JP5053120B2 - Method and apparatus for measuring backward Brillouin scattered light of optical fiber - Google Patents
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本発明は、基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を合波してビート信号を検波・処理することにより、被測定光ファイバ内における後方ブリルアン散乱光の特性を測定する光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定方法及び装置に関する。 The present invention combines the backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber and the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber to detect and process the beat signal, thereby detecting the backward Brillouin scattered light in the measured optical fiber. The present invention relates to an optical fiber backward Brillouin scattered light measuring method and apparatus for measuring characteristics.
光ファイバ線路において、歪や温度の異常を検出する測定方法として、ＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical Time Domain Reflectoctometry）の方法があり、特許文献１に示されている。
このＢＯＴＤＲによる方法では、光パルスを光カプラで被測定光ファイバへ入射する試験光と参照光に分岐し、試験光を光ファイバ線路に入射して発生した後方ブリルアン散乱光と先の分岐した参照光と合波し、この合波光を受光素子で受光することでビート信号を得る。このビート信号は、ローカル光と散乱光との周波数差として、１０ＧＨｚほどの周波数を有しており、ブリルアン周波数シフトを示す。このため、光パルスの入射から受光までの時間により、光ファイバ線路内の各点でのブリルアン周波数シフトを測定することができる。このブリルアン周波数シフトは、歪、温度分布により変化するので、ブリルアン周波数シフトを測定することで、光ファイバ中の歪、温度分布を測定できる。
BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectoctometry) is a measuring method for detecting anomalies in strain and temperature in an optical fiber line.
In this BOTDR method, an optical pulse is split by an optical coupler into test light and reference light that are incident on the optical fiber to be measured, and backward Brillouin scattered light that is generated when the test light is incident on the optical fiber line and the previous branched reference. A beat signal is obtained by combining with light and receiving the combined light with a light receiving element. This beat signal has a frequency of about 10 GHz as a frequency difference between the local light and the scattered light, and shows a Brillouin frequency shift. For this reason, the Brillouin frequency shift at each point in the optical fiber line can be measured by the time from the incidence of the light pulse to the light reception. Since this Brillouin frequency shift changes depending on strain and temperature distribution, the strain and temperature distribution in the optical fiber can be measured by measuring the Brillouin frequency shift.
ところで、上記のようにブリルアン周波数シフトを受光するためには、受光部に１０ＧＨｚ以上の周波数帯域幅が必要である。また、受光部からの電気信号をスペクトル表示するための電気的な信号処理系においても、同程度の周波数帯域を持ったものが必要となる。 By the way, in order to receive the Brillouin frequency shift as described above, a frequency bandwidth of 10 GHz or more is required in the light receiving unit. Also, an electrical signal processing system for spectrally displaying an electrical signal from the light receiving unit needs to have a similar frequency band.
上記の事情から、一般的に、後方ブリルアン散乱光を測定するための測定方法や測定機器は、複雑で高価な機器によって構成される。また、この広帯域受光・処理系を避けるためには、精密に周波数制御させた２つの光源や、１０ＧＨｚもの周波数シフタが必要で、いずれにしても、非常に高価で複雑な測定系となっている。 In view of the above circumstances, in general, a measurement method and measurement equipment for measuring backward Brillouin scattered light are configured by complicated and expensive equipment. In addition, in order to avoid this broadband light receiving / processing system, two light sources with precise frequency control and a frequency shifter of 10 GHz are required. In any case, the measurement system is very expensive and complicated. .
本発明は上記の事情を鑑み、後方ブリルアン散乱光の受光帯域幅の狭帯域化を実現し、これによって安価で簡易な測定にもかかわらず、後方ブリルアン散乱光の特性測定精度を向上させることのできる光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定方法及び装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention realizes narrowing of the receiving bandwidth of the back Brillouin scattered light, thereby improving the characteristic measurement accuracy of the back Brillouin scattered light in spite of inexpensive and simple measurement. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring the backward Brillouin scattered light of an optical fiber.
上記目的を達成するため、本発明に係る光ファイバの後方ブルリアン散乱光測定方法は、以下の特徴を有する。
（１）光源からの試験光を２分岐した一方をパルス変調して被測定光ファイバに入射し、前記光源からの試験光を２分岐した他方を基準光ファイバに入射し、前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を合波してビート信号をヘテロダイン検波し、前記検波されたビート信号から、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数と、前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数の差を測定し、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を測定するのに必要な周波数帯域を、前記光源の周波数と後方ブリルアン散乱光の周波数差であるブリルアン周波数シフトの大きさから、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差の大きさに低減させて光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトル分布を測定する方法であって、前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、前記基準光ファイバの設置空間を密閉させ、前記設置空間の内部の温度を測定し、前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトル分布を補正することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a method for measuring backward Brillouin scattered light of an optical fiber according to the present invention has the following characteristics.
(1) One of the two branches of the test light from the light source is pulse-modulated and incident on the optical fiber to be measured, and the other of the two branches of the test light from the light source is incident on the reference optical fiber. The beat signal is heterodyne detected by combining the backward Brillouin scattered light and the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber, and the frequency of the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber is detected from the detected beat signal And the difference in frequency of the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber, and the frequency band necessary for measuring the back Brillouin scattered light from the measured optical fiber, the frequency of the light source and the back Brillouin scattering From the magnitude of the Brillouin frequency shift, which is the frequency difference of the light, the circumference of the back Brillouin scattered light between the reference optical fiber and the optical fiber to be measured A method of measuring the frequency spectrum distribution of the back Brillouin scattered light of an optical fiber by reducing the magnitude of the difference, fixing the reference optical fiber so as not to be distorted, and sealing the installation space of the reference optical fiber And measuring a temperature variation of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber based on the measured temperature, and calculating a rear Brillouin scattering of the optical fiber to be measured based on the calculation result of the variation. The frequency spectrum distribution measured for light is corrected.
（２）（１）において、さらに、前記補正された周波数スペクトル分布から前記被測定光ファイバの長手方向における後方ブリルアン散乱光の歪み分布及び温度分布を測定することを特徴とする。
（３）光源からの試験光を２分岐した一方を被測定光ファイバに入射し、前記光源からの試験光を２分岐した他方を基準光ファイバに入射し、前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を合波してビート信号をヘテロダイン検波し、前記検波されたビート信号から、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数と、前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数の差を測定し、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を測定するのに必要な周波数帯域を、前記光源の周波数と後方ブリルアン散乱光の周波数差であるブリルアン周波数シフトの大きさから、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差の大きさに低減させて光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトルを測定する方法であって、前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、前記基準光ファイバの設置空間を密閉させ、前記設置空間の内部の温度を測定し、前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトルを補正することを特徴とする。
(2) In (1), the strain distribution and temperature distribution of the back Brillouin scattered light in the longitudinal direction of the optical fiber to be measured are further measured from the corrected frequency spectrum distribution.
(3) One of the two branches of the test light from the light source is incident on the optical fiber to be measured, the other of the two branches of the test light from the light source is incident on the reference optical fiber, and the backward Brillouin scattering from the reference optical fiber The beat signal is heterodyne detected by combining the light and the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber, and from the detected beat signal, the frequency of the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber and the reference The frequency band required to measure the frequency difference of the back Brillouin scattered light from the optical fiber and to measure the back Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured is the frequency difference between the frequency of the light source and the back Brillouin scattered light. From the magnitude of the Brillouin frequency shift, the magnitude of the frequency difference between the back Brillouin scattered light of the reference optical fiber and the optical fiber to be measured A method of measuring the frequency spectrum of the backward Brillouin scattered light of the optical fiber by reducing the fixed optical fiber so as not to be strained, sealing the installation space of the reference optical fiber, and the interior of the installation space The frequency spectrum measured for the Brillouin scattered light of the measured optical fiber based on the calculation result of the fluctuation is calculated based on the measurement temperature. It is characterized by correcting.
（４）（３）の構成において、さらに、前記補正された周波数スペクトルから前記被測定光ファイバの長手方向における後方ブリルアン散乱光の歪み及び温度を測定することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る光ファイバの後方ブルリアン散乱光測定装置は、以下の特徴を有する。
(4) In the configuration of (3), the distortion and temperature of back Brillouin scattered light in the longitudinal direction of the optical fiber to be measured are further measured from the corrected frequency spectrum.
Moreover, in order to achieve the said objective, the back Brillouin scattered light measuring apparatus of the optical fiber which concerns on this invention has the following characteristics.
（５）被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の特性を、基準光ファイバを用いて測定する光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定装置において、試験光を発生する光源と、前記光源からの試験光を２分岐する光分岐器と、前記光分岐器で分岐された一方の試験光をパルス変調するパルス変調器と、前記パルス変調された試験光を前記被測定光ファイバに入射させ、当該被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第１の光サーキュレータと、前記光分岐器で分岐された他方の試験光を前記基準光ファイバに入射し、当該基準光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第２のサーキュレータと、前記第１及び第２のサーキュレータによって取り出される前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光とを合波する光合波器と、前記光合波器の合波光を受光してビート信号をヘテロダイン検波する受光部と、前記受光部で検波されたビート信号から、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数と、前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数の差を測定し、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を測定するのに必要な周波数帯域を、前記光源の周波数と後方ブリルアン散乱光の周波数差であるブリルアン周波数シフトの大きさから、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差の大きさに低減させて光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトル分布を測定する信号処理部と、前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、その設置空間を密閉させる容器と、前記容器の内部温度を測定する温度計とを具備し、前記信号処理部は、前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトル分布を補正することを特徴とする。 (5) In an optical fiber rear Brillouin scattered light measuring device for measuring the characteristics of the rear Brillouin scattered light of the optical fiber to be measured using a reference optical fiber, a light source for generating test light, and test light from the light source An optical branching device bifurcated, a pulse modulator for pulse-modulating one of the test lights branched by the optical branching device, and the pulse-modulated test light incident on the optical fiber to be measured. A first optical circulator for extracting the back Brillouin scattered light of the fiber, and a second test light branched by the optical branching device is incident on the reference optical fiber, and a second optical circulator for extracting the back Brillouin scattered light of the reference optical fiber A circulator, a back Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured and the reference optical fiber taken out by the first and second circulators An optical multiplexer that combines the rear Brillouin scattered light, a light receiving unit that receives the combined light of the optical multiplexer and heterodyne detection of the beat signal, and a beat signal detected by the light receiving unit. The frequency required to measure the difference between the frequency of the back Brillouin scattered light from the measuring optical fiber and the frequency of the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber, and to measure the back Brillouin scattered light from the measured optical fiber The bandwidth is reduced from the magnitude of the Brillouin frequency shift, which is the frequency difference between the frequency of the light source and the back Brillouin scattered light, to the magnitude of the frequency difference between the back Brillouin scattered light of the reference optical fiber and the measured optical fiber. A signal processing unit that measures the frequency spectrum distribution of the backward Brillouin scattered light of the optical fiber and the reference optical fiber so as not to be distorted A container for sealing the installation space, and a thermometer for measuring the internal temperature of the container, and the signal processing unit varies the frequency of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber according to the measurement temperature. The frequency spectrum distribution measured for the back Brillouin scattered light of the optical fiber to be measured is corrected based on the calculation result of the fluctuation.
（６）（５）において、前記信号処理部は、さらに、前記補正された周波数スペクトル分布から前記被測定光ファイバの長手方向における後方ブリルアン散乱光の歪み分布及び温度分布を測定することを特徴とする。
（７）被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の特性を、基準光ファイバを用いて測定する光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定装置において、試験光を発生する光源と、前記光源からの試験光を２分岐する光分岐器と、前記光分岐器で分岐された一方の試験光を前記被測定光ファイバに入射させ、当該被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第１の光サーキュレータと、前記光分岐器で分岐された他方の試験光を前記基準光ファイバに入射し、当該基準光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第２のサーキュレータと、前記第１及び第２のサーキュレータによって取り出される前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光とを合波する光合波器と、前記光合波器の合波光を受光してビート信号をヘテロダイン検波する受光部と、前記受光部で検波されたビート信号から、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数と、前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光の周波数の差を測定し、前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を測定するのに必要な周波数帯域を、前記光源の周波数と後方ブリルアン散乱光の周波数差であるブリルアン周波数シフトの大きさから、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差の大きさに低減させて光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトルを測定する信号処理部と、前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、その設置空間を密閉させる容器と、前記容器の内部温度を測定する温度計とを具備し、前記信号処理部は、前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトルを補正することを特徴とする。
(6) In (5), the signal processing unit further measures a strain distribution and a temperature distribution of backward Brillouin scattered light in a longitudinal direction of the optical fiber to be measured from the corrected frequency spectrum distribution. To do.
(7) In an optical fiber rear Brillouin scattered light measurement device that measures the characteristics of the rear Brillouin scattered light of the optical fiber to be measured using a reference optical fiber, a light source that generates test light, and a test light from the light source. An optical branching device bifurcated, a first optical circulator for making one of the test lights branched by the optical branching device enter the optical fiber to be measured and taking out a Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured; The other test light branched by the optical splitter enters the reference optical fiber, and a second circulator that extracts backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber, and the object to be extracted by the first and second circulators. An optical multiplexer that combines backward Brillouin scattered light from the measurement optical fiber and backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber; A light receiving unit that receives the combined light of the detector and heterodyne detection of the beat signal, and from the beat signal detected by the light receiving unit, the frequency of the back Brillouin scattered light from the measured optical fiber, and the reference optical fiber A frequency band necessary for measuring a difference in frequency of backward Brillouin scattered light and measuring backward Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured is a Brillouin frequency which is a frequency difference between the frequency of the light source and the backward Brillouin scattered light. A signal processing unit that measures the frequency spectrum of the back Brillouin scattered light of the optical fiber by reducing the magnitude of the shift to the size of the frequency difference between the back Brillouin scattered light of the reference optical fiber and the measured optical fiber; and The reference optical fiber is fixed so as not to be distorted, and the installation space is sealed, and the internal temperature of the container is measured. The signal processing unit calculates a variation in frequency of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber based on the measurement temperature, and based on the calculation result of the variation, a rear Brillouin of the optical fiber to be measured It is characterized by correcting the frequency spectrum measured for scattered light.
（８）（７）において、前記信号処理部は、さらに、前記補正された周波数スペクトルから前記被測定光ファイバの長手方向における後方ブリルアン散乱光の歪み及び温度を測定することを特徴とする。
ものである。
(8) In (7), the signal processing unit further measures the distortion and temperature of backward Brillouin scattered light in the longitudinal direction of the optical fiber to be measured from the corrected frequency spectrum.
Is.
本発明の測定方法を用いれば、ブリルアン散乱光を１０ＧＨｚ帯などの広帯域な受光・電気処理を行わずに、１ＧＨｚ以下の低帯域なもので測定することが可能となり、基準光ファイバの温度変化を補正して精度を上げることができる。しかも、測定に必要な物品は、光カプラや基準光ファイバなど、受動的で、安価なもので構成することができる。このことから、受光部の広帯域性のため、高価で複雑であったブリルアン散乱光測定を、非常に廉価で簡易に行うことができ、また測定器を構成することができる。このため、温度や歪み測定などのブリルアン散乱光測定の応用技術をより容易に行うことができる。 By using the measurement method of the present invention, it becomes possible to measure Brillouin scattered light with a low bandwidth of 1 GHz or less without performing wide-band light reception / electric processing such as a 10 GHz band, and the temperature change of the reference optical fiber can be measured. It can be corrected to increase accuracy. In addition, the articles required for measurement can be composed of passive and inexpensive items such as optical couplers and reference optical fibers. From this, the Brillouin scattered light measurement, which is expensive and complicated, can be performed very inexpensively and simply because of the wide bandwidth of the light receiving unit, and a measuring instrument can be configured. For this reason, application techniques of Brillouin scattered light measurement such as temperature and strain measurement can be performed more easily.
要するに本発明の構成によれば、後方ブリルアン散乱光の受光帯域幅の狭帯域化を実現し、これによって安価で簡易な測定にもかかわらず、後方ブリルアン散乱光の特性測定精度を向上させることのできる光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定方法及び装置を提供することができる。 In short, according to the configuration of the present invention, it is possible to reduce the receiving bandwidth of the rear Brillouin scattered light, thereby improving the characteristic measurement accuracy of the rear Brillouin scattered light in spite of inexpensive and simple measurement. An optical fiber rear Brillouin scattered light measuring method and apparatus can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す構成説明図である。図１において、１は例えばレーザ光発生器等の光源、２は光変調器、３は被測定光ファイバ、４は受光部、５，６は光カプラ、７，８は光サーキュレータ、９は基準後方ブリルアン散乱光を発生させる基準光ファイバ、１０は電気的な信号処理部、１１は基準光ファイバを密封して収容する容器、１２は密封容器１１内の温度を測定する温度計である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a light source such as a laser light generator, 2 is an optical modulator, 3 is an optical fiber to be measured, 4 is a light receiving unit, 5 and 6 are optical couplers, 7 and 8 are optical circulators, and 9 is a reference. Reference optical fiber for generating backward Brillouin scattered light, 10 is an electrical signal processing unit, 11 is a container for sealingly housing the reference optical fiber, and 12 is a thermometer for measuring the temperature in the sealed container 11.
図１に示すように、光源１から発せられた試験光は光カプラ５で２方向に分岐され、一方の試験光は光変調器２でパルス変調されてパルス化され、光サーキュレータ７を通して被測定光ファイバ３に入射される。この被測定光ファイバ３では、試験光を入射すると、長手方向の各点で後方ブリルアン散乱光が発生する。この後方ブリルアン散乱光は光サーキュレータ７を通り、光カプラ６に送られる。
As shown in FIG. 1, test light emitted from a light source 1 is branched in two directions by an optical coupler 5, and one test light is pulse-modulated and pulsed by an
上記光カプラ５で２分岐された他方の試験光は、光サーキュレータ８を通して基準光ファイバ９に入射される。この基準光ファイバ９では、被測定光ファイバ３と同様に、試験光を入射すると、長手方向の各点で後方ブリルアン散乱が発生される。但し、基準光ファイバ９に入射される試験光はパルス変調されていないので、基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光は、基準光ファイバ９の各点で発生した後方ブリルアン散乱光が重なった連続光となる。この基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光は、光サーキュレータ８を通り、光カプラ６に送られる。 The other test light branched into two by the optical coupler 5 enters the reference optical fiber 9 through the optical circulator 8. In the reference optical fiber 9, as in the optical fiber 3 to be measured, when test light is incident, backward Brillouin scattering is generated at each point in the longitudinal direction. However, since the test light incident on the reference optical fiber 9 is not pulse-modulated, the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9 is a continuous series of back Brillouin scattered light generated at each point of the reference optical fiber 9. It becomes light. The backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9 passes through the optical circulator 8 and is sent to the optical coupler 6.
この光カプラ６は、被測定光ファイバ３からの後方ブリルアン散乱光と基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光とを合波するもので、この合波光は両散乱光の波長差から一定のビート光が生じている。このようにして得られた合波光は受光部４の受光面に照射される。この受光部４は、２つの後方ブリルアン散乱光の合波光を受光してヘテロダイン検波し、基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光と被測定光ファイバ３からの後方ブリルアン散乱光とのビート信号を測定して信号処理部１０へ入力する。 This optical coupler 6 combines the backward Brillouin scattered light from the optical fiber 3 to be measured and the backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9, and this combined light has a constant beat based on the wavelength difference between the two scattered lights. There is light. The combined light obtained in this way is irradiated on the light receiving surface of the light receiving unit 4. The light receiving unit 4 receives the combined light of the two rear Brillouin scattered lights, performs heterodyne detection, and generates a beat signal of the rear Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9 and the rear Brillouin scattered light from the measured optical fiber 3. Measure and input to the signal processing unit 10.
この信号処理部１０では、入力されたビート信号から、被測定光ファイバ３からの後方ブリルアン散乱光の周波数と基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光の周波数の差を測定し、受光部４で受光して検波された時間によって後方ブリルアン散乱光の被測定光ファイバ３内で散乱された位置を特定して、後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトル分布を測定し、さらにこの周波数スペクトル分布から歪み分布及び温度分布を測定する。 The signal processing unit 10 measures the difference between the frequency of the back Brillouin scattered light from the measured optical fiber 3 and the frequency of the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9 from the input beat signal. The position where the back Brillouin scattered light is scattered in the optical fiber 3 to be measured is determined according to the time received and detected, and the frequency spectrum distribution of the back Brillouin scattered light is measured. Measure the temperature distribution.
ここで、上記信号処理部１０において、基準光ファイバ９で得られる後方ブリルアン散乱光を歪み分布、温度分布の基準として用いるために、基準光ファイバ９の環境を把握する必要がある。そこで、本実施形態では、基準光ファイバ９を容器１１に収容し、この容器１１に温度計１２を配置して容器１１内の温度を測定し、その測定結果を信号処理部１０に送る。信号処理部１０では、温度計１２の温度測定値に基づいて後方ブリルアン散乱光周波数スペクトル分布の測定結果を補正する機能を備える。 Here, in the signal processing unit 10, it is necessary to grasp the environment of the reference optical fiber 9 in order to use the backward Brillouin scattered light obtained by the reference optical fiber 9 as a reference for strain distribution and temperature distribution. Therefore, in this embodiment, the reference optical fiber 9 is accommodated in the container 11, the thermometer 12 is arranged in the container 11, the temperature in the container 11 is measured, and the measurement result is sent to the signal processing unit 10. The signal processing unit 10 has a function of correcting the measurement result of the backward Brillouin scattered light frequency spectrum distribution based on the temperature measurement value of the thermometer 12.
上記構成において、以下にその処理動作を説明する。
図２は上記実施形態に係る被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光周波数スペクトル分布を示す特性図である。図２に示すように、被測定光ファイバ３内のある点で歪みあるいは温度の異常があると、後方ブリルアン散乱光の周波数が変化し、測定される後方ブリルアン散乱光周波数スペクトル分布が図示矢印方向に変化する。したがって、被測定光ファイバ３の後方ブリルアン散乱光の周波数の変化によって、被測定光ファイバ３の長手方向の歪分布及び温度分布を測定することができる。
The processing operation of the above configuration will be described below.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the rear Brillouin scattered light frequency spectrum distribution of the optical fiber to be measured according to the embodiment. As shown in FIG. 2, when there is distortion or temperature abnormality at a certain point in the optical fiber 3 to be measured, the frequency of the backward Brillouin scattered light changes, and the measured backward Brillouin scattered light frequency spectrum distribution is shown in the direction of the arrow. To change. Therefore, the strain distribution and temperature distribution in the longitudinal direction of the measured optical fiber 3 can be measured by the change in the frequency of the backward Brillouin scattered light of the measured optical fiber 3.
すなわち、本実施形態で受光して検波すべきビート信号の周波数帯域幅は、基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光の周波数（光源周波数−基準光ファイバのブリルアン周波数シフト）と、被測定光ファイバ３からの後方ブリルアン散乱光の周波数（光源周波数−被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフト）の差、つまり、基準光ファイバ９と被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフト差（基準光ファイバ９のブリルアン周波数シフト−被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフト）程度となる。 That is, the frequency bandwidth of the beat signal received and detected in the present embodiment includes the frequency of the backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9 (light source frequency—Brillouin frequency shift of the reference optical fiber), and the optical fiber to be measured. 3, the difference in the frequency of the backward Brillouin scattered light from the light source 3 (the light source frequency—the Brillouin frequency shift of the measured optical fiber 3), that is, the Brillouin frequency shift difference between the reference optical fiber 9 and the measured optical fiber 3 (Brillouin of the reference optical fiber 9) Frequency shift-Brillouin frequency shift of the optical fiber 3 to be measured).
そこで、本実施形態では、基準光ファイバ９の歪みと温度が変化して基準光ファイバ９からの後方ブリルアン散乱光の周波数が変化しないように、容器１１で基準光ファイバ９を密封し、基準光ファイバ９のブリルアン周波数シフトと被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフトの差を所定の値に設計する。これにより、従来の測定法よりもはるかに受光部４、信号処理部１０の周波数帯域幅を狭くすることができる。 Therefore, in the present embodiment, the reference optical fiber 9 is sealed with the container 11 so that the distortion and temperature of the reference optical fiber 9 change and the frequency of the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber 9 does not change. The difference between the Brillouin frequency shift of the fiber 9 and the Brillouin frequency shift of the measured optical fiber 3 is designed to a predetermined value. Thereby, the frequency bandwidth of the light-receiving part 4 and the signal processing part 10 can be made much narrower than the conventional measuring method.
一般的に、非特許文献１に示されているように、光ファイバの温度変化によるブリルアン周波数シフトの変化は約１ＭＨｚ／℃、歪によるブリルアン周波数シフトの変化は１００ＭＨｚ／％程度であるので、現実的な環境変化で最大の温度変化として数十℃の温度変化、光ファイバ破断限界に近い０．２〜０．４％程度の歪を考慮すると、歪みや温度による光ファイバのブリルアン周波数シフトの変化量は、最大でも１００〜２００ＭＨｚ程度と見積もられる。 In general, as shown in Non-Patent Document 1, the change in the Brillouin frequency shift due to the temperature change of the optical fiber is about 1 MHz / ° C., and the change in the Brillouin frequency shift due to distortion is about 100 MHz /%. Change of Brillouin frequency shift of optical fiber due to strain and temperature, considering temperature change of several tens of degrees Celsius as the maximum temperature change due to environmental change and strain of about 0.2 to 0.4% close to the optical fiber break limit The amount is estimated to be about 100 to 200 MHz at the maximum.
以上のことから、基本的には、基準光ファイバ９と被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフトの差を２００ＭＨｚ以上とすれば、１ＧＨｚ以下の周波数帯域幅で十分に後方ブリルアン散乱光周波数スペクトル分布を測定することができ、歪分布、温度分布を測定することができる。 From the above, basically, if the difference in Brillouin frequency shift between the reference optical fiber 9 and the optical fiber 3 to be measured is 200 MHz or more, the rear Brillouin scattered light frequency spectrum distribution can be sufficiently obtained with a frequency bandwidth of 1 GHz or less. The strain distribution and the temperature distribution can be measured.
ここで、基準光ファイバ９の一例を説明すると、光ファイバのブリルアン周波数シフトは一般的にコア中に添加されている物質の種類と濃度に依存する。通常使われる光ファイバでは、コアに何も添加せず、クラッドにフッ素を添加した光ファイバが最も大きいブリルアン周波数シフトを示す（約１１．１ＧＨｚ）ので、このような光ファイバを基準光ファイバ９に用いれば、最も測定される頻度が高い、シングルモード光ファイバ（ブリルアン周波数シフトが約１０．８ＧＨｚ）との差が約３００ＭＨｚであり、およそ５００ＭＨｚ以下の周波数帯域幅で測定することができる。 Here, an example of the reference optical fiber 9 will be described. The Brillouin frequency shift of the optical fiber generally depends on the kind and concentration of the substance added in the core. In an optical fiber normally used, an optical fiber in which nothing is added to the core and fluorine is added to the cladding exhibits the largest Brillouin frequency shift (about 11.1 GHz). Therefore, such an optical fiber is used as the reference optical fiber 9. If used, the difference from a single-mode optical fiber (Brillouin frequency shift is about 10.8 GHz), which is the most frequently measured, is about 300 MHz, and can be measured with a frequency bandwidth of about 500 MHz or less.
但し、上記の測定を実現するためには、基準光ファイバ９の動作環境を加味し、基準光ファイバ９のブリルアン周波数シフトが変動せず、常に一定にする必要があるため、結果的に非常に高価で複雑な測定系となってしまう。そこで、上記実施形態の構成では、基準光ファイバ９を容器１１内に密封し、且つ歪みがないように設置する一方で、容器１１内に温度計１１を設置して、容器１１内に収容した基準光ファイバ９の温度を温度計１２によって測定し、信号処理部１０でに送り、測定温度からブリルアン周波数シフトの算出結果について補正を行う。 However, in order to realize the above measurement, since the Brillouin frequency shift of the reference optical fiber 9 does not fluctuate in consideration of the operating environment of the reference optical fiber 9, it is necessary to always make it constant. It becomes an expensive and complicated measurement system. Therefore, in the configuration of the above embodiment, the reference optical fiber 9 is sealed in the container 11 and installed so as not to be distorted, while the thermometer 11 is installed in the container 11 and accommodated in the container 11. The temperature of the reference optical fiber 9 is measured by the thermometer 12, sent to the signal processing unit 10, and the calculation result of the Brillouin frequency shift is corrected from the measured temperature.
以下、上記補正について説明する。上記の測定において、被測定光ファイバ３からのブリルアン周波数シフトをｖt 、基準光ファイバ９のブリルアン周波数シフトをｖr とすると、これらは被測定光ファイバ３の温度Ｔt と歪みεt 、基準光ファイバ９の温度Ｔr と歪みεr の関数になる。また、被測定光ファイバ３からのブリルアン周波数シフトの、ある基準温度（Ｔ0 ）、歪みなしでの値をｖt0、温度変化に対する周波数シフトの変化の係数をＣtt、歪みに対する係数をＣεt，基準光ファイバ９からのブリルアン周波数シフトの、ある基準温度（Ｔ0 ）、歪みなしでの値をｖr0、温度係数をＣtr、歪係数をＣεrとすると、次の式のように表わされる。 Hereinafter, the correction will be described. In the above measurement, if the Brillouin frequency shift from the measured optical fiber 3 is v t and the Brillouin frequency shift of the reference optical fiber 9 is v r , these are the temperature T t and strain ε t of the measured optical fiber 3, the reference This is a function of the temperature T r and strain ε r of the optical fiber 9. Further, the Brillouin frequency shift from the optical fiber 3 to be measured is a reference temperature (T 0 ), the value without distortion is v t0 , the coefficient of change in frequency shift with respect to temperature change is C tt , and the coefficient for distortion is C εt. , Where the Brillouin frequency shift from the reference optical fiber 9 is a certain reference temperature (T 0 ), the value without distortion is v r0 , the temperature coefficient is C tr , and the distortion coefficient is C εr , the following expression is obtained. It is.
ｖt −ｖt0＝Ｃtt（Ｔt −Ｔ0 ）＋Ｃεt εt (1)
ｖr −ｖr0＝Ｃtr（Ｔr −Ｔ0 ）＋Ｃεr εr (2)
測定される周波数シフトはこの２つの周波数シフトの信号のビート信号となるので、
ｖt −ｖr −（ｖt0−ｖr0）
＝Ｃtt（Ｔt −Ｔ0 ）＋Ｃεt εt ＋Ｃtr（Ｔr −Ｔ0 ）＋Ｃεr εr (3)
となる。ここで、基準光ファイバ９は固定されているので、歪みεr は０とみなせる。
v t −v t0 = C tt (T t −T 0 ) + C εt ε t (1)
v r -v r0 = C tr ( T r -T 0) + C εr ε r (2)
Since the measured frequency shift is the beat signal of these two frequency shift signals,
v t −v r − (v t0 −v r0 )
= C tt (T t -T 0 ) + C εt ε t + C tr (T r -T 0) + C εr ε r (3)
It becomes. Here, since the reference optical fiber 9 is fixed, the strain ε r can be regarded as zero.
また、式(3)の左辺は測定されるスペクトルから得られる量であり、それをΔｖm とする。また、測定したい被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフトの真の変化量は、Δｖt とすると
Δｖt ＝Ｃtt（Ｔt −Ｔ0 ）＋Ｃεtεt (4)
である。これらのことから、
Δｖm ＝Δｖt ＋Ｃtr（Ｔr −Ｔ0 ） (5)
となる。温度係数Ｃtrを予め測定して知っていれば、この（５）式から、基準光ファイバ９が設置してある場所の温度Ｔr を温度計１２によって求め、被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフトの真の変化量Δｖt を得ることができる。すなわち、温度計１２の測定温度から基準光ファイバ９のブリルアン周波数シフト変動量を計算し、被測定光ファイバ３のブリルアン周波数シフトの変化量を補正することにより、そのブリルアン周波数シフト変化量の正確な値を求めることができる。
Further, an amount left side derived from spectra measured of formula (3), make it a Delta] v m. Further, the true change amount of the Brillouin frequency shift of the optical fiber 3 to be measured is Δv t
Δv t = C tt (T t −T 0 ) + C εt ε t (4)
It is. from these things,
Δv m = Δv t + C tr (T r −T 0 ) (5)
It becomes. If the temperature coefficient C tr is measured and known in advance, the temperature T r of the place where the reference optical fiber 9 is installed is obtained from the equation (5) by the thermometer 12, and the Brillouin frequency of the measured optical fiber 3 is obtained. A true change amount Δv t of the shift can be obtained. That is, the Brillouin frequency shift variation amount of the reference optical fiber 9 is calculated from the measured temperature of the thermometer 12 and the Brillouin frequency shift variation amount of the optical fiber 3 to be measured is corrected. The value can be determined.
また、上記の測定において、信号処理部１０でブリルアン散乱光の周波数スペクトルを表示させれば、そのスペクトル分布を測定することができる。このとき、上記の手法を採用することにより、スペクトル分布の周波数軸全体を補正できるので、高精度なスペクトル分布測定が可能となる。 In the above measurement, if the signal processor 10 displays the frequency spectrum of the Brillouin scattered light, the spectrum distribution can be measured. At this time, by adopting the above-described method, the entire frequency axis of the spectrum distribution can be corrected, so that a highly accurate spectrum distribution measurement can be performed.
また、光変調器２でパルス化されているため、信号処理系１０で、一定時間ごとに測定をすることで各光ファイバ中の位置でのブリルアン散乱光のスペクトルを測定できるので（特許文献１にあるような、いわゆるＢＯＴＤＲ測定）、上記処理を行うことで、光ファイバ中のブリルアン散乱光スペクトル分布、温度分布、歪み分布を測定することができる。また、上記処理は、温度計１２からの出力を信号処理部１０へ入力することで、信号処理部１０で実行することができる。したがって、信号処理部１０を時間領域と周波数領域で同時処理できる、いわゆるＢＯＴＤＲの信号処理系のものにすれば、ブリルアン散乱光スペクトル分布、温度分布、歪み分布いずれもが高精度に測定できる装置を実現することができる。
Further, since the signal is pulsed by the
以上説明したように、本発明の測定技術を用いれば、ブリルアン散乱光を１０ＧＨｚ帯などの広帯域な受光・電気処理を行わずに、１ＧＨｚ以下の狭帯域なもので測定することが可能となり、基準光ファイバ９の温度変化を補正して精度を上げることができる。しかも、測定に必要な物品は、光カプラや基準光ファイバなど、受動的で、低価なもので構成することができるので、受光部４の広帯域性確保のために高価で且つ複雑であったブリルアン散乱光測定を、非常に安価で簡易な測定器で行うことができる。このため、温度や歪み測定などのブリルアン散乱光測定の応用技術をより容易に行うことができる。 As described above, by using the measurement technique of the present invention, it becomes possible to measure Brillouin scattered light in a narrow band of 1 GHz or less without performing broadband light receiving / electric processing such as the 10 GHz band. The accuracy can be improved by correcting the temperature change of the optical fiber 9. In addition, since the articles necessary for the measurement can be configured with passive and low-priced materials such as an optical coupler and a reference optical fiber, they are expensive and complicated for ensuring the broadband property of the light receiving unit 4. Brillouin scattered light measurement can be performed with a very inexpensive and simple measuring instrument. For this reason, application techniques of Brillouin scattered light measurement such as temperature and strain measurement can be performed more easily.
特に、本発明は、ブリルアンスペクトル分布測定においての受光帯域を低下させ、且つブリルアン周波数の精度を向上させる測定技術を提供するものであって、光ファイバ線路内の温度分布や歪分布を簡易に測定可能とするものとして応用が可能である。また、ブリルアン周波数シフトを用いた光ファイバ線路保守試験など、その他のブリルアン散乱測定の応用に対しても利便性の向上を図ることができる。 In particular, the present invention provides a measurement technique for reducing the light receiving band in Brillouin spectrum distribution measurement and improving the accuracy of the Brillouin frequency, and easily measures temperature distribution and strain distribution in an optical fiber line. Applications are possible as possible. In addition, it is possible to improve convenience for other Brillouin scattering measurement applications such as an optical fiber line maintenance test using Brillouin frequency shift.
なお、上記実施形態では、光変調器２で試験光に変調をかけて被試験光ファイバ３に入射するようにしたが、光変調器２のない簡易型測定装置の場合でも同様に実施可能である。
その他、本発明は上記実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせるようにしてもよい。
In the above embodiment, the test light is modulated by the
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may make it combine the component covering different embodiment suitably.
１ 光源
２ 光変調器
３ 被測定光ファイバ
４ 受光部
５ 光カプラ
６ 光カプラ
７ 光サーキュレータ
８ 光サーキュレータ
９ 基準光ファイバ
１０ 信号処理部
１１ 密閉容器
１２ 温度計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記光源からの試験光を２分岐した他方を基準光ファイバに入射し、
前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を合波してビート信号をヘテロダイン検波し、
前記検波されたビート信号を測定し、
前記ビート信号から、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差を求めることにより、前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトル分布を測定する方法であって、
前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、
前記基準光ファイバの設置空間を密閉させ、
前記設置空間の内部の温度を測定し、
前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、
前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトル分布を補正することを特徴とする光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定方法。 One of the two branches of test light from the light source is pulse-modulated and incident on the optical fiber to be measured.
The other of the test light from the light source split into two is incident on a reference optical fiber,
Heterodyne detection of the beat signal by combining the backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber and the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber,
Measuring the detected beat signal ;
A method of measuring a frequency spectrum distribution of back Brillouin scattered light of the measured optical fiber by obtaining a frequency difference between the reference optical fiber and the back Brillouin scattered light of the measured optical fiber from the beat signal ,
Fixing the reference optical fiber so as not to be strained,
Sealing the installation space of the reference optical fiber;
Measure the temperature inside the installation space,
Calculate the frequency variation of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber according to the measurement temperature,
A method for measuring a backward Brillouin scattered light of an optical fiber, wherein the frequency spectrum distribution measured for the backward Brillouin scattered light of the optical fiber under measurement is corrected based on the calculation result of the fluctuation.
前記光源からの試験光を２分岐した他方を基準光ファイバに入射し、
前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光を合波してビート信号をヘテロダイン検波し、
前記検波されたビート信号を測定し、
前記ビート信号から、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差を求めることにより、前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトルを測定する方法であって、
前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、
前記基準光ファイバの設置空間を密閉させ、
前記設置空間の内部の温度を測定し、
前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、
前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトルを補正することを特徴とする光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定方法。 One of the two test lights from the light source is incident on the optical fiber to be measured,
The other of the test light from the light source split into two is incident on a reference optical fiber,
Heterodyne detection of the beat signal by combining the backward Brillouin scattered light from the reference optical fiber and the backward Brillouin scattered light from the measured optical fiber,
Measuring the detected beat signal ;
A method of measuring the frequency spectrum of the back Brillouin scattered light of the measured optical fiber by obtaining the frequency difference between the reference optical fiber and the back Brillouin scattered light of the measured optical fiber from the beat signal ,
Fixing the reference optical fiber so as not to be strained,
Sealing the installation space of the reference optical fiber;
Measure the temperature inside the installation space,
Calculate the frequency variation of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber according to the measurement temperature,
A method of measuring a backward Brillouin scattered light of an optical fiber, comprising correcting a frequency spectrum measured for the backward Brillouin scattered light of the optical fiber under measurement based on the calculation result of the fluctuation.
試験光を発生する光源と、
前記光源からの試験光を２分岐する光分岐器と、
前記光分岐器で分岐された一方の試験光をパルス変調するパルス変調器と、
前記パルス変調された試験光を前記被測定光ファイバに入射させ、当該被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第１の光サーキュレータと、
前記光分岐器で分岐された他方の試験光を前記基準光ファイバに入射し、当該基準光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第２のサーキュレータと、
前記第１及び第２のサーキュレータによって取り出される前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の合波光を受光してビート信号をヘテロダイン検波する受光部と、
前記受光部で検波されたビート信号から、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差を求めることにより、前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトル分布を測定する信号処理部と、
前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、その設置空間を密閉させる容器と、
前記容器の内部温度を測定する温度計と
を具備し、
前記信号処理部は、前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトル分布を補正することを特徴とする光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定装置。 In an optical fiber back Brillouin scattered light measuring device that measures the characteristics of the back Brillouin scattered light of the optical fiber under measurement using a reference optical fiber,
A light source for generating test light;
An optical splitter for splitting the test light from the light source into two branches;
A pulse modulator for pulse-modulating one of the test lights branched by the optical splitter;
A first optical circulator that causes the pulse-modulated test light to enter the optical fiber to be measured and extracts Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured;
A second circulator for making the other test light branched by the optical branching device enter the reference optical fiber and taking back Brillouin scattered light of the reference optical fiber;
An optical combiner for combining the back Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured and the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber taken out by the first and second circulators;
A light receiving unit that receives the combined light of the optical multiplexer and heterodyne-detects the beat signal; and
The frequency spectrum distribution of the back Brillouin scattered light of the measured optical fiber is measured by obtaining the frequency difference between the back Brillouin scattered light of the reference optical fiber and the measured optical fiber from the beat signal detected by the light receiving unit. A signal processing unit to
Fixing the reference optical fiber so as not to be strained, and a container for sealing the installation space;
A thermometer for measuring the internal temperature of the container,
The signal processing unit calculates a variation in frequency of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber according to the measurement temperature, and a frequency spectrum measured for the backward Brillouin scattered light of the measured optical fiber based on the calculation result of the variation An apparatus for measuring a backward Brillouin scattered light of an optical fiber, wherein the distribution is corrected.
試験光を発生する光源と、
前記光源からの試験光を２分岐する光分岐器と、
前記光分岐器で分岐された一方の試験光を前記被測定光ファイバに入射させ、当該被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第１の光サーキュレータと、
前記光分岐器で分岐された他方の試験光を前記基準光ファイバに入射し、当該基準光ファイバの後方ブリルアン散乱光を取り出す第２のサーキュレータと、
前記第１及び第２のサーキュレータによって取り出される前記被測定光ファイバからの後方ブリルアン散乱光と前記基準光ファイバからの後方ブリルアン散乱光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の合波光を受光してビート信号をヘテロダイン検波する受光部と、
前記受光部で検波されたビート信号から、前記基準光ファイバと前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数差を求めることにより、前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光の周波数スペクトルを測定する信号処理部と、
前記基準光ファイバを歪みがかからないように固定し、その設置空間を密閉させる容器と、
前記容器の内部温度を測定する温度計と
を具備し、
前記信号処理部は、前記測定温度により前記基準光ファイバのブリルアン散乱光の周波数の変動を計算し、前記変動の計算結果に基づいて前記被測定光ファイバの後方ブリルアン散乱光について測定された周波数スペクトルを補正することを特徴とする光ファイバの後方ブリルアン散乱光測定装置。 In an optical fiber back Brillouin scattered light measuring device that measures the characteristics of the back Brillouin scattered light of the optical fiber under measurement using a reference optical fiber,
A light source for generating test light;
An optical splitter for splitting the test light from the light source into two branches;
A first optical circulator that causes one test light branched by the optical splitter to enter the optical fiber to be measured, and extracts Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured;
A second circulator for making the other test light branched by the optical branching device enter the reference optical fiber and taking back Brillouin scattered light of the reference optical fiber;
An optical combiner for combining the back Brillouin scattered light from the optical fiber to be measured and the back Brillouin scattered light from the reference optical fiber taken out by the first and second circulators;
A light receiving unit that receives the combined light of the optical multiplexer and heterodyne-detects the beat signal; and
The frequency spectrum of the back Brillouin scattered light of the measured optical fiber is measured by obtaining the frequency difference between the back Brillouin scattered light of the reference optical fiber and the measured optical fiber from the beat signal detected by the light receiving unit. A signal processing unit;
Fixing the reference optical fiber so as not to be strained, and a container for sealing the installation space;
A thermometer for measuring the internal temperature of the container,
The signal processing unit calculates a variation in frequency of the Brillouin scattered light of the reference optical fiber according to the measurement temperature, and a frequency spectrum measured for the backward Brillouin scattered light of the measured optical fiber based on the calculation result of the variation An apparatus for measuring the backward Brillouin scattered light of an optical fiber, wherein
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