JPH03185304A - Standard device of brillouin frequency shift - Google Patents

Standard device of brillouin frequency shift

Info

Publication number
JPH03185304A
JPH03185304A JP32402589A JP32402589A JPH03185304A JP H03185304 A JPH03185304 A JP H03185304A JP 32402589 A JP32402589 A JP 32402589A JP 32402589 A JP32402589 A JP 32402589A JP H03185304 A JPH03185304 A JP H03185304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency shift
brillouin frequency
optical fiber
change
brillouin
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.)
Granted
Application number
JP32402589A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2704193B2 (en
Inventor
Tsuneo Horiguchi
常雄 堀口
Mitsuhiro Tatsuta
立田 光廣
Toshio Kurashima
利雄 倉嶋
Tsuneo Konaka
小中 庸夫
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 JP32402589A priority Critical patent/JP2704193B2/en
Publication of JPH03185304A publication Critical patent/JPH03185304A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2704193B2 publication Critical patent/JP2704193B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable highly-precise measurement of a strain independent of a change in an ambient temperature by a method wherein a substance which causes a thermal strain enabling offset of a change in a Brillouin frequency shift of an optical fiber is combined and put in one body with the optical fiber as a standard. CONSTITUTION:The title device is to make it possible to offset a change in a Brillouin frequency shift due to temperature by a change in the Brillouin frequency shift due to a thermal strain, and a device prepared by putting a cover 8 in one body with an optical fiber 7 as a standard of the Brillouin frequency shift is used therefor. The cover 8 needs only to be a material whereby a substance causing the thermal strain enabling offset of the change in the Brillouin shift of the optical fiber 7 can be put in one body, in the form of the cover or the like, with the optical fiber. By determining the material properly, the standard of the Brillouin frequency shift not being affected by a change in temperature can be obtained and thereby highly precise measurement of a strain is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、ブリルアン周波数シフトを高精度で測定する
ために使用する、ブリルアン周波数シフト標準装置に関
するものである。
The present invention relates to a Brillouin frequency shift standard device used to measure Brillouin frequency shifts with high precision.

【従来の技術J 従来、歪の測定方法として、ブリルアン散乱光を利用し
たものが提案されている(たとえば特願昭63−154
828号)、これは、ブリルアン散乱光の周波数シフト
が、光が入射された物質に加わっている歪に比例して変
化することを利用したものである。すなわち、物質に周
波数f1の光を入射すると、光と物質中の音波との相互
作用により、周波数f+−fbの光が後方に散乱される
。この散乱光をブリルアン散乱光、ft、をブリルアン
周波数シフトと呼ぶ。fbは物質に加わっている歪に比
例して変化するため、fbを測定することにより、歪を
測定することが可能となる。 しかし、このブリルアン散乱光は非常に微弱である。そ
こで、上記入射光(これをポンプ光とする)に対向して
、周波数f2のプローブ光も上記物質に入射させる。こ
こで、fz−f、−fbとなったとき、ブリルアン散乱
光強度が格段に増大するため、ポンプ光とプローブ光の
光周波数差f、−f2から、fbを高精度に測定するこ
とが可能となる(特願昭63−154828号)。 しかしながら、このブリルアン周波数シフトfbは通常
10GHz以上の高周波になるため、fbを精度良く測
定するのは、なかなか困難である。 そこで、fbが何等かの方法で高精度に求められている
参照用の物質(ブリルアン周波数シフト標!1りを用い
て、測定したい物質のブリルアン周波数シフトfbと参
照用の物質のブリルアン周波数シフトとの差を測定する
ことにより、測定したい物質のrbを求めることが良く
行われる。 この測定方法を、光ファイバのブリルアン周波数シフト
の測定の場合を例にとって以下に説明する。 この場合の測定系の一例を第1図に示す、第1図におい
て、1はポンプ光源、2はプローブ光源、3はブリルア
ン周波数シフト標準装置として使用する参照用光ファイ
バ、4はテスト光ファイバ、5はビームスプリッタ、6
は受光器である。 ポンプ光源1からの信号光21は、接続点7を経て縦続
接続された参照用光ファイバ3とテスト光ファイバ4に
入射される。また、プローブ光源2からの信号光22は
、信号光21とは反対方向にこれら光ファイバ3および
4中を伝搬するように、テスト光ファイバ4に入射され
る。信号光21の光周波数りは、第6図に示すように、
周波数掃引速度Mで時間軸方向に周波数掃引される。一
方、信号光2の光周波数f、は一定とする。 今、f、−f、がテスト光ファイバ4のブリルアン周波
数シフトfbに一致したとき(fb−fr−fz)、G
o号先光22光強度は、信号光21により増幅され、ビ
ームスプリッタ5を介して受光器6により検出される。 第6図は、このようにして受光器6により検出された信
号光22の強度の時間変化を記録したものである。ピー
ク 3′および4″が測定されたとき、fr−fxは、
それぞれ、参照用光ファイバ3およびテスト光ファイバ
4の各ブリルアン周波数シフトfbrおよびfbtに一
致している。従って、信号強度ピーク 3′ と4′ 
との間の時間間隔Δtを使って、テスト光ファイバ4の
ブリルアン周波数シフトfbtは、 fbt”fbr+關Δt              
  (1)より求めることができる。 【発明が解決しようとするam!11 しかしながら、ブリルアン周波数シフトは歪のみならず
、温度にも依存することが知られている。従って、高精
度な歪測定を行う場合には、温度変化によるブリルアン
周波数シフトが小さいブリルアン周波数シフト標準とし
ての材料が必要とされる。しかし、そのようなブリルア
ン周波数シフト標準はこれまで実現されていない0以上
の従来技術の問題点を、数値をあげて以下に説明する。 ブリルアン周波数シフト標準として、コアにGem、を
ドープした、比屈折率差△が約0.3%の標準的な光フ
ァイバを例にとる。このファイバのブリルアン周波数シ
フトfb(ε、T)は、T、を基準温度とすると、 fb(ε、 T ) =fb(0、7−)◆^t +B
 (T−T−)  (2)と表すことができる。 fb
(ε、T)は、歪=ε%、温度T℃のときのブリルアン
周波数シフト標準のブリルアン周波数シフトである。A
は、歪1%当りのブリルアン周波数シフトの増加を表す
係数であり、^−579MHz/Xであることが知られ
ている。また、Bは温度1℃当りのブリルアン周波数シ
フトの増加を表す係数であり、B−1,18MHz/l
:であることが知られている。したがって、上記係数A
、Bの値を考慮すると、たとえば、40℃の周囲温度変
化は、47MHzのブリルアン周波数シフトの変化を引
き起こし、またそれは、0.08%の歪測定誤差となっ
て現れてくる。もちろん、事前に温度変化が正確に分か
れば、この歪測定誤差を無くすことが可能であるが、通
常、温度変化は未知である。 そこで、本発明の目的は、周囲温度変化に関係なく、高
精度(歪を測定可能なブリルアン周波数シフトを与える
ことのできるブリルアン周波数シフト標準装置を提供す
ることにある。 【課題を解決するための手段J このような目的を達成するために本発明は、歪により、
ブリルアン周波数シフトが変化し、光が伝搬可能な第1
の物質と、該第1物質と一体化された第2の物質とを具
え、温度変化による前記第1の物質のブリルアン周波数
シフトの変化量が、当該温度変化により前記第2物質に
生じた熱歪による当該第2の物質のブリルアン周波数シ
フトの変化量により相殺されるようになしたことを特徴
とする。 ここで、前記第1の物質に前記第2の物質を被覆するこ
とができる。 あるいはまた、第1の部材を心材に添わせて巻回し、第
2の部材をテープ状に構成し、そのテープ状の第2の部
材により前記第1の部材および前記心材を押え巻くよう
になし、前記第1の部材および前記心材のうちの一方を
前記第1の物質となし、前記第1の部材および心材のう
ちの他方と前記第2の部材を前記第2の物質とすること
もできる。 【作 用] 本発明によれば、基準としての光ファイバに対して、光
ファイバのブリルアン周波数シフトの変化を相殺可能と
する熱歪を引き起こす物質を組合せ用いて、両者を一体
化するようにしたので、温度変化によるブリルアン周波
数シフトの変化は無視可能となるため、使用温度に関係
なく、高精度な歪測定が可能である。 すなわち、本発明では、温度Cよるブリルアン周波数シ
フトの変化を、熱歪によるブリルアン周波数シフトの変
化で相殺することができるので、発明は、温度を正確に
知る必要があった従来技術とは大きく異なる。 【実施例1 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 【実施例1】 第1図は、本発明ブリルアン周波数シフト標準としての
光ファイバの実施例を示す断面図であって、7は光ファ
イバ、8は光ファイバ7に対して一体化された被覆であ
る。このように被覆された石英系光ファイバのブリルア
ン周波数シフトfbの温度係数は、以下のように2つの
項で表せることを、我々は見い出した(倉嶋1、嘱目、
支出、“石英系光ファイバにおけるブリルアン周波数シ
フトの温度依存性”、電子情報通信学会研究会、C58
6−3,0C589−13,1989年6月)。 dfb/dT =afb/ aT +<afbl at
)(at/aT)(3)式(3)の右辺の第1項は、光
ファイバ7の材料で決まる、ブリルアン周波数シフトの
温度係数である0式(3)の右辺の第2項は、光ファイ
バ7と被N8の線膨張係数の差によって誘起された熱歪
に基づく、ブリルアン周波数シフトの温度係数である。 本発明は上式(3)の認識をふまえてなしたものであっ
て、第1項と第2項の温度係数が互いに相殺されるよう
にするためにはどのような条件が必要であるかを以下に
述べるように考察し、その考察に基づいて、適切に材料
を定めることで、温度変化の影響を受けることのないブ
リルアン周波数シフト標準を得るようにしたものである
。 既に述べたように、 δfb/ B T =1.18MHz/ t     
    (4)tb/δ(−579MH2/  %  
      (5)である、また、熱歪の係数8678
丁は、次式で表せる。 δε/δi−[Ezszlo:、s、◆EzSz) ]
 (]α、−αl  (6)ここで、Eはヤング率、S
は断面積、αは線膨張係数である。添え字1および2は
それぞれ光ファイバ7および被rf18に対応する番号
である。いま、見通しを良くするために、E+S+(E
zSiと仮定すると、式(6)は、 ah/δT−α2−α1(7) となる0式(3) 、 (7)から、dfb/dT−0
となるために、被覆8の線膨張率α、が満足すべき条件
は、a2sal−(δfb/δr)/(、arb /9
c)    (8)となる0石英ガラスの線膨張係数α
、・5xlO−’、および式(4)、(5)を式(8)
 に代入すると、α2−−2xlO−’となる。このよ
うに負の線膨張係数を持つ物質としては、液晶ポリマー
(LCP)やケブラ(Kevlar)等が知られている
。 本発明ではこのように、光ファイバ7をこの光ファイバ
7のブリルアン周波数シフトの変化を相殺可能とする熱
歪を引き起こす物質と組合せて一体化することにより、
ブリルアン周波数シフト標準を構成する。 以上の説明では、光ファイバ7として、石英ガラス製の
もの2ついて説明した。しかし、本発明はこの実施例に
のみ限定されるものではなく、光ファイバ7として、こ
の光ファイバ7のブリルアン周波数シフトの変化を相殺
可能とする熱歪を引き起こす物質と組合せて、被覆等の
形態で一体化できるものであればよく、フッ化物あるい
は多成分ガラス等の他の材料を使用した光ファイバでも
良いことは言うまでもない、特に光ファイバ7がソーダ
ガラス製の場合、係数(δtb/δ)は負の値を持つの
で、被覆8としてはα2が正の値を持つ材料が必要とさ
れる。 [実施例2] 以上に説明した実施例1のブリルアン周波数シフト標準
では、光ファイバ7のブリルアン周波数シフトの変化を
相殺可能とする熱歪を引き起こす物質による被覆は1層
のみとした。しかしながら、光ファイバ7と被覆8との
密着性を増したり、光ファイバ7のマイクロベンド損失
を低く抑えるためには、多層被覆することが望ましいこ
とがある。 第2図は、光ファイバ7にN個の層CIからCNを被覆
した構造を有するブリルアン周波数シフト標準装置の例
を示す、このときの熱歪は δE/δT−ΣE+S+αdΣE、S、       
 (9)で表せる。ここで、光ファイバ7と各被覆層C
1〜CNに対してそれぞれ番号を付与し、El、SL、
α直は、それぞれ、番号iに対応する材料のヤング率、
断面積、a膨張率を表すものとする。従って、式(2)
 、 (9)を使用することにより、実施例1の場合と
同様にして、多層被覆の光ファイバを使用したブリルア
ン周波数シフト標準を設計可能である。
[Prior Art J] Conventionally, methods using Brillouin scattered light have been proposed as methods for measuring strain (for example, Japanese Patent Application No. 63-154
No. 828), which utilizes the fact that the frequency shift of Brillouin scattered light changes in proportion to the strain applied to the material into which the light is incident. That is, when light of frequency f1 is incident on a substance, light of frequency f+-fb is scattered backward due to the interaction between the light and sound waves in the substance. This scattered light is called Brillouin scattered light, ft, is called Brillouin frequency shift. Since fb changes in proportion to the strain applied to the material, it is possible to measure the strain by measuring fb. However, this Brillouin scattered light is extremely weak. Therefore, a probe light having a frequency f2 is also made incident on the substance in opposition to the above incident light (which is used as the pump light). Here, when fz-f, -fb, the Brillouin scattered light intensity increases significantly, so it is possible to measure fb with high precision from the optical frequency difference f, -f2 between the pump light and probe light. (Patent Application No. 154828/1983). However, since this Brillouin frequency shift fb usually has a high frequency of 10 GHz or more, it is quite difficult to accurately measure fb. Therefore, using a reference material (Brillouin frequency shift standard) for which fb has been determined with high precision using some method, we can calculate the Brillouin frequency shift fb of the material to be measured and the Brillouin frequency shift of the reference material. The rb of the substance to be measured is often determined by measuring the difference between the two. This measurement method will be explained below using the measurement of the Brillouin frequency shift of an optical fiber as an example. An example is shown in FIG. 1. In FIG. 1, 1 is a pump light source, 2 is a probe light source, 3 is a reference optical fiber used as a Brillouin frequency shift standard device, 4 is a test optical fiber, 5 is a beam splitter, and 6
is the photoreceiver. Signal light 21 from pump light source 1 is input to reference optical fiber 3 and test optical fiber 4 which are cascade-connected via connection point 7 . Further, the signal light 22 from the probe light source 2 is incident on the test optical fiber 4 so as to propagate through these optical fibers 3 and 4 in the opposite direction to the signal light 21. The optical frequency of the signal light 21 is as shown in FIG.
The frequency is swept in the time axis direction at a frequency sweep speed M. On the other hand, it is assumed that the optical frequency f of the signal light 2 is constant. Now, when f, -f, matches the Brillouin frequency shift fb of the test optical fiber 4 (fb-fr-fz), G
The intensity of the o-th destination light 22 is amplified by the signal light 21 and detected by the light receiver 6 via the beam splitter 5. FIG. 6 shows the temporal change in the intensity of the signal light 22 detected by the light receiver 6 in this manner. When peaks 3′ and 4″ are measured, fr-fx is
They correspond to the Brillouin frequency shifts fbr and fbt of the reference optical fiber 3 and the test optical fiber 4, respectively. Therefore, the signal strength peaks 3' and 4'
The Brillouin frequency shift fbt of the test optical fiber 4 is given by using the time interval Δt between
It can be obtained from (1). [Am that invention tries to solve! 11 However, it is known that the Brillouin frequency shift depends not only on strain but also on temperature. Therefore, in order to perform highly accurate strain measurements, a material that can be used as a Brillouin frequency shift standard is required that has a small Brillouin frequency shift due to temperature changes. However, such a Brillouin frequency shift standard has not been realized to date, and more than zero problems with the prior art will be numerically described below. As an example of the Brillouin frequency shift standard, a standard optical fiber whose core is doped with Gem and whose relative refractive index difference Δ is about 0.3% is taken as an example. The Brillouin frequency shift fb(ε, T) of this fiber is, where T is the reference temperature, fb(ε, T) = fb(0,7-)◆^t +B
It can be expressed as (T-T-) (2). fb
(ε, T) is the standard Brillouin frequency shift when strain=ε% and temperature T°C. A
is a coefficient representing an increase in Brillouin frequency shift per 1% distortion, and is known to be ^-579MHz/X. In addition, B is a coefficient representing the increase in Brillouin frequency shift per 1°C of temperature, and B-1,18MHz/l
: is known to be. Therefore, the above coefficient A
, B, for example, an ambient temperature change of 40° C. causes a change in the Brillouin frequency shift of 47 MHz, which translates into a strain measurement error of 0.08%. Of course, if the temperature change is accurately known in advance, it is possible to eliminate this strain measurement error, but the temperature change is usually unknown. Therefore, an object of the present invention is to provide a Brillouin frequency shift standard device that can provide a Brillouin frequency shift with high precision (distortion can be measured) regardless of changes in ambient temperature. Means J In order to achieve such an object, the present invention provides, by strain,
The first point where the Brillouin frequency shift changes and light can propagate
and a second substance integrated with the first substance, and the amount of change in the Brillouin frequency shift of the first substance due to a temperature change is determined by the heat generated in the second substance due to the temperature change. It is characterized in that it is offset by the amount of change in the Brillouin frequency shift of the second material due to strain. Here, the first material may be coated with the second material. Alternatively, the first member is wound along the core material, the second member is configured in a tape shape, and the first member and the core material are pressed and wound by the tape-shaped second member. , one of the first member and the core material may be the first material, and the other of the first member and the core material and the second member may be the second material. . [Function] According to the present invention, a substance that causes thermal distortion that can cancel out changes in the Brillouin frequency shift of the optical fiber is used in combination with the optical fiber as a reference, so that the two are integrated. Therefore, changes in the Brillouin frequency shift due to temperature changes can be ignored, and highly accurate strain measurement is possible regardless of the operating temperature. That is, in the present invention, the change in Brillouin frequency shift due to temperature C can be offset by the change in Brillouin frequency shift due to thermal strain, so the present invention is significantly different from the conventional technology in which it was necessary to accurately know the temperature. . [Embodiment 1] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an optical fiber as a Brillouin frequency shift standard of the present invention, where 7 is an optical fiber, and 8 is a coating integrated with the optical fiber 7. be. We found that the temperature coefficient of the Brillouin frequency shift fb of a silica-based optical fiber coated in this way can be expressed by two terms as follows (Kurashima 1, Kame,
Expenditure, “Temperature dependence of Brillouin frequency shift in silica-based optical fibers”, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Research Group, C58
6-3, 0C589-13, June 1989). dfb/dT =afb/aT +<afbl at
)(at/aT) (3) The first term on the right side of equation (3) is the temperature coefficient of the Brillouin frequency shift, which is determined by the material of the optical fiber 7. The second term on the right side of equation (3) is: This is the temperature coefficient of the Brillouin frequency shift based on thermal strain induced by the difference in linear expansion coefficient between the optical fiber 7 and the target N8. The present invention was made based on the recognition of the above formula (3), and what conditions are necessary in order for the temperature coefficients of the first term and the second term to cancel each other out. By considering the following as described below, and selecting appropriate materials based on these considerations, we were able to obtain a Brillouin frequency shift standard that is unaffected by temperature changes. As already mentioned, δfb/B T =1.18MHz/t
(4) tb/δ(-579MH2/%
(5), and the coefficient of thermal strain is 8678
Ding can be expressed by the following formula. δε/δi−[Ezszlo:, s, ◆EzSz) ]
(] α, -αl (6) Here, E is Young's modulus, S
is the cross-sectional area and α is the coefficient of linear expansion. Subscripts 1 and 2 are numbers corresponding to the optical fiber 7 and the RF receiver 18, respectively. Now, to improve the outlook, E+S+(E
Assuming zSi, equation (6) becomes ah/δT-α2-α1(7) From equations (3) and (7), dfb/dT-0
Therefore, the condition that the coefficient of linear expansion α of the coating 8 should satisfy is a2sal−(δfb/δr)/(,arb/9
c) Linear expansion coefficient α of 0 quartz glass as (8)
, ・5xlO-', and equations (4) and (5) are transformed into equation (8)
When substituted into , it becomes α2--2xlO-'. Liquid crystal polymer (LCP), Kevlar, and the like are known as materials having such a negative coefficient of linear expansion. In the present invention, as described above, by integrating the optical fiber 7 in combination with a material that causes thermal strain that can cancel out changes in the Brillouin frequency shift of the optical fiber 7,
Construct the Brillouin frequency shift standard. In the above description, two optical fibers 7 made of quartz glass have been described. However, the present invention is not limited only to this embodiment, and the optical fiber 7 may be used in combination with a material that causes thermal strain that can cancel out changes in the Brillouin frequency shift of the optical fiber 7, such as a coating, etc. It goes without saying that optical fibers made of other materials such as fluoride or multi-component glass may also be used as long as they can be integrated with each other.Especially when the optical fiber 7 is made of soda glass, the coefficient (δtb/δ) Since α2 has a negative value, the coating 8 requires a material in which α2 has a positive value. [Example 2] In the Brillouin frequency shift standard of Example 1 described above, only one layer was coated with a material that causes thermal strain that can cancel out changes in the Brillouin frequency shift of the optical fiber 7. However, in order to increase the adhesion between the optical fiber 7 and the coating 8 and to suppress the microbend loss of the optical fiber 7, it may be desirable to provide a multilayer coating. FIG. 2 shows an example of a Brillouin frequency shift standard device having a structure in which an optical fiber 7 is coated with N layers CI to CN. In this case, the thermal strain is δE/δT−ΣE+S+αdΣE,S,
It can be expressed as (9). Here, the optical fiber 7 and each coating layer C
Assign numbers to 1 to CN, respectively, El, SL,
The α axis is the Young's modulus of the material corresponding to the number i, and
It represents the cross-sectional area and the expansion coefficient a. Therefore, equation (2)
, (9), it is possible to design a Brillouin frequency shift standard using a multilayer coated optical fiber in the same manner as in Example 1.

【実施例3】 第3図は本発明の第3.の実施例を示し、ここで、9は
心材、10は心材9のまわりに巻回した光ファイバある
いは被覆された光ファイバであり、11は光ファイバ7
のブリルアン周波数シフトの変化を相殺可能とする熱歪
を引き起こす物質から成り、心材9および光ファイバl
Oを押え巻く押え巻テープである。ここで、心材9およ
びテープ11の熱膨張係数は光ファイバlOとは異なる
熱膨張係数をもつものとする。光ファイバあるいは被覆
された光ファイバlOは、心材9に密着して巻かれてい
る。 このような構成をとることにより、実施例1のように光
ファイバ7に被覆することが困難な物質であっても、温
度変化による光ファイバ7のブリルアン周波数シフトの
変化を相殺可能とする熱歪を引き起こす材料として、使
用することができる。 なお、光ファイバ7のブリルアン周波数シフトの変化を
相殺可能とする熱歪を引き起こす物質は光ファイバ10
自体の被覆および/またはテープ11に用いることがで
きる。 あるいはまた、心材9の位置に光ファイバを配置し、そ
のまわりに光ファイバ7のブリルアン周波数シフトの変
化を相殺可能とする熱歪を引き起こす物質から成り、こ
の光ファイバとは異なる熱膨張係数をもつ材料を第3図
の光ファイバlOの位置およびテープ11の位置に配置
するようにしてもよい。 以上の実施例では、歪により、ブリルアン周波数シフト
が変化する物質として、光ファイバの例をとりあげた。 しかしながら、かかる物質としては、バルク材料でも良
いことは言うまでもない。
[Embodiment 3] FIG. 3 shows the third embodiment of the present invention. , where 9 is a core material, 10 is an optical fiber wound around the core material 9 or a coated optical fiber, and 11 is an optical fiber 7.
The core material 9 and the optical fiber l
This is a pressure winding tape that presses and winds O. Here, it is assumed that the core material 9 and the tape 11 have different coefficients of thermal expansion from those of the optical fiber IO. The optical fiber or coated optical fiber lO is tightly wound around the core material 9. By adopting such a configuration, even if the optical fiber 7 is coated with a material that is difficult to coat as in Example 1, the thermal strain that can cancel the change in the Brillouin frequency shift of the optical fiber 7 due to temperature change can be reduced. It can be used as a material that causes Note that the substance that causes thermal strain that can offset the change in the Brillouin frequency shift of the optical fiber 7 is the optical fiber 10.
It can be used for its own coating and/or for the tape 11. Alternatively, an optical fiber is placed at the position of the core material 9, and around it is made of a material that causes thermal strain that makes it possible to cancel out changes in the Brillouin frequency shift of the optical fiber 7, and has a coefficient of thermal expansion different from that of this optical fiber. The material may be placed at the location of the optical fiber 10 and at the location of the tape 11 in FIG. In the above embodiments, an optical fiber was used as an example of a material whose Brillouin frequency shift changes due to strain. However, it goes without saying that such a substance may be a bulk material.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明したように、本発明によれば、基準としての光
ファイバに対して、光ファイバのブリルアン周波数シフ
トの変化を相殺可能とする熱歪を引き起こす物質を組合
せ用いて、両者を一体化するようにしたので、温度変化
によるブリルアン周波数シフトの変化は煉視可能となる
ため、使用温度に関係なく、高精度な歪測定が可能であ
る。
As explained above, according to the present invention, a substance that causes thermal strain that can cancel out changes in the Brillouin frequency shift of the optical fiber is used in combination with the optical fiber as a reference, thereby integrating the two. As a result, changes in the Brillouin frequency shift due to temperature changes can be visualized, making highly accurate strain measurement possible regardless of the operating temperature.

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

第1図は本発明の実施例1を示す断面図、第2図は本発
明の実施例2を示す断面図、第3図は本発明の実施例3
を示す斜視図、第4図は通常のブリルアン周波数シフト
の測定系の一例を示す構成図、 第5図はそのポンプ光の周波数f、の掃引の説明図、 第6図は第4図示の測定系により測定される信号の強度
と時間との関係を示す図である。 1・・・ポンプ光源、 2・・・プローブ光源、 3・・・参照用光ファイバ(ブリルアン周波数シフト標
準)、 4・・・テスト光ファイバ、 5・・・ビームスプリッタ、 6・・・受光器、 7・・・光ファイバ、 8、 CI、C2,・・・、CN・・・被覆、9・・・
心材、 lO・・・光ファイバまた被覆された光ファイバ、11
・・・押え巻テープ。
1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a normal Brillouin frequency shift measurement system, FIG. 5 is an explanatory diagram of the sweep of the frequency f of the pump light, and FIG. 6 is the measurement shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the intensity of a signal measured by the system and time. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pump light source, 2... Probe light source, 3... Reference optical fiber (Brillouin frequency shift standard), 4... Test optical fiber, 5... Beam splitter, 6... Light receiver , 7... Optical fiber, 8, CI, C2,..., CN... Coating, 9...
Core material, lO... optical fiber or coated optical fiber, 11
...presser tape.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)歪により、ブリルアン周波数シフトが変化し、光が
伝搬可能な第1の物質と、 該第1物質と一体化された第2の物質とを具え、 温度変化による前記第1の物質のブリルアン周波数シフ
トの変化量が、当該温度変化により前記第2物質に生じ
た熱歪による当該第2の物質のブリルアン周波数シフト
の変化量により相殺されるようになしたことを特徴とす
るブリルアン周波数シフト標準装置。 2)前記第1の物質に前記第2の物質を被覆したことを
特徴とする請求項1記載のブリルアン周波数シフト標準
装置。 3)第1の部材を心材に添わせて巻回し、第2の部材を
テープ状に構成し、そのテープ状の第2の部材により前
記第1の部材および前記心材を押え巻くようになし、前
記第1の部材および前記心材のうちの一方を前記第1の
物質となし、前記第1の部材および前記心材のうちの他
方と前記第2の部材を前記第2の物質となしたことを特
徴とする請求項1記載のブリルアン周波数シフト標準装
置。
[Claims] 1) A first material whose Brillouin frequency shift changes due to strain and through which light can propagate, and a second material integrated with the first material; The amount of change in the Brillouin frequency shift of the first material is offset by the amount of change in the Brillouin frequency shift of the second material due to thermal strain caused in the second material due to the temperature change. Brillouin frequency shift standard device. 2) The Brillouin frequency shift standard device according to claim 1, wherein the first material is coated with the second material. 3) the first member is wound along with the core material, the second member is formed into a tape shape, and the tape-shaped second member presses and winds the first member and the core material; One of the first member and the core material is the first substance, and the other of the first member and the core material and the second member are the second substance. The Brillouin frequency shift standard device of claim 1.
JP32402589A 1989-12-15 1989-12-15 Brillouin frequency shift standard equipment Expired - Lifetime JP2704193B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32402589A JP2704193B2 (en) 1989-12-15 1989-12-15 Brillouin frequency shift standard equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32402589A JP2704193B2 (en) 1989-12-15 1989-12-15 Brillouin frequency shift standard equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03185304A true JPH03185304A (en) 1991-08-13
JP2704193B2 JP2704193B2 (en) 1998-01-26

Family

ID=18161311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32402589A Expired - Lifetime JP2704193B2 (en) 1989-12-15 1989-12-15 Brillouin frequency shift standard equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2704193B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150003497A1 (en) * 2012-01-19 2015-01-01 Draka Comteq Bv Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
JP2017072389A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 日本電信電話株式会社 Optical line characteristic analysis device and optical line characteristic analysis method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150003497A1 (en) * 2012-01-19 2015-01-01 Draka Comteq Bv Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
US9835502B2 (en) * 2012-01-19 2017-12-05 Draka Comteq B.V. Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
JP2017072389A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 日本電信電話株式会社 Optical line characteristic analysis device and optical line characteristic analysis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2704193B2 (en) 1998-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4278349A (en) Fiber optical temperature sensors
Hartog A distributed temperature sensor based on liquid-core optical fibers
JP2804073B2 (en) Apparatus and method for measuring the refractive index of a substance
CA1258383A (en) Wavelength switched passive fiber interferometric sensor
JP2001500270A (en) Bourdon tube pressure gauge with integrated optical strain sensor for measuring tension or compression strain
CN101542255A (en) Optical fiber thermometer and temperature compensation optical fiber sensor
KR970007812B1 (en) A birefringent temperature sensor
CN109030413A (en) A kind of U-shaped micro-nano fiber coupler and preparation method and application coating PVA film
JP2023528463A (en) Temperature measurement system and method utilizing transmission of optical signals through an optical interferometer
CN210981350U (en) Distributed optical fiber humidity and temperature simultaneous detection device
JP2002107118A (en) Length-information transmission method
JPS59105517A (en) Fiber optic sensor for measuring physical quantity
EP0074788B1 (en) Fiber coupler temperature tranducer
JP4403674B2 (en) Optical fiber sensor
CN208595984U (en) A kind of high sensitivity optical fiber temperature sensor
Harmer Principles of optical fibre sensors and instrumentation
JPH03185304A (en) Standard device of brillouin frequency shift
CA2639692C (en) Optical fiber coating system and monitoring method for improved thermal performance in fiber optic sensors
CN110887527A (en) Distributed optical fiber humidity and temperature simultaneous detection device and detection method
JPH0232561B2 (en)
CN109374028B (en) A kind of distributed multiplex demodulating system based on cascade-connection long period fiber grating
JPH04332835A (en) Corrective processing method of distributed temperature data
JP3202183B2 (en) Scale and length measurement method using laser light
JP2002257592A (en) Optical fiber strain measuring method and device therefor
JPH076862B2 (en) Optical fiber pressure sensor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071009

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

Year of fee payment: 13