JP7266525B2 - ハイブリッドコア光ファイバを採用した分布型ファイバセンサ及びシステム - Google Patents
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Description
シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備える。
シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備え、
更に、上記ファイバの上記伝送端部は、光源からの光が上記ファイバの上記伝送端部において上記コアに入射した後に、上記シングルモードコア部分及び上記マルチモードコア部分の両方から放出される、全後方散乱信号を発する。
約300nm~約2000nmの波長でのシングルモード動作又はいくつかのモードでの動作のために構成され、更に伝送端部、別の端部、ファイバ外径、及びファイバ長によって画定された、光ファイバであって、上記ファイバは:
マルチモードコア部分及びシングルモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備える、光ファイバ;
入射光のスポットを、上記ファイバの上記伝送端部において、上記コアの少なくとも一部分へと配向するよう構成された、光源;
上記入射光のスポットが、上記ファイバの上記伝送端部において、上記ハイブリッドコアに入射した後に、上記ハイブリッドコアから放出される全後方散乱信号を受信するよう構成された、レシーバ;並びに
上記後方散乱信号を処理して、上記ファイバに近接した又は接触した特徴部分に対応するセンサ測定値を得るよう構成された、信号問い合わせ要素
を備える。
(i)シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
(ii)上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備え、
上記マルチモードコア部分中のGeO2の最大量は、5.5重量%~35重量%である。
本明細書中で使用される場合、用語「屈折率プロファイル」又は「相対屈折率プロファイル」は、屈折率又は相対屈折率とファイバの半径Rとの間の関係である。
約300nm~約2000nmの波長で動作するよう構成され、更に伝送端部、別の端部、ファイバ外径、及びファイバ長によって画定された、光ファイバ
を備え、上記ファイバは:
シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備える。
入射光のスポットを、上記ファイバの上記伝送端部において、上記コアの少なくとも一部分へと配向するよう構成された、光源;
上記入射光のスポットが、上記ファイバの上記伝送端部において、上記ハイブリッドコアに入射した後に、上記ハイブリッドコアから放出される全後方散乱信号を受信するよう構成された、レシーバ;並びに
上記後方散乱信号を処理して、上記ファイバに近接した又は接触した特徴部分に対応するセンサ測定値を得るよう構成された、信号問い合わせ要素
を備える。いくつかの実施形態によると、上記センサ測定値は、温度、圧力、歪み、変位及び雑音からなる群からの1つ以上の特徴を含む。
(i)シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
(ii)上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド、
を備え、
上記マルチモードコア部分中のGeO2の最大量は、5.5重量%~35重量%である。
約300nm~約2000nmの波長で動作するよう構成され、更に伝送端部、別の端部、ファイバ外径、及びファイバ長によって画定された、光ファイバを備える、ファイバセンサであって、
上記ファイバは:
シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備える、ファイバセンサ。
上記シングルモードコア部分はGeO2を含み、
上記シングルモードコア部分中のGeO2の最大量は、6重量%~50重量%である、実施形態1に記載のファイバセンサ。
上記マルチモードコア部分は、0~45重量%のGeO2を含む、実施形態1又は2に記載のファイバセンサ。
上記マルチモードコア部分はGeO2を含み、上記マルチモードコア部分中のGeO2の最大量は、5.5重量%~35重量%である、実施形態3に記載のファイバセンサ。
上記マルチモードコア部分中のGeO2の最大量は、5~20重量%である、実施形態3に記載のファイバセンサ。
上記ファイバ長は約10m~100kmである、実施形態1~5のいずれか1つに記載のファイバセンサ。
上記シングルモードコア部分は、最大相対屈折率Δ31を有し、
上記マルチモード差分コア部分は、最大相対屈折率Δ32を有し、
0.2%≦Δ31-Δ32≦1%である、実施形態1~6のいずれか1つに記載のファイバセンサ。
上記ファイバの上記伝送端部の上記コアは、上記ファイバ内に、約1マイクロメートル~約100マイクロメートルのスポットサイズを有する単一の光源からの入射光を受信するよう配設及び構成される、実施形態1~7のいずれか1つに記載のセンサ。
上記ファイバの上記伝送端部は、光源からの光が上記ファイバの上記伝送端部において上記コアに入射した後に、上記シングルモードコア部分及び上記マルチモードコア部分の両方から放出される、全後方散乱信号を発する、実施形態1~8のいずれか1つに記載のファイバセンサ。
上記全後方散乱信号は、基準シングルモードコア光ファイバからの後方散乱信号からのSN比より大きなSN比を有する、実施形態9に記載のセンサ。
上記全後方散乱信号は、基準シングルモードコア光ファイバからの後方散乱信号からのSN比より少なくとも2倍大きなSN比を有する、実施形態9に記載のセンサ。
上記全後方散乱信号は、SMF‐28(登録商標)ファイバからの後方散乱信号からのSN比より少なくとも2倍大きなSN比を有する、実施形態9に記載のセンサ。
実施形態1~12のいずれか1つに記載のファイバセンサシステムであって、
上記光ファイバは、約300nm~約2000nmの波長でのシングルモード動作又はいくつかのモードでの動作のために構成され、
上記ファイバセンサシステムは更に:
入射光のスポットを、上記ファイバの上記伝送端部において、上記コアの少なくとも一部分へと配向するよう構成された、光源;
上記入射光のスポットが、上記ファイバの上記伝送端部において、上記ハイブリッドコアに入射した後に、上記ハイブリッドコアから放出される全後方散乱信号を受信するよう構成された、レシーバ;並びに
上記後方散乱信号を処理して、上記ファイバに近接した又は接触した特徴部分に対応するセンサ測定値を得るよう構成された、信号問い合わせ要素
を備える、実施形態1~12のいずれか1つに記載のファイバセンサシステム。
上記センサ測定値は、温度、圧力、歪み、変位及び雑音からなる群からの1つ以上の特徴を含む、実施形態13に記載のシステム。
上記光ファイバは、約600nm~1600nmの波長での動作のために構成される、実施形態1~14のいずれか1つに記載のファイバセンサ。
上記光ファイバは、約1200nm~1600nmの波長での動作のために構成される、実施形態1~15のいずれか1つに記載のファイバセンサ。
上記光ファイバは、約1200nm~1600nmの波長での動作のために構成され、
上記ファイバセンサは更に、1200nm~1600nmの波長の光を供給する光源、及び1200nm~1600nmの波長範囲内にある全後方散乱信号を受信するよう構成されたレシーバを備える、実施形態1~8のいずれか1つに記載のファイバセンサ。
(i)シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
(ii)上記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド、
を備える、光ファイバであって、
上記マルチモードコア部分中のGeO2の最大量は、5.5重量%~35重量%である、光ファイバ。
上記シングルモードコア部分中のGeO2の最大量は、6重量%~50重量%である、実施形態18に記載の光ファイバ。
上記シングルモードコア部分は最大相対屈折率Δ31を有し、
上記マルチモード差分コア部分は最大相対屈折率Δ32を有し、
0.2%≦Δ31-Δ32≦1%である、実施形態18又は19に記載の光ファイバ。
10b 別の端部
30 ハイブリッドコア、ファイバコア
31 シングルモードコア部分、シングルモード部分、ファイバコア部分、コア部分、内側コア部分
32 マルチモードコア部分、マルチモード部分、コア部分
33 低屈折率層、低屈折率コア層
40 クラッド
44 外側クラッド直径、外径
50 ファイバ、光ファイバ、ハイブリッドコア光ファイバ、ハイブリッドコアファイバ
51 保護コーティング
52 長さ、ファイバ長
54 ファイバ外径、外側ファイバ直径
80 中心軸
100 ファイバセンサ、感知システム
110 光源
110a レシーバ
112 光学部品
120 信号問い合わせ要素
150a 入射光、光信号
150d 全後方散乱信号
160 スポット、スポットサイズ
200 ファイバセンサシステム、センサシステム
300 足跡、特徴部分
300a 場所
Claims (10)
- 約300nm~約2000nmの波長で動作するよう構成され、更に伝送端部、別の端部、ファイバ外径、及びファイバ長によって画定された、光ファイバを備える、ファイバセンサであって、
前記ファイバは:
シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
前記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド
を備え、
前記シングルモードコア部分の最大相対屈折率Δ31は、
0.4%≦Δ31≦3%であり、
前記マルチモードコア部分の最大相対屈折率Δ32は、
0.1%≦Δ32≦2.7%であり、および
Δ 31 ≧Δ 32 である、ファイバセンサ。 - 前記シングルモードコア部分はGeO2を含み、
前記シングルモードコア部分中のGeO2の最大量は、6重量%~50重量%である、請求項1に記載のファイバセンサ。 - 前記マルチモードコア部分は、0~45重量%のGeO2を含む、請求項1又は2に記載のファイバセンサ。
- (i)前記ファイバ長は約10m~100kmであり;並びに/又は
(ii)前記ファイバの前記伝送端部の前記コアは、前記ファイバ内に、約1マイクロメートル~約100マイクロメートルのスポットサイズを有する単一の光源からの入射光を受信するよう配設及び構成される、請求項1~3のいずれか1項に記載のファイバセンサ。 - 0.2%≦Δ31-Δ32≦1%である、請求項1~4のいずれか1項に記載のファイバセンサ。
- 前記ファイバの前記伝送端部は、光源からの光が前記ファイバの前記伝送端部において前記コアに入射した後に、前記シングルモードコア部分及び前記マルチモードコア部分の両方から放出される、全後方散乱信号を発する、請求項1~5のいずれか1項に記載のファイバセンサ。
- 前記全後方散乱信号は、基準シングルモードコア光ファイバからの後方散乱信号からのSN比より大きなSN比を有する、請求項6に記載のセンサ。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載のファイバセンサシステムであって、
前記光ファイバは、約300nm~約2000nmの波長でのシングルモード動作又はいくつかのモードでの動作のために構成され、
前記ファイバセンサシステムは更に:
入射光のスポットを、前記ファイバの前記伝送端部において、前記コアの少なくとも一部分へと配向するよう構成された、光源;
前記入射光のスポットが、前記ファイバの前記伝送端部において、前記ハイブリッドコアに入射した後に、前記ハイブリッドコアから放出される全後方散乱信号を受信するよう構成された、レシーバ;並びに
前記全後方散乱信号を処理して、前記ファイバに近接した又は接触した特徴部分に対応するセンサ測定値を得るよう構成された、信号問い合わせ要素
を備える、請求項1~7のいずれか1項に記載のファイバセンサシステム。 - (i)シングルモードコア部分及びマルチモードコア部分を備える、ハイブリッドコア;並びに
(ii)前記ハイブリッドコアを取り囲む、クラッド、
を備える、光ファイバであって、
前記マルチモードコア部分中のGeO2の最大量は、5.5重量%~35重量%であり、
前記シングルモードコア部分の最大相対屈折率Δ31は、
0.4%≦Δ31≦3%であり、
前記マルチモードコア部分の最大相対屈折率Δ32は、
0.1%≦Δ32≦2.7%であり、および
Δ 31 ≧Δ 32 である、光ファイバ。 - 前記シングルモードコア部分中のGeO2の最大量は、6重量%~50重量%であり、
0.2%≦Δ31-Δ32≦1%である、請求項9に記載の光ファイバ。
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