide is optically connected to one of the return path waveguides at the far end. electromagnetic wave source is connected to the near end of the outgoing waveguide, the two distribution type waveguide sensor according to claim 1 Symbol placement electromagnetic wave time change detector means at the proximal end side is connected on the return path for the waveguide.
【請求項4】遠端で光学的に接続された往路用の導波路
と復路用の導波路とが同一である請求項1から3のいず
れかに記載の分布型導波路センサ。
4. A forward waveguide optically connected at a far end.
And the return waveguide is the same.
A distributed waveguide sensor according to any one of the claims.
【請求項5】上記導波路として光ファイバを用いた請求
項1から4のいずれかに記載の分布型導波路センサ。
5. The distributed waveguide sensor according to claim 1, wherein an optical fiber is used as said waveguide.
【請求項6】少なくとも1本の復路用導波路の遠端側
に、近端側の電磁波源が発生する電磁波と区別すること
のできる電磁波を発生する電磁波源を有する請求項1か
ら5のいずれかに記載の分布型導波路センサ。
6. The far end side of at least one return waveguide.
To be distinguished from electromagnetic waves generated by the near-end electromagnetic wave source
The distributed waveguide sensor according to any one of claims 1 to 5, further comprising an electromagnetic wave source that generates an electromagnetic wave .
【請求項7】少なくとも1本の復路用導波路の遠端側に
到達した電磁波の一部の特性を変換する機能を有する
求項1からのいずれかに記載の分布型導波路センサ。
7. A method according to claim 7, wherein at least one return waveguide is provided at a far end side.
The distributed waveguide sensor according to any one of claims 1 to 5 , wherein the distributed waveguide sensor has a function of converting a part of characteristics of the arrived electromagnetic wave .
【請求項8】電磁波の周波数や電磁波の強度変調方法や
電磁波の偏波状態変調方法等の違いにより、往路を伝搬
する電磁波と区別できる電磁波が少なくとも1つの復路
に伝搬するようにした請求項1からのいずれかに記載
の分布型導波路センサ。
8. A method for modulating the frequency of an electromagnetic wave or the intensity of an electromagnetic wave,
Propagation on the outward path due to differences in the method of modulating the polarization state of electromagnetic waves
At least one return path that can be distinguished from the incoming electromagnetic wave
The distributed waveguide sensor according to any one of claims 1 to 7 , wherein the distributed waveguide sensor is adapted to propagate through the waveguide.
【請求項9】上記復路の導波路に基準信号印加部を設け
請求項1から8のいずれかに記載の分布型導波路セン
サ。
9. A reference signal applying unit is provided in the return waveguide.
Distribution type waveguide sensor according to any one of claims 1 to 8.
【請求項10】上記電磁波源の出力部及び電磁波受信器
の入力部のいずれかあるいは両方に偏波状態変調器を設
けた請求項1から9のいずれかに記載の分布型導波路セ
ンサ。
10. An output part of said electromagnetic wave source and an electromagnetic wave receiver.
Polarization state modulator at one or both of the inputs
Distribution type waveguide sensor according to any digit of claims 1 to 9.
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