JP5990624B1 - Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method - Google Patents

Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP5990624B1
JP5990624B1 JP2015103631A JP2015103631A JP5990624B1 JP 5990624 B1 JP5990624 B1 JP 5990624B1 JP 2015103631 A JP2015103631 A JP 2015103631A JP 2015103631 A JP2015103631 A JP 2015103631A JP 5990624 B1 JP5990624 B1 JP 5990624B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
measurement
light intensity
optical fiber
change amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015103631A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016217904A (en
Inventor
中島 和秀
和秀 中島
泰志 坂本
泰志 坂本
幸弘 五藤
幸弘 五藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2015103631A priority Critical patent/JP5990624B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5990624B1 publication Critical patent/JP5990624B1/en
Publication of JP2016217904A publication Critical patent/JP2016217904A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

【課題】本発明は、空孔構造を有しないMMFを用い、出力端で観測される干渉パターンとMMF中の伝搬モードの関係を把握することが容易な光ファイバセンサシステムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光ファイバセンサは、伝搬可能なモード数が2〜4つに限定された数モード光ファイバ(FMF:Few−mode fiber)を用い、光ファイバセンサの出力端で観測される伝搬モードとモード間干渉の関係を明確化する。また、本発明の光ファイバセンサシステムでは、FMFは、空孔を有さないステップ型の屈折率分布を用いる。【選択図】図1An object of the present invention is to provide an optical fiber sensor system that uses an MMF having no hole structure and can easily grasp the relationship between an interference pattern observed at an output end and a propagation mode in the MMF. And An optical fiber sensor according to the present invention uses a number-mode optical fiber (FMF) in which the number of modes that can be propagated is limited to 2 to 4, and is observed at the output end of the optical fiber sensor. Clarify the relationship between the propagation mode and inter-mode interference. In the optical fiber sensor system of the present invention, the FMF uses a step-type refractive index distribution having no holes. [Selection] Figure 1

Description

本発明は光センシング技術に関し、特に光ファイバ内のモード間干渉を用いた温度及び張力の光センシングに関する。   The present invention relates to optical sensing technology, and more particularly to temperature and tension optical sensing using inter-mode interference in an optical fiber.

近年、多モード光ファイバ(MMF:Multi−mode fiber)の両端に、単一モード光ファイバ(SMF:Single−mode fiber)を接続して構成される、光ファイバセンサ(以下、SMSセンサとする)に関する検討が進められている(例えば、非特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, an optical fiber sensor (hereinafter referred to as an SMS sensor) configured by connecting a single mode optical fiber (SMF) to both ends of a multimode optical fiber (MMF: Multi-mode fiber). (For example, refer nonpatent literature 1).

SMSセンサは作製が容易で、かつ波長領域の光強度変化を観測することでセンシングが実現できる特徴を有し、例えば、非特許文献2ではMMFを用いたSMSセンサにより、温度と張力の同時検出が可能となることが報告されている。また、非特許文献3には、空孔構造を有する光ファイバをMMF媒体として用い、その空孔領域に適切な屈折率を有する液体を充填することにより、温度に対する感度を向上したSMSセンサが実現できることが報告されている。   The SMS sensor is easy to manufacture and has the feature that sensing can be realized by observing the light intensity change in the wavelength region. For example, in Non-Patent Document 2, the SMS sensor using MMF simultaneously detects temperature and tension. Has been reported to be possible. In Non-Patent Document 3, an SMS sensor with improved sensitivity to temperature is realized by using an optical fiber having a hole structure as an MMF medium and filling the hole region with a liquid having an appropriate refractive index. It has been reported that it can be done.

Q. Wang, and G. Farrell, “All−fiber multimode−interference−based refractometer sensor: proposal and design.” Opt. Lett., vol. 31, no. 3, pp. 317−319, 2006.Q. Wang, and G.W. Farrell, “All-fiber multimode-interference-based refractometer sensor: proposal and design.” Opt. Lett. , Vol. 31, no. 3, pp. 317-319, 2006. J. Zhou. C. Liao, Y. Wang, G. Yin, X. Zhong, K. Yang, B. Sun, G. Wang, and Z. Li, “Simultaneous measurement of strain and temperature by employing fiber Mach−Zehnder interferometer,” Opt. Express, vol. 22, no. 2, pp. 1680−1686, 2014.J. et al. Zhou. C. Liao, Y .; Wang, G.G. Yin, X. Zhong, K.K. Yang, B.B. Sun, G.M. Wang, and Z.M. Li, “Simultaneous measurement of strain and temperature by embedding fiber Mach-Zehnder interferometer,” Opt. Express, vol. 22, no. 2, pp. 1680-1686, 2014. W. Lin, B. Song, Y. Miao, H. Zhang, D. Yan, B. Liu, and Y. Liu, “Liquid−filled photonic−crystal−fiber−based multimodal interferometer for simultaneous measurement of temperature and force,” Appl. Opt., vol. 54, no. 6, pp. 1309−1313, 2015.W. Lin, B.B. Song, Y .; Miao, H.M. Zhang, D.H. Yan, B.B. Liu, and Y.J. Liu, “Liquid-filled photonic-crystal-fiber-based multimodal interferometer for simulated measurement of temperature and force,” Appl. Opt. , Vol. 54, no. 6, pp. 1309-1313, 2015.

しかしながら、MMFのコア直径が数10μm以上となる場合、当該MMF中を伝搬するモード数が増大し、MMF中を伝搬するモードの制御が困難となり、出力端で観測される干渉パターンとMMF中の伝搬モードの関係を把握することが困難になる。このため、複数の所望の物理量の相対変化量を明確に算出することができなくなる課題があった。また、空孔構造を有する光ファイバは、光ファイバ自身の製造が難しく、一般にセンサの価格が高価になるといった課題があった。   However, when the core diameter of the MMF is several tens of μm or more, the number of modes propagating in the MMF increases, and it becomes difficult to control the mode propagating in the MMF, and the interference pattern observed at the output end and the MMF It becomes difficult to grasp the relationship between the propagation modes. For this reason, there has been a problem that the relative change amounts of a plurality of desired physical quantities cannot be calculated clearly. In addition, the optical fiber having a hole structure has a problem that it is difficult to manufacture the optical fiber itself, and the price of the sensor is generally high.

そこで、本発明は、光ファイバの製造が容易であり、かつ、複数の所望の物理量の相対変化量を明確に算出することの可能な光ファイバセンサを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber sensor that is easy to manufacture an optical fiber and that can clearly calculate the relative change amounts of a plurality of desired physical quantities.

本発明の光ファイバセンサは、伝搬可能なモード数が2〜4つに限定された数モード光ファイバ(FMF:Few−mode fiber)を用い、光ファイバセンサの出力端で観測される伝搬モードとモード間干渉の関係を明確化する手段としている。   The optical fiber sensor of the present invention uses a number mode optical fiber (FMF: Few-mode fiber) in which the number of modes that can be propagated is limited to 2 to 4, and the propagation mode observed at the output end of the optical fiber sensor This is a means to clarify the relationship of inter-mode interference.

具体的には、本願発明の光ファイバセンサは、
所定の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を備え、
前記測定波長を有する測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性のうち、
前記波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する波長変化量、及び、
前記波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、
前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する。
Specifically, the optical fiber sensor of the present invention is
A sensor unit in which a single mode optical fiber capable of guiding one kind of propagation mode at the measurement wavelength is connected to both ends of a number mode optical fiber capable of guiding at least two kinds of propagation modes at a predetermined measurement wavelength. With
Of the wavelength dependence of the light intensity at the exit end of the sensor unit of the measurement light having the measurement wavelength,
A wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and
Using the light intensity change amount corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the wavelength-dependent light intensity,
A relative change amount of temperature or tension in the sensor unit is detected.

具体的には、本願発明の光ファイバセンサは、
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を備え、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、及び、
前記第2の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、を用いて、
前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する。
Specifically, the optical fiber sensor of the present invention is
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. Of the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit,
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and
Using a second wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized,
A relative change amount of temperature or tension in the sensor unit is detected.

具体的には、本願発明の光ファイバセンサは、
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を備え、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、
前記第2の波長依存性の光強度が最大もしくは最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、及び、
前記第1の波長依存性又は前記第2の波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、
前記センサ部における温度、張力、曲率及び側圧のうちの任意の3種類の物理量の相対変化量を検出する。
Specifically, the optical fiber sensor of the present invention is
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. Of the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit,
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized;
A second wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and
Using the light intensity change amount corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the light intensity of the first wavelength dependency or the second wavelength dependency,
A relative change amount of any three types of physical quantities among temperature, tension, curvature, and lateral pressure in the sensor unit is detected.

本願発明の光ファイバセンサでは、
前記数モード光ファイバは、ステップ型の屈折率分布を有し、LP11モードの遮断波長が1650nm以上であり、規格化周波数V値が2.9以上3.8以下であってもよい。
In the optical fiber sensor of the present invention,
The several-mode optical fiber may have a step-type refractive index distribution, an LP11 mode cutoff wavelength of 1650 nm or more, and a normalized frequency V value of 2.9 or more and 3.8 or less.

本願発明の光ファイバセンサでは、
前記数モード光ファイバは、ステップ型の屈折率分布を有し、LP11モードの遮断波長が1650nm以上であり、規格化周波数V値が2.9以上3.8以下であり、
前記第1の測定波長の中心波長と前記第2の測定波長の中心波長の間隔Δλが、規格化周波数Vを用い、式(5)を満たしてもよい。
In the optical fiber sensor of the present invention,
The number mode optical fiber has a step-type refractive index profile, an LP11 mode cutoff wavelength of 1650 nm or more, and a normalized frequency V value of 2.9 or more and 3.8 or less,
An interval Δλ between the center wavelength of the first measurement wavelength and the center wavelength of the second measurement wavelength may satisfy the formula (5) using the normalized frequency V.

本願発明の光ファイバセンサでは、
前記数モード光ファイバは、クラッド外径が125μm以下であってもよい。
In the optical fiber sensor of the present invention,
The number mode optical fiber may have a cladding outer diameter of 125 μm or less.

具体的には、本願発明の光ファイバセンサシステムは、
所定の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部と、
前記測定波長を有する測定光を前記センサ部に入射させる測定光源と
前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を測定し、前記測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性のうち、前記波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する波長変化量、及び、前記波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析部と、
を備える。
Specifically, the optical fiber sensor system of the present invention is
A sensor unit in which a single mode optical fiber capable of guiding one kind of propagation mode at the measurement wavelength is connected to both ends of a number mode optical fiber capable of guiding at least two kinds of propagation modes at a predetermined measurement wavelength. When,
A measurement light source which Ru is incident the measurement light to the sensor unit having the measuring wavelength,
Measuring the wavelength dependency of the light intensity at the output end of the sensor unit, before of the wavelength dependency of the light intensity at the output end of the sensor portion of Kihaka constant light, the wavelength dependence of the light intensity is maximum or minimum wavelength change amount corresponding to the amount of change of the wavelength at which, and the light intensity variation corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the wavelength dependence of the light intensity, using a pre-Symbol temperature or tension in the sensor unit An analysis unit for detecting a relative change amount;
Is provided.

具体的には、本願発明の光ファイバセンサシステムは、
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部と、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光を前記センサ部に入射させる測定光源と
記第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、及び、前記第2の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析部と、
を備える。
Specifically, the optical fiber sensor system of the present invention is
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
Said first first second measuring light source of the measuring light Ru is incident to the sensor unit having a measuring beam and the second measuring wavelength having a measurement wavelength,
Wavelength dependence of the light intensity in the first wavelength dependent and the exit end of the sensor portion of the front Stories second measuring beam of a wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor portion of the front Symbol first measuring beam A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the light intensity of the first wavelength dependency is maximized or minimized, and the second wavelength dependency. An analysis unit for detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit using a second change in wavelength corresponding to a change in wavelength at which the light intensity of the light reaches a maximum or minimum;
Is provided.

具体的には、本願発明の光ファイバセンサシステムは、
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部と、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光を前記センサ部に入射させる測定光源と
記第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、前記第2の波長依存性の光強度が最大は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、及び、前記第1の波長依存性又は前記第2の波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度、張力、曲率及び側圧のうちの任意の3種類の物理量の相対変化量を検出する解析部と、
を備える。
Specifically, the optical fiber sensor system of the present invention is
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
Said first first second measuring light source of the measuring light Ru is incident to the sensor unit having a measuring beam and the second measuring wavelength having a measurement wavelength,
Wavelength dependence of the light intensity in the first wavelength dependent and the exit end of the sensor portion of the front Stories second measuring beam of a wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor portion of the front Symbol first measuring beam Of the second wavelength dependency, the first wavelength change amount corresponding to the change amount of the wavelength at which the light intensity of the first wavelength dependency becomes maximum or minimum, and the second wavelength dependency the second wavelength variation of light intensity corresponding to the amount of change of the wavelength at which the maximum or the minimum, and, the maximum value and the minimum value of the first wavelength-dependent or the second wavelength dependence of the light intensity An analysis unit that detects a relative change amount of any three types of physical quantities among temperature, tension, curvature, and lateral pressure in the sensor unit using a light intensity change amount corresponding to the difference;
Is provided.

具体的には、本願発明の測定方法は、
所定の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を用いる測定方法であって、
前記測定波長を有する測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を測定する測定手順と、
前記波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する波長変化量、及び、前記波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析手順と、
を有する。
Specifically, the measurement method of the present invention is:
A sensor unit in which a single mode optical fiber capable of guiding one kind of propagation mode at the measurement wavelength is connected to both ends of a number mode optical fiber capable of guiding at least two kinds of propagation modes at a predetermined measurement wavelength. A measuring method using
A measurement procedure for measuring the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit of the measurement light having the measurement wavelength;
A wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized, and a light intensity change amount corresponding to a difference between the maximum value and the minimum value of the wavelength-dependent light intensity, Using an analysis procedure for detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit;
Have

具体的には、本願発明の測定方法は、
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を用いる測定方法であって、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性を測定する測定手順と、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、及び、前記第2の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析手順と、
を有する。
Specifically, the measurement method of the present invention is:
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A measurement method using a sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding a propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. A measurement procedure for measuring the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit;
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized, and a wavelength at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized. An analysis procedure for detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit using a second wavelength change corresponding to the change;
Have

具体的には、本願発明の測定方法は、
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を用いる測定方法であって、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性を測定する測定手順と、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、前記第2の波長依存性の光強度が最大もしくは最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、及び、前記第1の波長依存性又は前記第2の波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度、張力、曲率及び側圧のうちの任意の3種類の物理量の相対変化量を検出する解析手順と、
を有する。
Specifically, the measurement method of the present invention is:
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A measurement method using a sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding a propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. A measurement procedure for measuring the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit;
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and a wavelength change amount at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized. And the second wavelength change amount corresponding to the first wavelength dependency or the light intensity change amount corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the second wavelength dependency light intensity, An analysis procedure for detecting a relative change amount of any three kinds of physical quantities among temperature, tension, curvature and lateral pressure in the sensor unit;
Have

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、光ファイバの製造が容易であり、かつ、複数の所望の物理量の相対変化量を明確に算出することの可能な光ファイバセンサを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical fiber sensor which can manufacture the optical fiber easily and can calculate the relative variation | change_quantity of several desired physical quantities clearly can be provided.

実施形態1における光ファイバセンサシステムの構成の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an optical fiber sensor system in Embodiment 1. FIG. 受光部20で検出される出力波形の一例の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an example of an output waveform detected by a light receiving unit 20. 実施形態1における、波長変化量δλ及び光強度変化量δPの温度依存性の一例を示す図面である。6 is a diagram illustrating an example of temperature dependency of a wavelength change amount δλ and a light intensity change amount δP in the first embodiment. 実施形態1における、波長変化量δλ及び光強度変化量δPの歪量依存性の一例を示す図面である。6 is a diagram illustrating an example of distortion amount dependency of a wavelength change amount δλ and a light intensity change amount δP in the first embodiment. 実施形態2における、受光部での測定結果の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the measurement result in the light-receiving part in Embodiment 2. FIG. 実施形態2における、波長変化量δλの温度依存性の一例を示す図面である。6 is a diagram illustrating an example of temperature dependency of a wavelength change amount δλ in the second embodiment. 実施形態2における、波長変化量δλの歪量依存性の一例を示す図面である。6 is a diagram illustrating an example of distortion amount dependency of a wavelength change amount δλ in the second embodiment. 実施形態3における、FMFのコア構造のパラメータの一例について示す図面である。It is drawing shown about an example of the parameter of the core structure of FMF in Embodiment 3. FIG. 実施形態3における、実効屈折率差の相対変化量と波長変化量の関係の一例を示す図面である。10 is a diagram illustrating an example of a relationship between a relative change amount of an effective refractive index difference and a wavelength change amount in Embodiment 3. 実施形態3における、実効屈折率差の相対変化量の温度依存性と波長の関係の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the temperature dependence of the relative variation | change_quantity of an effective refractive index difference in Embodiment 3, and the relationship of a wavelength. 実施形態3における、実効屈折率差の相対変化量の温度依存性とFMFのV値の関係の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the relationship between the temperature dependence of the relative variation | change_quantity of an effective refractive index difference, and the V value of FMF in Embodiment 3. FIG. 実施形態3における、2つの測定波長間における実効屈折率差の相対変化量の温度依存性と測定波長間隔の関係の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the relationship between the temperature dependence of the relative variation | change_quantity of the effective refractive index difference between two measurement wavelengths, and a measurement wavelength interval in Embodiment 3. FIG. 実施形態3における、2つの測定波長帯の最小波長間隔とFMFのV値の関係の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the relationship between the minimum wavelength interval of two measurement wavelength bands and V value of FMF in Embodiment 3.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. These embodiments are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

本実施形態に係る光ファイバセンサは、伝搬可能なモード数が2〜4つに限定された数モード光ファイバ(FMF:Few−mode fiber)を用い、伝搬モードとモード間干渉の関係を明確化する手段としている。また、本発明の光ファイバセンサに用いるFMFは、ステップ型の屈折率分布を用いることにより、より簡便な構造を実現する手段としている。   The optical fiber sensor according to the present embodiment uses a number mode optical fiber (FMF) in which the number of modes that can be propagated is limited to 2 to 4, and clarifies the relationship between the propagation mode and inter-mode interference. As a means to do. The FMF used in the optical fiber sensor of the present invention is a means for realizing a simpler structure by using a step type refractive index distribution.

本実施形態に係る光ファイバセンサシステムは、数モード光ファイバの両端に単一モード光ファイバが接続された光ファイバセンサと、該光ファイバセンサの一端から広帯域光を入射する広帯域光源と、該光ファイバセンサの他端からの出射光の光強度の波長依存性を測定する光スペクトルアナライザと、測定された光強度の波長依存性に基づき該光ファイバセンサの温度および張力の相対変化量を算出する解析装置とを備えた光ファイバセンサシステムにおいて、解析装置が以下のいずれかの処理を実行する。
第1の波長帯における光強度が最大(もしくは最小)となる波長の基準値からの変化量δλ1、第1の波長帯における光強度の最大値と最小値の差δP、および第2の測定波長帯における光強度が最大(もしくは最小)となる波長の基準値からの変化量δλ2のうち、いずれか2つの値から式(3)を用いて、該光ファイバセンサの温度および張力の相対変化量を算出する。
第1の波長帯における光強度が最大(もしくは最小)となる波長の基準値からの変化量δλ1、第1の波長帯における光強度の最大値と最小値の差δP、および第2の測定波長帯における光強度が最大(もしくは最小)となる波長の基準値からの変化量δλ2の3つの値から式(4)を用いて、該光ファイバセンサの温度、張力、曲率、および側圧のうち、いずれか3つの相対変化量を算出する。
An optical fiber sensor system according to the present embodiment includes an optical fiber sensor in which a single mode optical fiber is connected to both ends of a few mode optical fiber, a broadband light source that receives broadband light from one end of the optical fiber sensor, and the light An optical spectrum analyzer that measures the wavelength dependence of the light intensity of light emitted from the other end of the fiber sensor, and calculates the relative change in temperature and tension of the optical fiber sensor based on the wavelength dependence of the measured light intensity. In an optical fiber sensor system including an analysis device, the analysis device executes any of the following processes.
The amount of change δλ1 from the reference value of the wavelength at which the light intensity in the first wavelength band is maximum (or minimum), the difference δP between the maximum value and the minimum value of the light intensity in the first wavelength band, and the second measurement wavelength The relative amount of change in temperature and tension of the optical fiber sensor using Equation (3) from any two values of the amount of change δλ2 from the reference value of the wavelength at which the light intensity in the band becomes maximum (or minimum) Is calculated.
The amount of change δλ1 from the reference value of the wavelength at which the light intensity in the first wavelength band is maximum (or minimum), the difference δP between the maximum value and the minimum value of the light intensity in the first wavelength band, and the second measurement wavelength Of the temperature, tension, curvature, and lateral pressure of the optical fiber sensor, using equation (4) from the three values of change δλ2 from the reference value of the wavelength at which the light intensity in the band is maximum (or minimum), Any three relative change amounts are calculated.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態に係る光ファイバセンサシステムの構成を示す模式図である。本実施形態の光ファイバセンサシステムは、測定光源10と、センサ部30と、受光部20と、解析部40を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical fiber sensor system according to an embodiment of the present invention. The optical fiber sensor system of the present embodiment includes a measurement light source 10, a sensor unit 30, a light receiving unit 20, and an analysis unit 40.

本実施形態に係る測定方法は、センサ部30を用いる測定方法であって、測定手順と、解析手順と、を順に有する。   The measurement method according to the present embodiment is a measurement method using the sensor unit 30 and includes a measurement procedure and an analysis procedure in this order.

測定手順では、測定光源10は、所定の測定波長を有する測定光を出射してセンサ部30に入力する。測定光源10には、例えば、Super luminescent diode(SLD)等の広帯域光源が利用できる。受光部20は、センサ部30から出力された測定光を受光し、受光した光強度の波長依存性を示す波長スペクトラムを測定する。また、受光部20には、例えば、光スペクトルアナライザ(OSA:Optical spectrum analyzer)が利用できる。   In the measurement procedure, the measurement light source 10 emits measurement light having a predetermined measurement wavelength and inputs the measurement light to the sensor unit 30. As the measurement light source 10, for example, a broadband light source such as a super luminescent diode (SLD) can be used. The light receiving unit 20 receives the measurement light output from the sensor unit 30 and measures the wavelength spectrum indicating the wavelength dependence of the received light intensity. In addition, for example, an optical spectrum analyzer (OSA) can be used for the light receiving unit 20.

センサ部30は、通常のSMF31a及び31bと、2〜4モードを伝搬可能なFMF32を備える。SMF31a及び31bは、FMF32の両端に接続される。この時、FMF32中の複数の伝搬モードの励振効率を向上するため、FMF32の入力側は、FMF32とSMF31aの一端との間に軸ズレを設定して接続することが好ましい。ここで、複数の伝搬モードの励振比率が同一となるように軸ズレ量を設定すると、各伝搬モード間の干渉が最大化されるためより好ましい。   The sensor unit 30 includes normal SMFs 31 a and 31 b and an FMF 32 capable of propagating 2 to 4 modes. The SMFs 31a and 31b are connected to both ends of the FMF 32. At this time, in order to improve the excitation efficiency of a plurality of propagation modes in the FMF 32, it is preferable that the input side of the FMF 32 is connected by setting an axial shift between the FMF 32 and one end of the SMF 31a. Here, it is more preferable to set the axial shift amount so that the excitation ratios of the plurality of propagation modes are the same because the interference between the propagation modes is maximized.

解析手順では、解析部40は、受光部20の測定した波長スペクトラムの波形を用いて、センサ部30における温度変化δT及び歪量変化δεの相対変化量を算出する。解析部40は、歪量変化δεからセンサ部30に加えられている張力の相対変化量を算出する。温度変化δT及び歪量変化δεの算出方法については後述する。   In the analysis procedure, the analysis unit 40 calculates the relative change amount of the temperature change δT and the strain amount change δε in the sensor unit 30 using the waveform of the wavelength spectrum measured by the light receiving unit 20. The analysis unit 40 calculates the relative change amount of the tension applied to the sensor unit 30 from the strain amount change δε. A method of calculating the temperature change δT and the strain amount change δε will be described later.

解析部40は、コンピュータを、解析部40として機能させることで実現してもよい。この場合、解析部40が備えるCPU(Central Processing Unit)(不図示)が記憶部(不図示)に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、各構成を実現する。ここで、解析部40を実現する際のコンピュータは、コンピュータによって制御される任意の機器をさらに備えてもよい。また、解析部40を実現する際のプログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。   The analysis unit 40 may be realized by causing a computer to function as the analysis unit 40. In this case, each configuration is realized by a CPU (Central Processing Unit) (not shown) included in the analysis unit 40 executing a computer program stored in a storage unit (not shown). Here, the computer for realizing the analysis unit 40 may further include an arbitrary device controlled by the computer. Further, a program for realizing the analysis unit 40 can be recorded on a recording medium or provided through a network.

図2に、受光部20の測定した波長スペクトラムの波形の一例を示す。温度や歪量等の異なる環境下で測定した波長スペクトラムは、L2A及びL2Bのように変化する。L2A及びL2Bは、波長スペクトラムにおける光強度変化量δPが変化するとともに、ピーク波長がシフトする。本実施形態では、図2中のL2A又はL2Bの同一波形内の光強度の最大値と最小値の偏差を光強度変化量δPとして定義する。また、L2A及びL2Bの2つの異なる波形間で検出される、光強度の最大値もしくは最小値の変化量を波長変化量δλとして定義する。図2では、波長変化量δλは、L2A及びL2Bの最小値の変化量である。   FIG. 2 shows an example of the waveform of the wavelength spectrum measured by the light receiving unit 20. Wavelength spectra measured under different environments such as temperature and strain amount change as L2A and L2B. In L2A and L2B, the light intensity change amount δP in the wavelength spectrum changes and the peak wavelength shifts. In the present embodiment, the deviation between the maximum value and the minimum value of the light intensity in the same waveform of L2A or L2B in FIG. 2 is defined as the light intensity change amount δP. Further, a change amount of the maximum value or the minimum value of the light intensity detected between two different waveforms of L2A and L2B is defined as a wavelength change amount δλ. In FIG. 2, the wavelength change amount δλ is the change amount of the minimum value of L2A and L2B.

以下では、長さLが0.48mのFMF32を用いた光ファイバセンサシステムについて説明する。尚、本実施形態で用いたセンサ部30に備わるFMF32はステップ型の屈折率分布を有し、その比屈折率差は0.58%、コア半径は6.2μmである。当該FMF32は、1457nmより長波長でLP01及びLP11の2つのモードを伝搬できる。また、FMF32は、1457nmより短波長では、LP01及びLP11にLP21及びLP02を加えた4つのモードを伝搬することができる。尚、本実施形態で用いたFMF32のクラッド外径は100μmである。   Below, the optical fiber sensor system using FMF32 whose length L is 0.48 m is demonstrated. The FMF 32 provided in the sensor unit 30 used in the present embodiment has a step type refractive index distribution, the relative refractive index difference is 0.58%, and the core radius is 6.2 μm. The FMF 32 can propagate two modes, LP01 and LP11, at a wavelength longer than 1457 nm. Further, the FMF 32 can propagate four modes including LP01 and LP11 plus LP21 and LP02 at wavelengths shorter than 1457 nm. Incidentally, the cladding outer diameter of the FMF 32 used in the present embodiment is 100 μm.

ここで、光ファイバに印加される張力が一定の場合、クラッド外径を減少させると、単位断面積当たりの張力を増大することが可能となり、張力に対する感度を向上することができる。従って、本実施形態の光ファイバセンサシステムでは、FMF32のクラッド外径を通常の光ファイバと同等の125μm、もしくはそれ以下として設定することが好ましい。   Here, when the tension applied to the optical fiber is constant, if the outer diameter of the cladding is reduced, the tension per unit cross-sectional area can be increased, and the sensitivity to the tension can be improved. Therefore, in the optical fiber sensor system of the present embodiment, it is preferable to set the cladding outer diameter of the FMF 32 as 125 μm, which is equivalent to that of a normal optical fiber, or less.

本実施形態に係る光ファイバセンサシステムでは、第1の測定波長に1580nm帯を用い、当該波長帯において受光部20の受光光強度が最小となる波長変化量δλと、当該波長帯における最大光強度と最小光強度の差分となる光強度変化量δPを用いた、センサ部30の温度及び張力の評価を行うことができる。尚、OSAの波長掃引範囲及び分解能は、それぞれ20nm及び0.01nmとした。   In the optical fiber sensor system according to the present embodiment, the 1580 nm band is used for the first measurement wavelength, the wavelength change amount δλ that minimizes the received light intensity of the light receiving unit 20 in the wavelength band, and the maximum light intensity in the wavelength band. The temperature and tension of the sensor unit 30 can be evaluated using the light intensity change amount δP that is the difference between the minimum light intensity and the minimum light intensity. The wavelength sweep range and resolution of OSA were 20 nm and 0.01 nm, respectively.

図3に、波長変化量δλ及び光強度変化量δPの温度依存性について測定した結果を示す。センサ部30は張力無しの状態で設置し、歪量εは0%となるようにした。図3より、波長変化量δλはL31のように温度Tに比例して減少し、その温度係数は−0.042nm/℃であることが分かる。一方、光強度変化量δPの温度Tに対する依存性はL32のように殆ど無視できることが分かる。尚図3では、光強度変化量δPの縦軸は温度Tが20℃の時の値で規格化して示している。   FIG. 3 shows the results of measuring the temperature dependence of the wavelength variation δλ and the light intensity variation δP. The sensor unit 30 was installed without tension, and the strain amount ε was 0%. As can be seen from FIG. 3, the wavelength variation δλ decreases in proportion to the temperature T as in L31, and the temperature coefficient is −0.042 nm / ° C. On the other hand, it can be seen that the dependence of the light intensity change amount δP on the temperature T is almost negligible as in L32. In FIG. 3, the vertical axis of the light intensity change amount δP is normalized with the value when the temperature T is 20 ° C.

図4に、波長変化量δλ及び光強度変化量δPの歪量依存性について測定した結果を示す。ここで、センサ部30の両端は、微動台上にセンサ部30が直線状になる様に固定し、一方の微動台を光ファイバの伝搬方向に引っ張ることにより、センサ部30の長手方向に張力を印加した。図4の横軸はこの時のセンサ部30の伸び歪量εを%単位で表示しており、0.083%の歪量εは400μmの引張り量に対応する。尚、測定中の外部温度Tは24℃で一定とした。   FIG. 4 shows the results of measuring the dependency of the wavelength variation δλ and the light intensity variation δP on the strain amount. Here, both ends of the sensor unit 30 are fixed so that the sensor unit 30 is linear on the fine movement table, and one of the fine movement tables is pulled in the propagation direction of the optical fiber, whereby the tension in the longitudinal direction of the sensor unit 30 is obtained. Was applied. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the elongation strain amount ε of the sensor unit 30 at this time in% units, and the strain amount ε of 0.083% corresponds to a tensile amount of 400 μm. The external temperature T during measurement was constant at 24 ° C.

図4より、L41で示した波長変化量δλは、センサ部30の歪量εに比例して減少し、その比例係数は−27.9nm/%であった。また、L42で示した光強度変化量δPは、センサ部30の歪量εの増加に伴い増加し、その比例係数は27.1dB/%であった。従って、解析部40が、波長変化量δλ及び光強度変化量δPの変化量を測定し、δλ及びδPを下記の数式(1)及び(2)に代入することにより、温度Tと歪量εの相対変化である温度変化δTと歪量変化δεをそれぞれ検出することが可能となる。また、歪量変化δεから、センサ部30に加えられた張力の相対変化量を検出することができる。   From FIG. 4, the wavelength change amount δλ indicated by L41 decreased in proportion to the strain amount ε of the sensor unit 30, and the proportionality coefficient was −27.9 nm /%. In addition, the light intensity change amount δP indicated by L42 increases as the strain amount ε of the sensor unit 30 increases, and the proportionality coefficient is 27.1 dB /%. Therefore, the analysis unit 40 measures the change amount of the wavelength change amount δλ and the light intensity change amount δP, and substitutes δλ and δP into the following formulas (1) and (2), whereby the temperature T and the strain amount ε It is possible to detect a temperature change δT and a strain amount change δε, which are relative changes in the above. Further, the relative change amount of the tension applied to the sensor unit 30 can be detected from the strain amount change δε.

Figure 0005990624
Figure 0005990624

Figure 0005990624
Figure 0005990624

例えば、X(単位dB)のδPの変化と、Y(単位nm)のδλ1を観測したとする。この場合、式(1)において、δPにXを、dP/dεに27.1(単位dB/%)に代入することにより、歪量変化δε(単位%)を求めることができる。更に、式(2)において、δλにYを、δεに式(1)で求めた数値を、dP/dεに27.1(単位dB/%)を、dλ/dTに−0.042(単位nm/℃)を代入することにより、温度変化δT(単位℃)を求めることが可能となる。   For example, it is assumed that changes in δP in X (unit dB) and δλ1 in Y (unit nm) are observed. In this case, in Equation (1), the strain amount change δε (unit%) can be obtained by substituting X for δP and 27.1 (unit dB /%) for dP / dε. Further, in the formula (2), Y is set to δλ, the numerical value obtained from the formula (1) is set to δε, 27.1 (unit dB /%) is set to dP / dε, and −0.042 (unit is set to dλ / dT). By substituting (nm / ° C.), the temperature change δT (unit: ° C.) can be obtained.

ここで、歪量εが一定の場合、FMF32のクラッド外径の減少に伴いFMF32の単位断面積当たりの張力が増加する。このため、センサ部30に用いるFMF32のクラッド外径を細径化することにより、光ファイバセンサシステムの張力に対する感度を制御することができる。   Here, when the strain amount ε is constant, the tension per unit cross-sectional area of the FMF 32 increases as the cladding outer diameter of the FMF 32 decreases. For this reason, the sensitivity with respect to the tension | tensile_strength of an optical fiber sensor system is controllable by reducing the clad outer diameter of FMF32 used for the sensor part 30. FIG.

以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバセンサシステムは、センサ部30における温度変化δT及び歪量変化δεを求めることができるため、温度及び張力の同時検出を行うことができる。このように、本発明の光ファイバセンサによれば、2〜4モードを伝搬可能なFMFをセンサ部に適用したことにより、検出する物理パラメータとモード間干渉の関係が明確化でき、必要な測定条件も明確に導出可能になるといった効果を奏する。   As described above, since the optical fiber sensor system according to the present embodiment can obtain the temperature change δT and the strain amount change δε in the sensor unit 30, it can simultaneously detect the temperature and the tension. As described above, according to the optical fiber sensor of the present invention, by applying the FMF capable of propagating 2 to 4 modes to the sensor unit, the relationship between the detected physical parameter and the inter-mode interference can be clarified, and the necessary measurement is performed. There is an effect that the conditions can be clearly derived.

また、FMF32に汎用的なステップ型の屈折率分布を用いた事により、通常のSMFと同様に簡便にFMFの製造が行えると言った効果も奏する。また、ステップ型のFMF32を用いた事により、汎用的なSMFと接続性の良いコア構造を容易に実現できるといった効果も奏する。   Further, by using a general-purpose step-type refractive index distribution for the FMF 32, there is an effect that FMF can be easily manufactured as in the case of a normal SMF. In addition, by using the step type FMF 32, it is possible to easily realize a core structure having good connectivity with a general-purpose SMF.

(実施形態2)
本発明の第2の実施形態に係る光ファイバセンサシステムは、2つの測定波長の測定光を用いて、温度変化δT及び歪量変化δεを測定する。
(Embodiment 2)
The optical fiber sensor system according to the second embodiment of the present invention measures the temperature change δT and the strain amount change δε by using measurement light having two measurement wavelengths.

本実施形態に係る測定方法は、センサ部30を用いる測定方法であって、測定手順と、解析手順と、を順に有する。   The measurement method according to the present embodiment is a measurement method using the sensor unit 30 and includes a measurement procedure and an analysis procedure in this order.

測定手順では、測定光源10は、第1の測定波長として1580nm帯を用いる第1の測定光と、第2の測定波長として1430nm帯を用いる第2の測定光と、をセンサ部30に入力する。受光部20は、センサ部30から出力された第1の測定光を受光し、第1の波長スペクトラムを測定する。また、受光部20は、センサ部30から出力された第2の測定光を受光し、第2の波長スペクトラムを測定する。   In the measurement procedure, the measurement light source 10 inputs the first measurement light using the 1580 nm band as the first measurement wavelength and the second measurement light using the 1430 nm band as the second measurement wavelength to the sensor unit 30. . The light receiving unit 20 receives the first measurement light output from the sensor unit 30 and measures the first wavelength spectrum. In addition, the light receiving unit 20 receives the second measurement light output from the sensor unit 30 and measures the second wavelength spectrum.

解析手順では、解析部40は、各測定波長帯で受光部20の受光強度が最小となる波長の変化量として、第1の波長スペクトラム波形での波長変化量δλ1と第2の波長スペクトラム波形での波長変化量δλ2を用い、センサ部30の温度T及び歪量εの相対変化量である温度変化δT及び歪量変化δεを算出する。尚、受光部20が有するOSAの波長掃引範囲及び分解能は、それぞれ20nm及び0.01nmとした。   In the analysis procedure, the analysis unit 40 uses the wavelength change amount δλ1 in the first wavelength spectrum waveform and the second wavelength spectrum waveform as the change amount of the wavelength at which the light receiving intensity of the light receiving unit 20 is minimum in each measurement wavelength band. Is used to calculate a temperature change δT and a strain amount change δε, which are relative changes in the temperature T and the strain amount ε of the sensor unit 30. The wavelength sweep range and resolution of the OSA included in the light receiving unit 20 were 20 nm and 0.01 nm, respectively.

図5に、第2の波長スペクトラムの1例を示す。本実施形態で用いたFMF32は1430nm帯でLP01、LP11、LP21及びLP02の4つのLPモードを導波可能である。このため第2の波長スペクトラム波形では複数の干渉パターンが観測され、少なくとも周期が概ね4nmのモード間干渉であるL5δλ1と、周期が概ね0.5nmであるL5δλ2の干渉パターンの2つが存在することがわかる。   FIG. 5 shows an example of the second wavelength spectrum. The FMF 32 used in this embodiment can guide four LP modes LP01, LP11, LP21, and LP02 in the 1430 nm band. Therefore, a plurality of interference patterns are observed in the second wavelength spectrum waveform, and there are at least two interference patterns of L5δλ1 that is inter-mode interference with a period of about 4 nm and L5δλ2 with a period of about 0.5 nm. Recognize.

本実施形態では、解析部40が、測定した波長スペクトラム波形から各周期に対応する波形を逆フーリエ変換により抽出することにより、2種類のモード間干渉に伴う波長変化量δλについて評価する。例えば、図5の波長スペクトラムを逆フーリエ変換すると、L5δλ1およびL5δλ2に対応する周期T1およびT2が抽出できる。ここで、図5の波長スペクトラムから周期T2の光強度変化を減算すると、L5δλ1に対応する光強度の波長依存性を抽出することができる。同様に、図5の波長スペクトラムから周期T1の光強度変化を減算すると、L5δλ2に対応する光強度の波長依存性を抽出することができる。尚、測定波形では複数のモード間干渉が混在しているため、4モードが伝搬する波長帯では、解析部40による光強度変化量δPの検出精度は劣化するものと考えられる。   In this embodiment, the analysis unit 40 extracts the waveform corresponding to each period from the measured wavelength spectrum waveform by inverse Fourier transform, thereby evaluating the wavelength variation δλ associated with the two types of inter-mode interference. For example, when the wavelength spectrum of FIG. 5 is subjected to inverse Fourier transform, periods T1 and T2 corresponding to L5δλ1 and L5δλ2 can be extracted. Here, by subtracting the light intensity change of the period T2 from the wavelength spectrum of FIG. 5, the wavelength dependence of the light intensity corresponding to L5δλ1 can be extracted. Similarly, by subtracting the light intensity change of the period T1 from the wavelength spectrum of FIG. 5, the wavelength dependence of the light intensity corresponding to L5δλ2 can be extracted. In the measurement waveform, a plurality of inter-mode interferences are mixed, so that it is considered that the detection accuracy of the light intensity change amount δP by the analysis unit 40 deteriorates in the wavelength band in which the four modes propagate.

図6に、第2の波長スペクトラム波形での波長変化量δλ2の温度依存性を示す。L61及びL62は、それぞれ周期が4nm及び0.5nmの干渉パターンに対する評価結果を示している。周期が4nmの干渉パターンでのL61では、第2の波長スペクトラム波形での波長変化量δλ2は温度に比例して減少し、その比例係数は−0.028nm/℃である。また、L61と図3のL31とを比較すると、1580nm帯と1430nm帯では比例係数に十分な有意差が存在することがわかる。一方、周期が0.5nmの干渉パターンでのL62については、第2の波長スペクトラム波形での波長変化量δλ2の明確な温度依存性は観測されなかった。   FIG. 6 shows the temperature dependence of the wavelength change amount δλ2 in the second wavelength spectrum waveform. L61 and L62 show the evaluation results for the interference patterns with periods of 4 nm and 0.5 nm, respectively. In L61 with an interference pattern having a period of 4 nm, the wavelength variation δλ2 in the second wavelength spectrum waveform decreases in proportion to the temperature, and the proportionality factor is −0.028 nm / ° C. Further, comparing L61 with L31 in FIG. 3, it can be seen that there is a sufficient significant difference in the proportionality coefficient between the 1580 nm band and the 1430 nm band. On the other hand, for L62 having an interference pattern with a period of 0.5 nm, no clear temperature dependence of the wavelength variation δλ2 in the second wavelength spectrum waveform was observed.

図7に、第2の波長スペクトラム波形での波長変化量δλ2の歪量依存性を示す。L71及びL72は、それぞれ周期が4nm及び0.5nmの干渉パターンに対する評価結果を示している。L71は、歪量に比例して減少し、その比例係数は−21.8nm/%である。また、L71と図4のL41とを比較すると、1580nm帯と1430nm帯では比例係数に十分な有意差が存在することがわかる。一方、L72は、歪量に対する依存性は観測されなかった。   FIG. 7 shows the distortion amount dependency of the wavelength change amount δλ2 in the second wavelength spectrum waveform. L71 and L72 show the evaluation results for the interference patterns with periods of 4 nm and 0.5 nm, respectively. L71 decreases in proportion to the amount of strain, and the proportionality coefficient is −21.8 nm /%. Further, comparing L71 with L41 in FIG. 4, it can be seen that there is a sufficient significant difference in the proportionality coefficient between the 1580 nm band and the 1430 nm band. On the other hand, no dependency on the amount of strain was observed for L72.

従って、解析部40は、第1の測定波長である1580nm帯と第2の測定波長である1430nm帯の2つの波長帯で、それぞれ波長変化量δλ1とδλ2を測定し、以下の式(3)として示した関係式に代入することにより、FMF32の温度Tと歪量εの相対変化である温度変化δT及び歪量変化δεを算出することが可能となる。また、解析部40は、LP01、LP11、LP21及びLP02の4つのLPモードが伝搬する4LPモード領域であっても、より低次のモード間の干渉パターンを抽出することにより、複数モード間の干渉の影響を受けることなく温度及び歪量εが抽出できることが分かる。   Therefore, the analysis unit 40 measures the wavelength change amounts δλ1 and δλ2 in two wavelength bands of the 1580 nm band that is the first measurement wavelength and the 1430 nm band that is the second measurement wavelength, respectively, and the following equation (3) By substituting into the relational expression shown as, it is possible to calculate the temperature change δT and the strain amount change δε, which are relative changes between the temperature T of the FMF 32 and the strain amount ε. The analysis unit 40 extracts interference patterns between lower modes by extracting interference patterns between lower-order modes even in the 4LP mode region in which the four LP modes LP01, LP11, LP21, and LP02 propagate. It can be seen that the temperature and strain amount ε can be extracted without being affected by the above.

Figure 0005990624
Figure 0005990624

例えば、波長1580nm帯でX(単位nm)のδλ1と、波長1430nm帯でY(単位nm)のδλ2を観測した場合、解析部40は、上述のX及びYを、式(3)に代入する。具体的には、解析部40は、式(3)のdλ1/dT、dλ1/dε、dλ2/dT、dλ2/dεに、それぞれ−0.042(単位nm/℃)、−27.9(単位nm/%)、−0.028(単位nm/℃)、−21.8(単位nm/%)を代入し、連立方程式を解くことによりδT(単位℃)及びδε(単位%)を求めることが可能となる。   For example, when δλ1 of X (unit nm) is observed in the wavelength 1580 nm band and δλ2 of Y (unit nm) is observed in the wavelength 1430 nm band, the analysis unit 40 substitutes X and Y described above into Expression (3). . Specifically, the analysis unit 40 calculates −0.042 (unit: nm / ° C.) and −27.9 (units) for dλ1 / dT, dλ1 / dε, dλ2 / dT, and dλ2 / dε in Equation (3), respectively. nm /%), -0.028 (unit nm / ° C), -21.8 (unit nm /%) are substituted, and δT (unit ° C) and δε (unit%) are obtained by solving simultaneous equations. Is possible.

ここで、本実施形態に係る受光部20では、センサ部30から出力される測定光の、2つの波長帯における波長変化量δλ1とδλ2、並びにLP01及びLP11の2つのLPモードが伝搬する2LPモード領域における光強度変化量δPの、最大で3種類の変化を測定することができるため、センサ部30の温度T、及び歪量εに加え、側圧Fもしくは曲率Rに依存した温度係数あるいは歪量係数を知ることにより、最大で3種類の環境パラメータの変化を同時に評価することが可能となる。例えば、センサ部30に加えられる温度Tと張力による歪量εを一定とし、FMF32の側面に印加する押圧力である側圧Fを変化させた時の波長シフト量δλ3を、所望の波長帯で測定することにより、解析部40は、当該センサ部30の押圧力に対する係数(dδλ3/dF)を算出することができる。   Here, in the light receiving unit 20 according to the present embodiment, the 2LP mode in which the two LP modes of the wavelength change amounts δλ1 and δλ2 and LP01 and LP11 of the measurement light output from the sensor unit 30 are propagated. Since a maximum of three types of changes in the light intensity change amount δP in the region can be measured, the temperature coefficient or the strain amount depending on the side pressure F or the curvature R in addition to the temperature T and the strain amount ε of the sensor unit 30. Knowing the coefficients makes it possible to evaluate changes in up to three environmental parameters simultaneously. For example, the wavelength shift amount δλ3 is measured in a desired wavelength band when the temperature T applied to the sensor unit 30 and the strain amount ε due to tension are constant and the side pressure F, which is the pressing force applied to the side surface of the FMF 32, is changed. Thus, the analysis unit 40 can calculate a coefficient (dδλ3 / dF) with respect to the pressing force of the sensor unit 30.

例えば、1580nmでX(単位dB)のδPの変化と、Y(単位nm)のδλ1を、1430nm帯でZ(単位nm)のδλ2を解析部40が観測した場合、解析部40は、式(1)の光強度変化量δPにXを、dP/dεに27.1(単位dB/%)に代入することにより、δε(単位%)を求めることができる。更に、解析部40は、式(4)の第1の測定光での波長変化量δλ1にYを、第2の測定光での波長変化量δλ2にZを、δεに式(1)より求めたδε(単位%)を代入し、T、ε、Fに対する各波長帯の係数を用いることにより、δT(単位℃)及びδF(単位N)を求めることが可能となる。   For example, when the analysis unit 40 observes the change of δP of X (unit dB) at 1580 nm, δλ1 of Y (unit nm), and δλ2 of Z (unit nm) in the 1430 nm band, By substituting X for the light intensity change amount δP in 1) and 27.1 (unit dB /%) for dP / dε, δε (unit%) can be obtained. Further, the analysis unit 40 obtains Y for the wavelength change amount δλ1 in the first measurement light of Equation (4), Z for the wavelength change amount δλ2 in the second measurement light, and δε from Equation (1). By substituting δε (unit%) and using the coefficients of the respective wavelength bands for T, ε, and F, δT (unit ° C) and δF (unit N) can be obtained.

Figure 0005990624
Figure 0005990624

また同様に、センサ部30に加えられる温度と張力を一定とし、センサ部30の曲率Rを変化させた時の波長シフト量δλ3を、所望の波長帯で測定することにより、当該センサ部30の曲率Rに対する係数(dδλ3/dR)を知ることができ、式(4)の温度T、側圧Fの何れかを曲率Rに置きかえることで、曲率Rの相対変化を検出することが可能となる。   Similarly, by measuring the wavelength shift amount δλ3 when the temperature and tension applied to the sensor unit 30 are constant and changing the curvature R of the sensor unit 30 in a desired wavelength band, The coefficient (dδλ3 / dR) with respect to the curvature R can be known, and the relative change in the curvature R can be detected by replacing either the temperature T or the side pressure F in the equation (4) with the curvature R.

(実施形態3)
本実施形態では、FMF32に好適な構造条件、並びにセンシング条件の関係について説明する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the relationship between the structural conditions suitable for the FMF 32 and the sensing conditions will be described.

図8に、ステップ型FMF32におけるコア半径と比屈折率差の関係を示す。L81及びL82は遮断波長条件を表す。L82は、FMF32のLP11モードの遮断波長が1650nmとなる構造境界を表し、L82より上側の領域でLP01とLP11の2モードが伝搬可能となる。一方、L81はFMF32のLP21およびLP02モードの遮断波長が1500nmとなる構造条件を表し、L81より上側の領域でLP01、LP11、LP21及びLP02の4モードが伝搬可能となる。   FIG. 8 shows the relationship between the core radius and the relative refractive index difference in the step type FMF 32. L81 and L82 represent cutoff wavelength conditions. L82 represents a structural boundary where the cutoff wavelength of the LP11 mode of the FMF 32 is 1650 nm, and the two modes LP01 and LP11 can propagate in the region above L82. On the other hand, L81 represents a structural condition in which the cutoff wavelength of the LP21 and LP02 modes of the FMF 32 is 1500 nm, and the four modes LP01, LP11, LP21, and LP02 can propagate in the region above L81.

本実施形態に係る光ファイバセンサは実施形態2に示した様に、LP01、LP11、LP21及びLP02の4つのLPモードが伝搬する4LPモード領域でも適用する事が出来るが、より高次のモード間の干渉による影響を除去するにはLP01及びLP11の2つのLPモードが伝搬する2LPモード領域で利用することが望ましい。従って、1500nm帯に測定波長を設定する場合、図8中のL81及びL82で囲まれる領域でコア半径と比屈折率差を設定することが望ましい。   As shown in the second embodiment, the optical fiber sensor according to the present embodiment can be applied in the 4LP mode region in which the four LP modes LP01, LP11, LP21, and LP02 propagate. In order to eliminate the influence of the interference, it is desirable to use in the 2LP mode region where the two LP modes LP01 and LP11 propagate. Therefore, when setting the measurement wavelength in the 1500 nm band, it is desirable to set the core radius and the relative refractive index difference in the region surrounded by L81 and L82 in FIG.

図8に示すL83及びL84は構造境界を示す。L84は、波長1310nmにおけるLP01モードのモードフィールド径(MFD:Mode field diameter)が8.6μmになる構造境界を示す。L83は、波長1310nmにおけるLP01モードのモードフィールド径が9.5μmになる構造境界を示す。   L83 and L84 shown in FIG. 8 indicate structural boundaries. L84 indicates a structure boundary where the mode field diameter (MFD) of the LP01 mode at a wavelength of 1310 nm is 8.6 μm. L83 indicates a structure boundary where the mode field diameter of the LP01 mode at a wavelength of 1310 nm is 9.5 μm.

ここで、汎用的なSMFの波長1310nmにおけるMFDの代表値は8.6μmから9.5μmである。従って、FMF32が、図中のL83及びL84で囲まれる領域でコア半径と比屈折率差を設定することにより、FMF32に通常のSMFと同等のMFDを実現することが可能となり、本実施形態のセンサ部30を構成する際に、FMF32とSMF31a及び31bとの接続損失を低減することが可能となる。従って、図8に示すL81及びL82と、L83及びL84で囲まれる領域でFMF32のコア半径と比屈折率差を設定することにより、波長1500nm以上1650nm以下の1500nm帯に2モード領域を有し、通常のSMFのMFDと整合性の高いセンサ部30を構成することが可能となる。   Here, a typical value of MFD at a wavelength of 1310 nm of general-purpose SMF is 8.6 μm to 9.5 μm. Therefore, by setting the core radius and the relative refractive index difference in the region surrounded by L83 and L84 in the figure, the FMF 32 can realize an MFD equivalent to a normal SMF in the FMF 32. When configuring the sensor unit 30, it is possible to reduce the connection loss between the FMF 32 and the SMFs 31a and 31b. Therefore, by setting the core radius and relative refractive index difference of FMF32 in the region surrounded by L81 and L82 and L83 and L84 shown in FIG. 8, it has a two-mode region in the 1500 nm band of wavelengths from 1500 nm to 1650 nm, It is possible to configure the sensor unit 30 having high consistency with a normal SMF MFD.

図8に示すL81及びL82とL83及びL84とが交差する比屈折率差(約0.42%、0.52%、0.62%、及び0.73%の4点)において、MFDが8.6μmもしくは9.5μmになるコア半径に着目し、各コア構造における実効屈折率と屈折率の温度依存性の関係について検討を行った。ここで、上記の比屈折率差とコア半径の組合せにおける規格化周波数V値は、約2.9、3.3及び3.8の3水準になる。尚、以下の検討では石英ガラスの屈折率の温度依存性を8.75×10−7/℃とした。 In the relative refractive index difference (four points of about 0.42%, 0.52%, 0.62%, and 0.73%) at which L81 and L82 intersect with L83 and L84 shown in FIG. Focusing on the core radius of .6 μm or 9.5 μm, the relationship between the effective refractive index and the temperature dependence of the refractive index in each core structure was examined. Here, the normalized frequency V value in the combination of the relative refractive index difference and the core radius becomes three levels of about 2.9, 3.3, and 3.8. In the following examination, the temperature dependence of the refractive index of quartz glass was 8.75 × 10 −7 / ° C.

図9に、実効屈折率差δneffの相対変化量を示す実効屈折率差変化量Δ(δneff)と波長変化量δλの関係を示す。図9に示す実効屈折率差変化量Δ(δneff)は、LP01モードとLP11モード間の実効屈折率差δneffの相対変化量を示す。一般に、SMSセンサ中の波長変化量δλは対応する2モード間の実効屈折率差に比例して変化することが知られている(例えば、非特許文献3参照。)。仮に、受光部20の波長掃引分解能の最小値が0.01nmであるとすると、図9から1.9×10−8以上のΔ(δneff)が発生すれば、本実施形態のセンサ部30で検出可能となることが分かる。 9, the effective refractive index difference change amount indicating the relative amount of change in the effective refractive index difference .DELTA.n eff delta and (.DELTA.n eff) indicating the relationship between the wavelength change amount [delta] [lambda]. The effective refractive index difference change amount Δ (δn eff ) shown in FIG. 9 indicates the relative change amount of the effective refractive index difference δn eff between the LP01 mode and the LP11 mode. In general, it is known that the wavelength change amount δλ in the SMS sensor changes in proportion to the effective refractive index difference between the two corresponding modes (see, for example, Non-Patent Document 3). Assuming that the minimum value of the wavelength sweep resolution of the light receiving unit 20 is 0.01 nm, if Δ (δn eff ) of 1.9 × 10 −8 or more is generated from FIG. 9, the sensor unit 30 of the present embodiment. It can be seen that detection becomes possible.

図10は、実効屈折率差変化量Δ(δneff)の温度依存性と波長の関係を示す。縦軸は、温度変化に対するΔ(δneff)の変化量であるdΔ(δneff)/dTを示し、単位は(10−7/℃)である。前述のとおり、石英ガラスの屈折率の温度依存性は8.75×10−7/℃としている。 FIG. 10 shows the relationship between the temperature dependence of the effective refractive index difference variation Δ (δn eff ) and the wavelength. The vertical axis represents dΔ (δn eff ) / dT, which is the amount of change in Δ (δn eff ) with respect to temperature change, and the unit is (10 −7 / ° C.). As described above, the temperature dependence of the refractive index of quartz glass is 8.75 × 10 −7 / ° C.

図10中のL101a及びL101bは規格化周波数V値が2.9になるコア構造に対する計算結果を示し、L102a及びL102bは規格化周波数V値が3.3になるコア構造に対する計算結果を示し、L103a及びL103bは規格化周波数V値が3.8になるコア構造に対する計算結果を示す。L101a、L102a及びL103aは、MFDが8.6μmとなるコア構造に対する計算結果を示し、L101b、L102b及びL103bは、MFDが9.5μmとなるコア構造に対する計算結果を示す。   L101a and L101b in FIG. 10 show the calculation results for the core structure with the normalized frequency V value of 2.9, L102a and L102b show the calculation results for the core structure with the normalized frequency V value of 3.3, L103a and L103b indicate calculation results for the core structure in which the normalized frequency V value is 3.8. L101a, L102a, and L103a show the calculation results for the core structure with an MFD of 8.6 μm, and L101b, L102b, and L103b show the calculation results for the core structure with an MFD of 9.5 μm.

図10のように、規格化周波数V値が一定であれば、L101aとL101bのようにΔ(δneff)の波長依存性も同等となる。また、Δ(δneff)の温度係数の絶対値は規格化周波数V値が小さいほど、また長波長側ほど増加する。 As shown in FIG. 10, if the normalized frequency V value is constant, the wavelength dependency of Δ (δn eff ) is equivalent as in L101a and L101b. Further, the absolute value of the temperature coefficient of Δ (δn eff ) increases as the normalized frequency V value is smaller and the longer wavelength side.

図11に、本実施形態に係る光ファイバセンサでの測定波長1550nmにおける実効屈折率差変化量Δ(δneff)を規格化周波数V値の関数として示す。縦軸は、温度変化に対するΔ(δneff)の変化量であるdΔ(δneff)/dTを示し、単位は(10−7/℃)である。前述のとおり、石英ガラスの屈折率の温度依存性は8.75×10−7/℃としている。 FIG. 11 shows the effective refractive index difference variation Δ (δn eff ) at the measurement wavelength of 1550 nm in the optical fiber sensor according to the present embodiment as a function of the normalized frequency V value. The vertical axis represents dΔ (δn eff ) / dT, which is the amount of change in Δ (δn eff ) with respect to temperature change, and the unit is (10 −7 / ° C.). As described above, the temperature dependence of the refractive index of quartz glass is 8.75 × 10 −7 / ° C.

Δ(δneff)の温度係数の絶対値は低V値側で増加する。また、規格化周波数V値が3.12以下の領域では、Δ(δneff)の絶対値が1.9×10−7以上となり、約0.1℃の温度分解能が得られより好ましい。 The absolute value of the temperature coefficient of Δ (δn eff ) increases on the low V value side. In the region where the normalized frequency V value is 3.12 or less, the absolute value of Δ (δn eff ) is 1.9 × 10 −7 or more, and a temperature resolution of about 0.1 ° C. is more preferable.

図12に、2つの測定波長間における、dΔ(δneff)/dTの差と波長間隔の関係を示す。縦軸は、2つの測定波長間におけるdΔ(δneff)/dTの差を示し、単位は(10−8/℃)である。図中のL121、L122、L123は、それぞれ規格化周波数V値が2.9、3.3、3.8となるコア構造に対する計算結果を表す。前述のとおり、石英ガラスの屈折率の温度依存性は8.75×10−7/℃としている。 FIG. 12 shows the relationship between the difference in dΔ (δn eff ) / dT and the wavelength interval between two measured wavelengths. The vertical axis represents the difference in dΔ (δn eff ) / dT between the two measurement wavelengths, and the unit is (10 −8 / ° C.). L121, L122, and L123 in the figure represent calculation results for the core structure having normalized frequency V values of 2.9, 3.3, and 3.8, respectively. As described above, the temperature dependence of the refractive index of quartz glass is 8.75 × 10 −7 / ° C.

図12より2波長間のdΔ(δneff)/dTの差の絶対値は波長間隔とともに増大する。ここで、図中のL124はΔ(δneff)の絶対値が1.9×10−8となるレベルを表す。従って、図9に示したように、2測定波長の間隔を、各規格化周波数V値の実線L121〜L123が破線L124と交わる波長間隔以上に設定することにより、2測定波長における第1の波長変化量δλ1と第2の波長変化量δλ2の間に0.01nm以上の偏差を生じさせることが可能となる。このため、受光部20の波長掃引分解能を0.01nmにすることで、第1の波長変化量δλ1と第2の波長変化量δλ2の差を用いて、式(3)より温度Tの相対変化である温度変化δT及び歪量εの相対変化である歪量変化δεを求めることが可能となる。 From FIG. 12, the absolute value of the difference in dΔ (δn eff ) / dT between the two wavelengths increases with the wavelength interval. Here, L124 in the figure represents a level at which the absolute value of Δ (δn eff ) is 1.9 × 10 −8 . Therefore, as shown in FIG. 9, by setting the interval between the two measurement wavelengths to be equal to or greater than the wavelength interval at which the solid lines L121 to L123 of each normalized frequency V value intersect with the broken line L124, the first wavelength at the two measurement wavelengths It is possible to cause a deviation of 0.01 nm or more between the change amount δλ1 and the second wavelength change amount δλ2. For this reason, by setting the wavelength sweep resolution of the light receiving unit 20 to 0.01 nm, a relative change in the temperature T is obtained from the equation (3) using the difference between the first wavelength change amount δλ1 and the second wavelength change amount δλ2. It is possible to obtain a strain amount change δε which is a relative change between the temperature change δT and the strain amount ε.

図13に、本実施形態に係る光ファイバセンサでのΔ(δneff)の絶対値を1.9×10−8以上とする最小波長間隔と規格化周波数V値の関係を示す。図13のように、最小波長間隔は規格化周波数V値とともに増加し、規格化周波数V値が3.8の場合、約120nmの波長間隔が必要となる。従って、図8及び図13に示した様に、規格化周波数V値が2.9〜3.8の範囲であるFMF32を用いてセンサ部30を構成し、波長1500nm以上1650nm以下の範囲を用いることにより、1℃以下の分解能で温度評価が可能となる。ここで、図13に示した最小波長間隔ΔλとV値の関係は次式(5)で近似できる。 FIG. 13 shows the relationship between the minimum wavelength interval at which the absolute value of Δ (δn eff ) in the optical fiber sensor according to this embodiment is 1.9 × 10 −8 or more and the normalized frequency V value. As shown in FIG. 13, the minimum wavelength interval increases with the normalized frequency V value. When the normalized frequency V value is 3.8, a wavelength interval of about 120 nm is required. Therefore, as shown in FIGS. 8 and 13, the sensor unit 30 is configured using the FMF 32 whose normalized frequency V value is in the range of 2.9 to 3.8, and the wavelength range of 1500 nm to 1650 nm is used. Thus, temperature evaluation can be performed with a resolution of 1 ° C. or less. Here, the relationship between the minimum wavelength interval Δλ and the V value shown in FIG. 13 can be approximated by the following equation (5).

Figure 0005990624
Figure 0005990624

従って、本発明の光ファイバセンサに備わるセンサ部30において、規格化周波数V値とΔλを式(5)の関係を満たす様に設定することにより、効率的な温度センサを実現することが可能となる。   Therefore, in the sensor unit 30 provided in the optical fiber sensor of the present invention, it is possible to realize an efficient temperature sensor by setting the normalized frequency V value and Δλ so as to satisfy the relationship of Expression (5). Become.

本発明は、情報通信産業に適用することができる。   The present invention can be applied to the information communication industry.

10:測定光源
20:受光部
30:センサ部
31a:SMF
31b:SMF
32:FMF
40:解析部
10: Measurement light source 20: Light receiving unit 30: Sensor unit 31a: SMF
31b: SMF
32: FMF
40: Analysis unit

Claims (12)

所定の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を備え、
前記測定波長を有する測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性のうち、
前記波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する波長変化量、及び、
前記波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、
前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する、
光ファイバセンサ。
A sensor unit in which a single mode optical fiber capable of guiding one kind of propagation mode at the measurement wavelength is connected to both ends of a number mode optical fiber capable of guiding at least two kinds of propagation modes at a predetermined measurement wavelength. With
Of the wavelength dependence of the light intensity at the exit end of the sensor unit of the measurement light having the measurement wavelength,
A wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and
Using the light intensity change amount corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the wavelength-dependent light intensity,
Detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit;
Optical fiber sensor.
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を備え、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、及び、
前記第2の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、を用いて、
前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する、
光ファイバセンサ。
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. Of the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit,
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and
Using a second wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized,
Detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit;
Optical fiber sensor.
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を備え、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、
前記第2の波長依存性の光強度が最大もしくは最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、及び、
前記第1の波長依存性又は前記第2の波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、
前記センサ部における温度、張力、曲率及び側圧のうちの任意の3種類の物理量の相対変化量を検出する、
光ファイバセンサ。
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. Of the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit,
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized;
A second wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and
Using the light intensity change amount corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the light intensity of the first wavelength dependency or the second wavelength dependency,
Detecting a relative change amount of any three kinds of physical quantities among temperature, tension, curvature and lateral pressure in the sensor unit;
Optical fiber sensor.
前記数モード光ファイバは、ステップ型の屈折率分布を有し、LP11モードの遮断波長が1650nm以上であり、規格化周波数V値が2.9以上3.8以下である、
請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバセンサ。
The number mode optical fiber has a step-type refractive index distribution, the cutoff wavelength of the LP11 mode is 1650 nm or more, and the normalized frequency V value is 2.9 or more and 3.8 or less.
The optical fiber sensor in any one of Claim 1 to 3.
前記数モード光ファイバは、ステップ型の屈折率分布を有し、LP11モードの遮断波長が1650nm以上であり、規格化周波数V値が2.9以上3.8以下であり、
前記第1の測定波長の中心波長と前記第2の測定波長の中心波長の間隔Δλが、規格化周波数Vを用い、以下の関係式を満たす、
請求項2又は3に記載の光ファイバセンサ。
(数1)
Δλ≧464−334V+64V
The number mode optical fiber has a step-type refractive index profile, an LP11 mode cutoff wavelength of 1650 nm or more, and a normalized frequency V value of 2.9 or more and 3.8 or less,
An interval Δλ between the center wavelength of the first measurement wavelength and the center wavelength of the second measurement wavelength satisfies the following relational expression using the normalized frequency V.
The optical fiber sensor according to claim 2 or 3.
(Equation 1)
Δλ ≧ 464-334V + 64V 2
前記数モード光ファイバは、クラッド外径が125μm以下である、
請求項1から5のいずれかに記載の光ファイバセンサ。
The number mode optical fiber has a cladding outer diameter of 125 μm or less.
The optical fiber sensor in any one of Claim 1 to 5.
所定の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部と、
前記測定波長を有する測定光を前記センサ部に入射させる測定光源と
前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を測定し、前記測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性のうち、前記波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する波長変化量、及び、前記波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析部と、
を備える光ファイバセンサシステム。
A sensor unit in which a single mode optical fiber capable of guiding one kind of propagation mode at the measurement wavelength is connected to both ends of a number mode optical fiber capable of guiding at least two kinds of propagation modes at a predetermined measurement wavelength. When,
A measurement light source which Ru is incident the measurement light to the sensor unit having the measuring wavelength,
Measuring the wavelength dependency of the light intensity at the output end of the sensor unit, before of the wavelength dependency of the light intensity at the output end of the sensor portion of Kihaka constant light, the wavelength dependence of the light intensity is maximum or minimum wavelength change amount corresponding to the amount of change of the wavelength at which, and the light intensity variation corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the wavelength dependence of the light intensity, using a pre-Symbol temperature or tension in the sensor unit An analysis unit for detecting a relative change amount;
An optical fiber sensor system comprising:
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部と、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光を前記センサ部に入射させる測定光源と
記第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、及び、前記第2の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析部と、
を備える光ファイバセンサシステム。
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
Said first first second measuring light source of the measuring light Ru is incident to the sensor unit having a measuring beam and the second measuring wavelength having a measurement wavelength,
Wavelength dependence of the light intensity in the first wavelength dependent and the exit end of the sensor portion of the front Stories second measuring beam of a wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor portion of the front Symbol first measuring beam A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the light intensity of the first wavelength dependency is maximized or minimized, and the second wavelength dependency. An analysis unit for detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit using a second change in wavelength corresponding to a change in wavelength at which the light intensity of the light reaches a maximum or minimum;
An optical fiber sensor system comprising:
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部と、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光を前記センサ部に入射させる測定光源と
記第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性のうち、前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、前記第2の波長依存性の光強度が最大は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、及び、前記第1の波長依存性又は前記第2の波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度、張力、曲率及び側圧のうちの任意の3種類の物理量の相対変化量を検出する解析部と、
を備える光ファイバセンサシステム。
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding the propagation mode of
Said first first second measuring light source of the measuring light Ru is incident to the sensor unit having a measuring beam and the second measuring wavelength having a measurement wavelength,
Wavelength dependence of the light intensity in the first wavelength dependent and the exit end of the sensor portion of the front Stories second measuring beam of a wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor portion of the front Symbol first measuring beam Of the second wavelength dependency, the first wavelength change amount corresponding to the change amount of the wavelength at which the light intensity of the first wavelength dependency becomes maximum or minimum, and the second wavelength dependency the second wavelength variation of light intensity corresponding to the amount of change of the wavelength at which the maximum or the minimum, and, the maximum value and the minimum value of the first wavelength-dependent or the second wavelength dependence of the light intensity An analysis unit that detects a relative change amount of any three types of physical quantities among temperature, tension, curvature, and lateral pressure in the sensor unit using a light intensity change amount corresponding to the difference;
An optical fiber sensor system comprising:
所定の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を用いる測定方法であって、
前記測定波長を有する測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を測定する測定手順と、
前記波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する波長変化量、及び、前記波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析手順と、
を有する測定方法。
A sensor unit in which a single mode optical fiber capable of guiding one kind of propagation mode at the measurement wavelength is connected to both ends of a number mode optical fiber capable of guiding at least two kinds of propagation modes at a predetermined measurement wavelength. A measuring method using
A measurement procedure for measuring the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit of the measurement light having the measurement wavelength;
A wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized, and a light intensity change amount corresponding to a difference between the maximum value and the minimum value of the wavelength-dependent light intensity, Using an analysis procedure for detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit;
Measuring method.
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を用いる測定方法であって、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性を測定する測定手順と、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、及び、前記第2の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、を用いて、前記センサ部における温度又は張力の相対変化量を検出する解析手順と、
を有する測定方法。
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A measurement method using a sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding a propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. A measurement procedure for measuring the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit;
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized, and a wavelength at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized. An analysis procedure for detecting a relative change in temperature or tension in the sensor unit using a second wavelength change corresponding to the change;
Measuring method.
所定の第1の測定波長及び第2の測定波長で少なくとも2種類以上の伝搬モードを導波可能な数モード光ファイバの両端に、前記第1の測定波長及び前記第2の測定波長で1種類の伝搬モードを導波可能な単一モード光ファイバが接続されたセンサ部を用いる測定方法であって、
前記第1の測定波長を有する第1の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第1の波長依存性及び前記第2の測定波長を有する第2の測定光の前記センサ部の出射端における光強度の波長依存性を示す第2の波長依存性を測定する測定手順と、
前記第1の波長依存性の光強度が最大又は最小になる波長の変化量に相当する第1の波長変化量、前記第2の波長依存性の光強度が最大もしくは最小になる波長の変化量に相当する第2の波長変化量、及び、前記第1の波長依存性又は前記第2の波長依存性の光強度の最大値と最小値の差分に相当する光強度変化量、を用いて、前記センサ部における温度、張力、曲率及び側圧のうちの任意の3種類の物理量の相対変化量を検出する解析手順と、
を有する測定方法。
One type at the first measurement wavelength and the second measurement wavelength at both ends of the number mode optical fiber capable of guiding at least two types of propagation modes at a predetermined first measurement wavelength and second measurement wavelength. A measurement method using a sensor unit connected to a single mode optical fiber capable of guiding a propagation mode of
The first wavelength dependence of the first measurement light having the first measurement wavelength and the second measurement light having the second measurement wavelength indicating the wavelength dependence of the light intensity at the output end of the sensor unit. A measurement procedure for measuring the second wavelength dependency indicating the wavelength dependency of the light intensity at the emission end of the sensor unit;
A first wavelength change amount corresponding to a wavelength change amount at which the first wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized; and a wavelength change amount at which the second wavelength-dependent light intensity is maximized or minimized. And the second wavelength change amount corresponding to the first wavelength dependency or the light intensity change amount corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value of the second wavelength dependency light intensity, An analysis procedure for detecting a relative change amount of any three kinds of physical quantities among temperature, tension, curvature and lateral pressure in the sensor unit;
Measuring method.
JP2015103631A 2015-05-21 2015-05-21 Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method Active JP5990624B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015103631A JP5990624B1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015103631A JP5990624B1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5990624B1 true JP5990624B1 (en) 2016-09-14
JP2016217904A JP2016217904A (en) 2016-12-22

Family

ID=56920984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015103631A Active JP5990624B1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5990624B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111012356A (en) * 2019-11-26 2020-04-17 武汉纺织大学 Gait detection and identification system and method based on micro-nano optical fiber composite sensing
CN112781840A (en) * 2021-01-05 2021-05-11 电子科技大学 Method for measuring absorption coefficient of few-mode erbium-doped fiber
CN113375592A (en) * 2021-06-04 2021-09-10 哈尔滨工程大学 Bending measurement device based on optical fiber mode dispersion

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107063499A (en) * 2017-04-19 2017-08-18 天津理工大学 A kind of double parameter fibre optical sensors and preparation method based on less fundamental mode optical fibre wimble structure
CN110006562B (en) * 2019-02-28 2020-11-20 北京大学 Distributed optical fiber sensing system based on mode coupling

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010121960A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Nikon Corp Measuring device and method of measuring subject
JP2011149881A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Shimizu Corp Method and device of evaluating measurement precision of optical fiber sensor
JP2013148551A (en) * 2012-01-23 2013-08-01 Toyota Industries Corp Optical fiber for temperature sensor, and electric power device monitoring system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010121960A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Nikon Corp Measuring device and method of measuring subject
JP2011149881A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Shimizu Corp Method and device of evaluating measurement precision of optical fiber sensor
JP2013148551A (en) * 2012-01-23 2013-08-01 Toyota Industries Corp Optical fiber for temperature sensor, and electric power device monitoring system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111012356A (en) * 2019-11-26 2020-04-17 武汉纺织大学 Gait detection and identification system and method based on micro-nano optical fiber composite sensing
CN111012356B (en) * 2019-11-26 2022-06-24 武汉纺织大学 Gait detection and identification system and method based on micro-nano optical fiber composite sensing
CN112781840A (en) * 2021-01-05 2021-05-11 电子科技大学 Method for measuring absorption coefficient of few-mode erbium-doped fiber
CN112781840B (en) * 2021-01-05 2021-10-22 电子科技大学 Method for measuring absorption coefficient of few-mode erbium-doped fiber
CN113375592A (en) * 2021-06-04 2021-09-10 哈尔滨工程大学 Bending measurement device based on optical fiber mode dispersion

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016217904A (en) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5990624B1 (en) Optical fiber sensor system, optical fiber sensor and measuring method
JP5945441B2 (en) Multimode optical fiber
JP2019144266A (en) Two-core optical fiber for distributed fiber sensor and system
JP4781746B2 (en) Optical fiber birefringence measuring method and measuring apparatus, and optical fiber polarization mode dispersion measuring method
US10760993B2 (en) Measurement method, measurement device, and non-transitory recording medium
EP2817593A1 (en) Sensing systems and few-mode optical fiber for use in such systems
JP5517228B1 (en) Method and system for evaluating crosstalk characteristics of multi-core optical fiber
Minardo et al. Bend-induced Brillouin frequency shift variation in a single-mode fiber
CN104613889B (en) A kind of crooked sensory measuring system based on optical fiber ring laser
JP5313079B2 (en) Optical fiber characterization method
US7693358B2 (en) Fiber optic distributed sensor apparatus
Li et al. Dual core optical fiber for distributed Brillouin fiber sensors
JP2017037013A (en) Mode dispersion coefficient measuring apparatus and mode dispersion coefficient measuring method
JP4388018B2 (en) Optical fiber and polarization mode dispersion measuring method of optical fiber
Bao et al. Development and applications of the distributed temperature and strain sensors based on Brillouin scattering
Mizuno et al. Fiber-optic interferometry using narrowband light source and electrical spectrum analyzer: influence on Brillouin measurement
JP6393563B2 (en) Optical fiber evaluation method and evaluation apparatus
JP7363824B2 (en) Optical pulse testing device and optical pulse testing method
Westbrook et al. Performance characteristics of continuously grated multicore sensor fiber
JP7468638B2 (en) Brillouin optical sensing device and optical sensing method
US11965758B2 (en) Brillouin optical sensing device and optical sensing method
JP7376410B2 (en) Measuring method and measuring device
Matsui et al. Effective mode-field diameter measurement for few-mode fibers
JP2016020863A (en) Bending measurement method and bending measurement device using optical fiber
Gao et al. Novel Method for the Measurement of Chromatic Dispersion of Photonic Crystal Fibers

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160713

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160815

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5990624

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150