JPH06307896A - 分布型導波路センサ - Google Patents
分布型導波路センサInfo
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- JPH06307896A JPH06307896A JP25593793A JP25593793A JPH06307896A JP H06307896 A JPH06307896 A JP H06307896A JP 25593793 A JP25593793 A JP 25593793A JP 25593793 A JP25593793 A JP 25593793A JP H06307896 A JPH06307896 A JP H06307896A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で、光ファイバ等の導波路に発生
した物理現象の種類やその発生位置を時間的に連続的に
検出することができる分布型導波路センサを提供するこ
と。 【構成】 導波路１の任意の位置に作用した物理現象を
検出する分布型導波路センサにおいて、導波路１に物理
現象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路
内を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出
手段４１、４２と、その検出手段４１、４２で検出され
た２組の電磁波の状態の時間変化の時間関係を解析して
物理現象の発生位置を推定する信号認識手段５３とを備
えたことを特徴としている。
した物理現象の種類やその発生位置を時間的に連続的に
検出することができる分布型導波路センサを提供するこ
と。 【構成】 導波路１の任意の位置に作用した物理現象を
検出する分布型導波路センサにおいて、導波路１に物理
現象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路
内を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出
手段４１、４２と、その検出手段４１、４２で検出され
た２組の電磁波の状態の時間変化の時間関係を解析して
物理現象の発生位置を推定する信号認識手段５３とを備
えたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路等の導波路を
センサとする分布型センサに関し、特に導波路を伝搬す
る電磁波の状態変化に基づいて導波路に加わった磁界、
振動、衝撃及び音等の物理現象の発生位置や種類を検出
することができる分布型導波路センサに関する。
センサとする分布型センサに関し、特に導波路を伝搬す
る電磁波の状態変化に基づいて導波路に加わった磁界、
振動、衝撃及び音等の物理現象の発生位置や種類を検出
することができる分布型導波路センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】導波路に加わった磁界、振動、衝撃及び
音等の物理現象を検出する装置には以下のような種々の
装置や方法が提案されている。
音等の物理現象を検出する装置には以下のような種々の
装置や方法が提案されている。
【０００３】(a) 光ファイバ中で発生した後方ラマン散
乱光を、OTDR(Optical Time DomainReflectometer,光パ
ルス試験器) の原理を用いて検出し、光ファイバに沿っ
た温度分布を測定するもの（特開平２−２７６９３２
号）。
乱光を、OTDR(Optical Time DomainReflectometer,光パ
ルス試験器) の原理を用いて検出し、光ファイバに沿っ
た温度分布を測定するもの（特開平２−２７６９３２
号）。
【０００４】(b) 光ファイバ中で生じた偏波面の変化を
OTDRの手法(POTDR,Poralization OTDR) を用いて検出す
るもの（A.J.Rogers,Polarisation Optical Time Domai
n Re-flectometry,Electronics Letters 16,13,1980)。
OTDRの手法(POTDR,Poralization OTDR) を用いて検出す
るもの（A.J.Rogers,Polarisation Optical Time Domai
n Re-flectometry,Electronics Letters 16,13,1980)。
【０００５】(c) 直交する２本の偏波面保存光ファイバ
の偏波軸に異なる周波数の光を入力し、出力光をヘテロ
ダイン検波することにより、２つの偏波軸間で偏波モー
ドの変換が生じた位置を求めるものがある。このうち後
方散乱光を用いるもの(F.Parvaneh et al,Freqency-Der
ived Distributed Optical-Fiber Sensing:A Heterodyn
ed Versionや英国特許ＧＢ２２４３９０８Ａ）と、前進
波を用いるもの（偏波面保存光ファイバを用いた分布型
光ファイバセンサ、坪川他、応用物理学会光ファイバセ
ンサワークショップ、ＷＯＦＳ−４−４、１９８７）と
がある。
の偏波軸に異なる周波数の光を入力し、出力光をヘテロ
ダイン検波することにより、２つの偏波軸間で偏波モー
ドの変換が生じた位置を求めるものがある。このうち後
方散乱光を用いるもの(F.Parvaneh et al,Freqency-Der
ived Distributed Optical-Fiber Sensing:A Heterodyn
ed Versionや英国特許ＧＢ２２４３９０８Ａ）と、前進
波を用いるもの（偏波面保存光ファイバを用いた分布型
光ファイバセンサ、坪川他、応用物理学会光ファイバセ
ンサワークショップ、ＷＯＦＳ−４−４、１９８７）と
がある。
【０００６】(d) 光ファイバの片端からＣＷ(Continuou
s Wave，連続) レーザの信号光を、他の片端からＣＷ信
号光と波長がブリルアンシフト分だけ異なったパルス状
の励起光を入力し、パルス光の入射端でＣＷ光強度の時
間変化を測定することにより、光ファイバに沿った歪分
布を測定するもの（堀口他、ブリルアン分光による光フ
ァイバの歪分布測定、電子情報通信学会論文誌、Ｂ−
Ｉ，Ｊ７３−Ｂ−Ｉ，２，１９９０）。
s Wave，連続) レーザの信号光を、他の片端からＣＷ信
号光と波長がブリルアンシフト分だけ異なったパルス状
の励起光を入力し、パルス光の入射端でＣＷ光強度の時
間変化を測定することにより、光ファイバに沿った歪分
布を測定するもの（堀口他、ブリルアン分光による光フ
ァイバの歪分布測定、電子情報通信学会論文誌、Ｂ−
Ｉ，Ｊ７３−Ｂ−Ｉ，２，１９９０）。
【０００７】(e) 導波路として電線等の電気導体を用
い、送電線の途中で生じた短絡事故等の発生位置を、送
電線の両端で測定した電気サージの到達時間差を用いて
標定するもの（駒場他、超高圧地中送電線用サージ電流
受信型事故点標定装置の開発等、平成４年電気学会全国
大会、NO.1445)。
い、送電線の途中で生じた短絡事故等の発生位置を、送
電線の両端で測定した電気サージの到達時間差を用いて
標定するもの（駒場他、超高圧地中送電線用サージ電流
受信型事故点標定装置の開発等、平成４年電気学会全国
大会、NO.1445)。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た装置や方法には以下のような問題点がある。
た装置や方法には以下のような問題点がある。
【０００９】(a) 入射光の約１／１０8 の微弱な後方ラ
マン散乱光を検出するため、平均化処理を多数回行う必
要がある。そのため時間的に連続した物理量の測定を行
うことができず、しかも、測定対象とする物理現象が温
度だけに限定される。
マン散乱光を検出するため、平均化処理を多数回行う必
要がある。そのため時間的に連続した物理量の測定を行
うことができず、しかも、測定対象とする物理現象が温
度だけに限定される。
【００１０】(b) OTDRの手法を用いて後方散乱光を検出
するため、入射光の約１／１０5 の微弱な後方散乱光を
検出しなければならない。そのため(a) と同様に時間的
に連続した物理量の測定を行うことができない。また、
偏波面の変化は振動や温度や磁界等の種々の物理現象に
よって生じるため、偏波面の変化を時間的に離散的に測
定しただけでは何の物理現象かを特定することが困難で
ある。
するため、入射光の約１／１０5 の微弱な後方散乱光を
検出しなければならない。そのため(a) と同様に時間的
に連続した物理量の測定を行うことができない。また、
偏波面の変化は振動や温度や磁界等の種々の物理現象に
よって生じるため、偏波面の変化を時間的に離散的に測
定しただけでは何の物理現象かを特定することが困難で
ある。
【００１１】(c) ヘテロダイン検波を行うための測定系
が複雑になる。また、センサ用光ファイバには高価な偏
波面保存光ファイバしか用いることができない。また、
前進光を検出する方式では原理的には信号の時間変化を
検知することも可能であるが、波形解析により物理現象
の特定を行うことは考慮されていない。
が複雑になる。また、センサ用光ファイバには高価な偏
波面保存光ファイバしか用いることができない。また、
前進光を検出する方式では原理的には信号の時間変化を
検知することも可能であるが、波形解析により物理現象
の特定を行うことは考慮されていない。
【００１２】(d) 歪の大きさに対応してブリルアンシフ
ト量が異なるため、測定ダイナミックレンジ及び分解能
によって決定される種類のブリルアンシフト波長での測
定を繰り返す必要があり、測定に時間がかかる。また、
測定対象が光ファイバの歪に限定される。
ト量が異なるため、測定ダイナミックレンジ及び分解能
によって決定される種類のブリルアンシフト波長での測
定を繰り返す必要があり、測定に時間がかかる。また、
測定対象が光ファイバの歪に限定される。
【００１３】(e) 電気導波路の両端まで電気サージが到
達するような大きい物理現象に対しては効果がある。し
かしながら、この方法は送電線路として機能している電
気導体を利用する方式であって、発生した電気サージを
効率よく伝搬させる工夫は特に行われてはいない。他
方、電気サージの減衰率は大きく、電気サージが途中で
減衰して電気導波路のいずれかの端で観測できないよう
な時には使用することができなかった。また、送電線の
事故電流のみを検出対象とし、他の物理現象に対しては
対応できないため、単に波形変化の生じた時間差から事
故の発生位置を標定する機能だけで十分であり、測定し
た波形を解析して物理現象の種類を特定することはでき
なかった。
達するような大きい物理現象に対しては効果がある。し
かしながら、この方法は送電線路として機能している電
気導体を利用する方式であって、発生した電気サージを
効率よく伝搬させる工夫は特に行われてはいない。他
方、電気サージの減衰率は大きく、電気サージが途中で
減衰して電気導波路のいずれかの端で観測できないよう
な時には使用することができなかった。また、送電線の
事故電流のみを検出対象とし、他の物理現象に対しては
対応できないため、単に波形変化の生じた時間差から事
故の発生位置を標定する機能だけで十分であり、測定し
た波形を解析して物理現象の種類を特定することはでき
なかった。
【００１４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、簡単な構成で、光ファイバ等の導波路に発生した物
理現象の種類やその発生位置を時間的に連続的に検出す
ることができる分布型導波路センサを提供することにあ
る。
し、簡単な構成で、光ファイバ等の導波路に発生した物
理現象の種類やその発生位置を時間的に連続的に検出す
ることができる分布型導波路センサを提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、導波路の任意の位置に作用した物理現象を
検出する分布型導波路センサにおいて、導波路に物理現
象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路内
を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出手
段と、その検出手段で検出された２組の電磁波の状態の
時間変化の時間関係を解析して物理現象の発生位置を推
定する信号認識手段とを備えたものである。
に本発明は、導波路の任意の位置に作用した物理現象を
検出する分布型導波路センサにおいて、導波路に物理現
象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路内
を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出手
段と、その検出手段で検出された２組の電磁波の状態の
時間変化の時間関係を解析して物理現象の発生位置を推
定する信号認識手段とを備えたものである。
【００１６】上記目的を達成するために本発明は、導波
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、導波路に物理現象によって発生、
あるいは、その状態が変化し導波路内を進行波として伝
搬する２組の電磁波を検出する検出手段と、その検出手
段で検出された２組の電磁波の周波数スペクトル、継続
時間および減衰状態を解析して物理現象の種類を推定す
る信号認識手段とを備えたものである。
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、導波路に物理現象によって発生、
あるいは、その状態が変化し導波路内を進行波として伝
搬する２組の電磁波を検出する検出手段と、その検出手
段で検出された２組の電磁波の周波数スペクトル、継続
時間および減衰状態を解析して物理現象の種類を推定す
る信号認識手段とを備えたものである。
【００１７】上記目的を達成するために本発明は、導波
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、導波路に物理現象によって発生、
あるいは、その状態が変化し導波路内を進行波として伝
搬する２組の電磁波を検出する検出手段と、その検出手
段で検出された２組の電磁波の状態の時間変化の時間関
係、周波数スペクトル、継続時間および減衰状態を解析
して物理現象発生位置とその種類を推定する信号認識手
段とを備えたものである。
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、導波路に物理現象によって発生、
あるいは、その状態が変化し導波路内を進行波として伝
搬する２組の電磁波を検出する検出手段と、その検出手
段で検出された２組の電磁波の状態の時間変化の時間関
係、周波数スペクトル、継続時間および減衰状態を解析
して物理現象発生位置とその種類を推定する信号認識手
段とを備えたものである。
【００１８】上記目的を達成するために本発明は、導波
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、センサ用光ファイバの両端に接続
され、光分岐器及び偏光子の機能を有する偏光ビームス
プリッタと、それぞれの偏光ビームスプリッタの異なる
偏光軸と同軸になるように接続された光源と受光器とを
備え、受光器で検出された情報より物理現象の発生位置
を推定するものである。
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、センサ用光ファイバの両端に接続
され、光分岐器及び偏光子の機能を有する偏光ビームス
プリッタと、それぞれの偏光ビームスプリッタの異なる
偏光軸と同軸になるように接続された光源と受光器とを
備え、受光器で検出された情報より物理現象の発生位置
を推定するものである。
【００１９】上記目的を達成するために本発明は、導波
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、センサ用の光ファイバに連続光を
入射し、物理現象が光ファイバに加わることにより光フ
ァイバ中の偏波状態に変化が現われ、これを受光器によ
って検出することにより、物理現象の発生した位置まで
の距離及び時間を連続して検知するようにしたものであ
る。
路の任意の位置に作用した物理現象を検出する分布型導
波路センサにおいて、センサ用の光ファイバに連続光を
入射し、物理現象が光ファイバに加わることにより光フ
ァイバ中の偏波状態に変化が現われ、これを受光器によ
って検出することにより、物理現象の発生した位置まで
の距離及び時間を連続して検知するようにしたものであ
る。
【００２０】
【作用】上記構成によれば、導波路に物理現象によって
発生、あるいは、その状態が変化し導波路内を進行波と
して伝搬する２組の電磁波を検出し、検出された２組の
電磁波の状態の時間変化開始時刻の差などの時間関係や
波形等を解析して物理現象の発生位置を推定したり、検
出された２組の電磁波の状態の時間変化の時間関係、波
形の周波数スペクトル、継続時間および減衰状態などを
解析して物理現象の種類を推定したりする。このよう
に、時間的に連続して導波路の状態が監視されるので、
導波路に発生した瞬間的な物理現象や連続して発生した
物理現象の発生位置や種類を推定することができる。
発生、あるいは、その状態が変化し導波路内を進行波と
して伝搬する２組の電磁波を検出し、検出された２組の
電磁波の状態の時間変化開始時刻の差などの時間関係や
波形等を解析して物理現象の発生位置を推定したり、検
出された２組の電磁波の状態の時間変化の時間関係、波
形の周波数スペクトル、継続時間および減衰状態などを
解析して物理現象の種類を推定したりする。このよう
に、時間的に連続して導波路の状態が監視されるので、
導波路に発生した瞬間的な物理現象や連続して発生した
物理現象の発生位置や種類を推定することができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００２２】図１は本発明の分布型導波路センサの一実
施例の概念図である。
施例の概念図である。
【００２３】同図において、１は導波路としてのセンサ
用光ファイバであり、その両端には光分岐器２１、２２
がそれぞれ接続されている。
用光ファイバであり、その両端には光分岐器２１、２２
がそれぞれ接続されている。
【００２４】光分岐器２１の入力端には接続用光ファイ
バ１１を介して光源３１が接続され、光分岐器２２の入
力端には接続用光ファイバ１２を介して光源３２が接続
されている。光源３１、３２には例えば一定出力（Ｃ
Ｗ）のレーザ光を発振するレーザが用いられる。
バ１１を介して光源３１が接続され、光分岐器２２の入
力端には接続用光ファイバ１２を介して光源３２が接続
されている。光源３１、３２には例えば一定出力（Ｃ
Ｗ）のレーザ光を発振するレーザが用いられる。
【００２５】光分岐器２１の出力端には接続用光ファイ
バ１３を介して検出手段としての光受信機４１が接続さ
れており、この光受信機４１は光源３２から出射された
レーザ光を受光して電気信号に変換するようになってい
る。光分岐器２２の出力端には接続用光ファイバ１４を
介して検出手段としての光受信機４２が接続されてお
り、この光受信機４２は光源３１から出射されたレーザ
光を受光して電気信号に変換するようになっている。す
なわちセンサ用光ファイバ１の中には常に互いに逆方向
に進むレーザ光が伝搬するようになっており、光受信機
４１はセンサ用光ファイバ１内を図の左側へ進むレーザ
光の光量の変化を時間的に連続して監視し、光受信機４
２はセンサ用光ファイバ１内を図の右側へ進むレーザ光
の光量の変化を監視することができるようになってい
る。両光受信機４１、４２は光電気変換素子として例え
ばフォトダイオードやアバランシェ・フォトダイオード
を用い、この出力段は電流−電圧変換回路、増幅回路等
の電子回路を有する。両光受信機４１、４２は受信信号
処理部５１、５２にそれぞれ接続されている。
バ１３を介して検出手段としての光受信機４１が接続さ
れており、この光受信機４１は光源３２から出射された
レーザ光を受光して電気信号に変換するようになってい
る。光分岐器２２の出力端には接続用光ファイバ１４を
介して検出手段としての光受信機４２が接続されてお
り、この光受信機４２は光源３１から出射されたレーザ
光を受光して電気信号に変換するようになっている。す
なわちセンサ用光ファイバ１の中には常に互いに逆方向
に進むレーザ光が伝搬するようになっており、光受信機
４１はセンサ用光ファイバ１内を図の左側へ進むレーザ
光の光量の変化を時間的に連続して監視し、光受信機４
２はセンサ用光ファイバ１内を図の右側へ進むレーザ光
の光量の変化を監視することができるようになってい
る。両光受信機４１、４２は光電気変換素子として例え
ばフォトダイオードやアバランシェ・フォトダイオード
を用い、この出力段は電流−電圧変換回路、増幅回路等
の電子回路を有する。両光受信機４１、４２は受信信号
処理部５１、５２にそれぞれ接続されている。
【００２６】受信信号処理部５１は、内蔵された信号レ
ベル比較器（図示せず）等により光受信機４１からの出
力信号の波形の変化開始時刻を求め、受信信号処理部５
２は、内蔵された信号レベル比較器（図示せず）等によ
り光受信機４２からの出力信号の波形の変化開始時刻を
求めるようになっている。両受信信号処理部５１、５２
は信号認識部５３に接続されている。
ベル比較器（図示せず）等により光受信機４１からの出
力信号の波形の変化開始時刻を求め、受信信号処理部５
２は、内蔵された信号レベル比較器（図示せず）等によ
り光受信機４２からの出力信号の波形の変化開始時刻を
求めるようになっている。両受信信号処理部５１、５２
は信号認識部５３に接続されている。
【００２７】信号認識部５３は、光受信機４１、４２で
検出された出力信号波形の時間変化開始時刻の差などの
時間関係や波形等を解析して物理現象の発生位置を推定
すると共に、光受信機４１、４２で検出された出力信号
波形の変化の時間関係、波形の周波数スペクトル、継続
時間および減衰状態などを解析して物理現象の種類を推
定するようになっている。例えば温度は比較的ゆっくり
ランダムに変化するが、雷電流は一般に立上がりが数μ
ｓｅｃで立ち下がりが数十μｓｅｃのパルス状に変化す
るのでこのような波形の違いにより検知するようになっ
ている。
検出された出力信号波形の時間変化開始時刻の差などの
時間関係や波形等を解析して物理現象の発生位置を推定
すると共に、光受信機４１、４２で検出された出力信号
波形の変化の時間関係、波形の周波数スペクトル、継続
時間および減衰状態などを解析して物理現象の種類を推
定するようになっている。例えば温度は比較的ゆっくり
ランダムに変化するが、雷電流は一般に立上がりが数μ
ｓｅｃで立ち下がりが数十μｓｅｃのパルス状に変化す
るのでこのような波形の違いにより検知するようになっ
ている。
【００２８】ここで、光分岐器２１からセンサ用光ファ
イバ１を経由して光分岐器２２までの距離をＬ０とし、
センサ用光ファイバ１中の光の伝搬速度をｖとし、セン
サ用光ファイバ１に沿った距離の原点を光分岐器２１と
し、接続用光ファイバ１２、１４の長さをそれぞれＬ１
２，Ｌ１４とする。
イバ１を経由して光分岐器２２までの距離をＬ０とし、
センサ用光ファイバ１中の光の伝搬速度をｖとし、セン
サ用光ファイバ１に沿った距離の原点を光分岐器２１と
し、接続用光ファイバ１２、１４の長さをそれぞれＬ１
２，Ｌ１４とする。
【００２９】時刻ｔ0 でセンサ用光ファイバ１上の距離
ｘにおける地点（以下Ｐ地点）に、物理現象（振動、外
力、温度変化等）が発生して、瞬間的に物理量として例
えば外力が加わった場合、Ｐ地点におけるセンサ用光フ
ァイバ１の伝送損失（マイクロベンド損失によって発生
する）が一時的に変化する。これによりセンサ用光ファ
イバ１を互いに逆方向に進むレーザ光の光量が変化して
この変化がそのままセンサ用光ファイバ１内を進行波
（電磁波）として伝搬する。尚、ここでは仮に図の右側
方向に伝搬する進行波を前進波とし、図の左側方向に伝
搬する進行波を後進波として説明する。
ｘにおける地点（以下Ｐ地点）に、物理現象（振動、外
力、温度変化等）が発生して、瞬間的に物理量として例
えば外力が加わった場合、Ｐ地点におけるセンサ用光フ
ァイバ１の伝送損失（マイクロベンド損失によって発生
する）が一時的に変化する。これによりセンサ用光ファ
イバ１を互いに逆方向に進むレーザ光の光量が変化して
この変化がそのままセンサ用光ファイバ１内を進行波
（電磁波）として伝搬する。尚、ここでは仮に図の右側
方向に伝搬する進行波を前進波とし、図の左側方向に伝
搬する進行波を後進波として説明する。
【００３０】外力が加わった時刻ｔ0 を基準としたとき
の光受信機４１、４２の出力の時間変化は図２（ａ）お
よび図２（ｂ）のようになる。
の光受信機４１、４２の出力の時間変化は図２（ａ）お
よび図２（ｂ）のようになる。
【００３１】ここで、図２（ａ）および図２（ｂ）は図
１に示した両光受信機で検出される波形を示す図であ
る。同図（ａ）において縦軸は光受信機４２の出力を示
し、横軸は時間を示している。同図（ｂ）において縦軸
は光受信機４１の出力を示し、横軸は時間を示してい
る。
１に示した両光受信機で検出される波形を示す図であ
る。同図（ａ）において縦軸は光受信機４２の出力を示
し、横軸は時間を示している。同図（ｂ）において縦軸
は光受信機４１の出力を示し、横軸は時間を示してい
る。
【００３２】光受信機４２の出力は、最初は一定値ｙ１
であるが、時刻ｔ1 から変動を開始する。この変動は上
述したようにセンサ用光ファイバ１のＰ地点に外力が加
わり、Ｐ地点の伝送損失が変化することにより生じたも
のであり、前進波を示している。従って時刻ｔ1 と時刻
ｔ0 との時間差ｔ10は光源３１から出射した光がＰ地点
から光受信機４２に到達する時間に等しく、数１のよう
に表すことができる。
であるが、時刻ｔ1 から変動を開始する。この変動は上
述したようにセンサ用光ファイバ１のＰ地点に外力が加
わり、Ｐ地点の伝送損失が変化することにより生じたも
のであり、前進波を示している。従って時刻ｔ1 と時刻
ｔ0 との時間差ｔ10は光源３１から出射した光がＰ地点
から光受信機４２に到達する時間に等しく、数１のよう
に表すことができる。
【００３３】
【数１】 ｔ10＝ｔ1 −ｔ0 ＝（（Ｌ０−ｘ）＋Ｌ１４）／ｖ 光受信機４１の出力の変動（後進波）を開始する時刻ｔ
2 と時刻ｔ0 との時間差ｔ20も同様に数２のように表す
ことができる。
2 と時刻ｔ0 との時間差ｔ20も同様に数２のように表す
ことができる。
【００３４】
【数２】ｔ20＝ｔ2 −ｔ0 ＝（ｘ＋Ｌ１３）／ｖ 従って、距離ｘは数３のように表すことができる。
【００３５】
【数３】ｘ＝（（ｔ2 −ｔ1 ）×ｖ＋Ｌ０＋（Ｌ１４−
Ｌ１３）） また、外力がセンサ用光ファイバ１に加わった時刻ｔ0
も数４のように表すことができる。
Ｌ１３）） また、外力がセンサ用光ファイバ１に加わった時刻ｔ0
も数４のように表すことができる。
【００３６】
【数４】ｔ0 ＝ｔ2 −（ｘ＋Ｌ１３）／ｖ 信号認識部５３では数３に従ってセンサ用光ファイバ１
に外力が加わった地点Ｐまでの距離ｘを正確に求めるよ
うになっている。また、必要に応じ、信号認識部５３で
は数４に従って外力がセンサ用光ファイバ１に加わった
時刻ｔ0 を求めることもできる。信号認識部５３では、
受信信号処理部５１、５２で検出した信号が検出対象の
物理現象によるものか否かを受信波形の周波数スペクト
ル分布や信号の減衰時間などに基づいて判断する（すな
わち外力か振動か温度変化か等の物理現象の種類を推定
する）。この判断を距離ｘや時刻ｔ0 を求める前に行う
ことができる場合は、受信信号処理部５１、５２で検出
した信号が検出対象でなければ、信号認識部５３での位
置検出や、時刻検出は行わなくてもよいことになる。
に外力が加わった地点Ｐまでの距離ｘを正確に求めるよ
うになっている。また、必要に応じ、信号認識部５３で
は数４に従って外力がセンサ用光ファイバ１に加わった
時刻ｔ0 を求めることもできる。信号認識部５３では、
受信信号処理部５１、５２で検出した信号が検出対象の
物理現象によるものか否かを受信波形の周波数スペクト
ル分布や信号の減衰時間などに基づいて判断する（すな
わち外力か振動か温度変化か等の物理現象の種類を推定
する）。この判断を距離ｘや時刻ｔ0 を求める前に行う
ことができる場合は、受信信号処理部５１、５２で検出
した信号が検出対象でなければ、信号認識部５３での位
置検出や、時刻検出は行わなくてもよいことになる。
【００３７】次に実施例の作用を述べる。
【００３８】センサ用光ファイバ１に物理現象によって
発生しセンサ用光ファイバ１内を前進波および後進波と
して伝搬する２組の電磁波を検出し、検出された２組の
電磁波の状態の時間変化開始時刻の差などの時間関係や
波形等を解析して物理現象の発生位置を推定したり、検
出された２組の電磁波の状態の時間変化の時間関係、波
形の周波数スペクトル、継続時間および減衰状態などを
解析して物理現象の種類を推定したりする。このよう
に、時間的に連続してセンサ用光ファイバ１が監視され
るので、センサ用光ファイバ１に発生した瞬間的な物理
現象や連続して発生した物理現象の発生位置や種類を推
定することができる。
発生しセンサ用光ファイバ１内を前進波および後進波と
して伝搬する２組の電磁波を検出し、検出された２組の
電磁波の状態の時間変化開始時刻の差などの時間関係や
波形等を解析して物理現象の発生位置を推定したり、検
出された２組の電磁波の状態の時間変化の時間関係、波
形の周波数スペクトル、継続時間および減衰状態などを
解析して物理現象の種類を推定したりする。このよう
に、時間的に連続してセンサ用光ファイバ１が監視され
るので、センサ用光ファイバ１に発生した瞬間的な物理
現象や連続して発生した物理現象の発生位置や種類を推
定することができる。
【００３９】次に、物理量がセンサ用光ファイバ１に加
わった地点Ｐを求める他の方法について以下述べる。
わった地点Ｐを求める他の方法について以下述べる。
【００４０】光受信機４１の出力と光受信機４２の出力
とをｎ×δｔ（ｎ＝１、２、３…）だけ時間遅延させた
ものとの相関を取り、数３のｔ2 −ｔ1 を最も相関度の
高い時間遅延Δｔに置き換えて距離ｘを求める（ｔ2 −
ｔ1 ＝Δｔ）こともできる。この場合、ノイズが光受信
機４１、４２の出力に多少重畳していてもその影響を受
けずに距離ｘを正確に求めることができる。相関処理に
はニューラルネットワーク等の人工知能処理を用いても
よい。この場合、センサ用光ファイバ１はマルチモード
またはシングルモードのいずれであってもよいが、距離
分解能を高くするためには、シングルモードファイバの
方が好ましい。光分岐器２１、２２は波長依存性の無い
ものであってもよいが、光源３１、３２に異なる波長の
ものを使用する場合、波長分離機能を有するものを使用
した方が光分岐部での損失を小さくすることができる。
とをｎ×δｔ（ｎ＝１、２、３…）だけ時間遅延させた
ものとの相関を取り、数３のｔ2 −ｔ1 を最も相関度の
高い時間遅延Δｔに置き換えて距離ｘを求める（ｔ2 −
ｔ1 ＝Δｔ）こともできる。この場合、ノイズが光受信
機４１、４２の出力に多少重畳していてもその影響を受
けずに距離ｘを正確に求めることができる。相関処理に
はニューラルネットワーク等の人工知能処理を用いても
よい。この場合、センサ用光ファイバ１はマルチモード
またはシングルモードのいずれであってもよいが、距離
分解能を高くするためには、シングルモードファイバの
方が好ましい。光分岐器２１、２２は波長依存性の無い
ものであってもよいが、光源３１、３２に異なる波長の
ものを使用する場合、波長分離機能を有するものを使用
した方が光分岐部での損失を小さくすることができる。
【００４１】図３は本発明の分布型導波路センサの他の
実施例の概略図である。
実施例の概略図である。
【００４２】図１に示した実施例との相違点は、センサ
用光ファイバ内を伝搬する光の偏波面の状態変化を用い
る点であり、光受信機をセンサ用光ファイバ１の両端末
でそれぞれ２組ずつ（４１ａ、４１ｂおよび４２ａ、４
２ｂ）用いており、その２組はそれぞれ偏光ビームスプ
リッタ６１、６２の直交する偏波軸の出力に接続されて
いる点である。
用光ファイバ内を伝搬する光の偏波面の状態変化を用い
る点であり、光受信機をセンサ用光ファイバ１の両端末
でそれぞれ２組ずつ（４１ａ、４１ｂおよび４２ａ、４
２ｂ）用いており、その２組はそれぞれ偏光ビームスプ
リッタ６１、６２の直交する偏波軸の出力に接続されて
いる点である。
【００４３】一般に偏波面保存光ファイバ等のシングル
モード光ファイバを伝搬する光の偏波面は磁界、圧力、
振動および温度等により変化する。本実施例はこの変化
を検出するものである。
モード光ファイバを伝搬する光の偏波面は磁界、圧力、
振動および温度等により変化する。本実施例はこの変化
を検出するものである。
【００４４】光源３１、３２には直線偏光出力のものが
用いられ、センサ用光ファイバ１はシングルモード光フ
ァイバであり、その中でも偏波面保存特性のよい光ファ
イバを使用するのが好ましい。
用いられ、センサ用光ファイバ１はシングルモード光フ
ァイバであり、その中でも偏波面保存特性のよい光ファ
イバを使用するのが好ましい。
【００４５】光受信機４１ａ、４１ｂの出力は受信信号
処理部５１に接続され、光受信機４２ａ、４２ｂの出力
は受信信号処理部５２に接続されている。受信信号処理
部５１、５２の出力は信号認識部５３に接続されてい
る。時刻ｔ0 にセンサ用光ファイバ１のＰ地点に瞬間的
に物理量が加えられたときの各光受信機４１ａ、４１
ｂ、４２ａ、４２ｂの出力波形は図４（ａ）〜図４
（ｄ）のようになる。
処理部５１に接続され、光受信機４２ａ、４２ｂの出力
は受信信号処理部５２に接続されている。受信信号処理
部５１、５２の出力は信号認識部５３に接続されてい
る。時刻ｔ0 にセンサ用光ファイバ１のＰ地点に瞬間的
に物理量が加えられたときの各光受信機４１ａ、４１
ｂ、４２ａ、４２ｂの出力波形は図４（ａ）〜図４
（ｄ）のようになる。
【００４６】図４（ａ）〜図４（ｄ）は図３に示した光
受信機の出力と時間との関係を示す図である。
受信機の出力と時間との関係を示す図である。
【００４７】同図（ａ）〜同図（ｄ）において縦軸は光
受信機の出力をそれぞれ示し、横軸はそれぞれ時間を示
している。
受信機の出力をそれぞれ示し、横軸はそれぞれ時間を示
している。
【００４８】光受信機４１ａと光受信機４１ｂとは、互
いに直交する偏波軸の出力であり、時刻ｔ0 から時刻ｔ
1 までは両方とも略一定値であり、時刻ｔ1 から変化し
ている。これらの変化している部分の波形は異なるが、
変化開始時刻は同じである。このことは、光受信機４２
ａ、４２ｂの出力についても同様である。従って、光受
信機４１ａの出力および光受信機４１ｂの出力のいずれ
か一方または両方の平均値から時刻ｔ1 を求め、光受信
機４２ａの出力および光受信機４２ｂの出力のいずれか
一方または両方の平均値から時刻ｔ2 を求め、数３、数
４から物理量がセンサ用光ファイバ１に加わった地点Ｐ
までの距離ｘおよび時刻ｔ0 を推定することができる。
いに直交する偏波軸の出力であり、時刻ｔ0 から時刻ｔ
1 までは両方とも略一定値であり、時刻ｔ1 から変化し
ている。これらの変化している部分の波形は異なるが、
変化開始時刻は同じである。このことは、光受信機４２
ａ、４２ｂの出力についても同様である。従って、光受
信機４１ａの出力および光受信機４１ｂの出力のいずれ
か一方または両方の平均値から時刻ｔ1 を求め、光受信
機４２ａの出力および光受信機４２ｂの出力のいずれか
一方または両方の平均値から時刻ｔ2 を求め、数３、数
４から物理量がセンサ用光ファイバ１に加わった地点Ｐ
までの距離ｘおよび時刻ｔ0 を推定することができる。
【００４９】また、光源３１、３２の出力が変動したり
して検出対象の現象以外の要因で光受信機４１ａ、４１
ｂ、４２ａ、４２ｂの出力が変動することも考えられ
る。このような場合には、光受信機４１ａ、４１ｂ、４
２ａ、４２ｂの出力を、例えば数５または数６を用いる
ことによって、それぞれ直交する偏波の受信結果の２乗
和で規格化した後に用いることで出力の変動による影響
を避けることができる。
して検出対象の現象以外の要因で光受信機４１ａ、４１
ｂ、４２ａ、４２ｂの出力が変動することも考えられ
る。このような場合には、光受信機４１ａ、４１ｂ、４
２ａ、４２ｂの出力を、例えば数５または数６を用いる
ことによって、それぞれ直交する偏波の受信結果の２乗
和で規格化した後に用いることで出力の変動による影響
を避けることができる。
【００５０】
【数５】Ｓｉｊ′＝Ｓｉｊ／（√（Ｓｉａ2 ＋Ｓｉ
ｂ2 ））；ｉ＝１、２；ｊ＝ａ、ｂ
ｂ2 ））；ｉ＝１、２；ｊ＝ａ、ｂ
【００５１】
【数６】Ｓｉｊ′＝Ｓｉｊ／（Ｓｉａ2 ＋Ｓｉｂ2 ）；
ｉ＝１、２；ｊ＝ａ、ｂ 次にガス管の漏れ音等の任意の地点で連続して生じる物
理現象を検出する場合について述べる。
ｉ＝１、２；ｊ＝ａ、ｂ 次にガス管の漏れ音等の任意の地点で連続して生じる物
理現象を検出する場合について述べる。
【００５２】連続的に発生する物理現象でも全く一定の
状態で継続することはほとんどなく、一般的には状態は
常に変動していると考えられる。このような場合、図１
に示したセンサ用光ファイバの両端で観測される波形は
図５に示すように、ある時刻ｔ10における波形と、ある
時刻ｔ20における波形とを合わせるとほとんど同一の形
状になる。従って同一形状になるような時刻ｔ10、ｔ20
を２波形の相関計算結果が最大になる時間ずれから求め
るなどして、これらの時刻ｔ10、ｔ20をそれぞれ時刻ｔ
1 、ｔ2 に置き換えることにより、任意の地点で連続的
に発生する物理現象でもその発生位置を推定することが
できる。
状態で継続することはほとんどなく、一般的には状態は
常に変動していると考えられる。このような場合、図１
に示したセンサ用光ファイバの両端で観測される波形は
図５に示すように、ある時刻ｔ10における波形と、ある
時刻ｔ20における波形とを合わせるとほとんど同一の形
状になる。従って同一形状になるような時刻ｔ10、ｔ20
を２波形の相関計算結果が最大になる時間ずれから求め
るなどして、これらの時刻ｔ10、ｔ20をそれぞれ時刻ｔ
1 、ｔ2 に置き換えることにより、任意の地点で連続的
に発生する物理現象でもその発生位置を推定することが
できる。
【００５３】尚、図５は、連続した物理現象に対して図
１に示した分布型導波路センサに適用した場合の波形処
理を説明するための説明図である。
１に示した分布型導波路センサに適用した場合の波形処
理を説明するための説明図である。
【００５４】次に異なる２地点で同時に物理現象が発生
した場合について説明する。
した場合について説明する。
【００５５】図６（ａ）および図６（ｂ）は異なる２地
点で同時に物理現象が発生した場合に、図１に示した分
布型導波路センサの波形処理を説明するための説明図で
ある。図６（ａ）および図６（ｂ）において横軸は時間
を示し、縦軸は光受信機の出力をそれぞれ示している。
点で同時に物理現象が発生した場合に、図１に示した分
布型導波路センサの波形処理を説明するための説明図で
ある。図６（ａ）および図６（ｂ）において横軸は時間
を示し、縦軸は光受信機の出力をそれぞれ示している。
【００５６】センサ用光ファイバ１の両端での波形は、
２地点での物理現象を受ける順番が異なるため、同一形
状の波形とはならず、光ファイバ上の地点ｘ1 （図示せ
ず）で発生した物理現象による波形の変化開始時刻
ｔ11、ｔ21および光ファイバ上の地点ｘ2 （図示せず）
で発生した物理現象による波形の変化開始時刻ｔ12、ｔ
22は、図６（ａ）および図６（ｂ）にそれぞれ示されて
いる。
２地点での物理現象を受ける順番が異なるため、同一形
状の波形とはならず、光ファイバ上の地点ｘ1 （図示せ
ず）で発生した物理現象による波形の変化開始時刻
ｔ11、ｔ21および光ファイバ上の地点ｘ2 （図示せず）
で発生した物理現象による波形の変化開始時刻ｔ12、ｔ
22は、図６（ａ）および図６（ｂ）にそれぞれ示されて
いる。
【００５７】従って、両波形の時間関係をずらしながら
相関を取り、相関結果が極大となる時間ずれから時刻ｔ
11、ｔ12、ｔ21、ｔ22を求めればよい。
相関を取り、相関結果が極大となる時間ずれから時刻ｔ
11、ｔ12、ｔ21、ｔ22を求めればよい。
【００５８】図７は本発明の分布型導波路センサの他の
実施例の概略図である。
実施例の概略図である。
【００５９】上述した実施例では、１本のセンサ用光フ
ァイバの両端で測定を行う方式について述べたが、併設
されると共に一端が互いに接続された２本の光ファイバ
をセンサ用光ファイバとして用いることもできる。
ァイバの両端で測定を行う方式について述べたが、併設
されると共に一端が互いに接続された２本の光ファイバ
をセンサ用光ファイバとして用いることもできる。
【００６０】同図において、センサ用光ファイバ１ａの
一端（図の左側）には連続光を発生する光源３０が接続
され、センサ用光ファイバ１ａの他端はセンサ用光ファ
イバ１ａに併設されると共に、一端が接続されたセンサ
用光ファイバ１ｂが接続されている。このセンサ用光フ
ァイバ１ｂの他端は偏光ビームスプリッタ６０を介して
偏波出力が直交する方向にそれぞれ受光機４０ａ、４０
ｂに接続されている。受光機４０ａ、４０ｂの出力は受
信信号処理部５１に接続されている。受信信号処理部５
１の出力は、信号認識部５３に接続されている。
一端（図の左側）には連続光を発生する光源３０が接続
され、センサ用光ファイバ１ａの他端はセンサ用光ファ
イバ１ａに併設されると共に、一端が接続されたセンサ
用光ファイバ１ｂが接続されている。このセンサ用光フ
ァイバ１ｂの他端は偏光ビームスプリッタ６０を介して
偏波出力が直交する方向にそれぞれ受光機４０ａ、４０
ｂに接続されている。受光機４０ａ、４０ｂの出力は受
信信号処理部５１に接続されている。受信信号処理部５
１の出力は、信号認識部５３に接続されている。
【００６１】距離ｘの地点Ｐにパルス幅約１μｓｅｃの
磁界が加わったときの受光機４０ａ，４０ｂの出力は図
８（ａ）および図８（ｂ）に示すように２つのパルス波
形が観測される。
磁界が加わったときの受光機４０ａ，４０ｂの出力は図
８（ａ）および図８（ｂ）に示すように２つのパルス波
形が観測される。
【００６２】図８（ａ）および図８（ｂ）は図７に示し
た分布型導波路センサで検出される波形の説明図であ
る。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は受光機の
出力をそれぞれ示している。
た分布型導波路センサで検出される波形の説明図であ
る。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は受光機の
出力をそれぞれ示している。
【００６３】これら２つのパルスの時間差δｔ12と距離
ｘとの関係は数７で表される。
ｘとの関係は数７で表される。
【００６４】
【数７】ｘ＝Ｌ0 −Ｌ1 但し、Ｌ１＝（δｔ12×ｖ）／２ この数７によって、センサ用光ファイバ１ａ、１ｂに加
わった磁界の位置（距離）を求めることができる。波形
処理などの処理は前述した実施例と同様の方法を適用す
ることができる。この分布型導波路センサは、比較的短
時間内に発生する物理現象の検出に対応することがで
き、光源３０や受光機４０ａ、４０ｂ等からなる検出部
を一か所に設置することが容易である。また、光源３０
と受光機４０ａ、４０ｂとが１組でよいため、検出部を
小型化することができる。
わった磁界の位置（距離）を求めることができる。波形
処理などの処理は前述した実施例と同様の方法を適用す
ることができる。この分布型導波路センサは、比較的短
時間内に発生する物理現象の検出に対応することがで
き、光源３０や受光機４０ａ、４０ｂ等からなる検出部
を一か所に設置することが容易である。また、光源３０
と受光機４０ａ、４０ｂとが１組でよいため、検出部を
小型化することができる。
【００６５】次に導波路として結合長の異なる複数のセ
ンサ用光ファイバを用いる場合について述べる。
ンサ用光ファイバを用いる場合について述べる。
【００６６】偏波面保存光ファイバの偏波状態の変化の
し易さは、その結合長によって決まる。従って、結合長
が決まると、検出することのできる感度やダイナミック
レンジが決まる。そこで、結合長の異なる複数の偏波面
保存光ファイバを併設して用いることにより、高感度、
かつ、広ダイナミックレンジでの検出が可能となる。
し易さは、その結合長によって決まる。従って、結合長
が決まると、検出することのできる感度やダイナミック
レンジが決まる。そこで、結合長の異なる複数の偏波面
保存光ファイバを併設して用いることにより、高感度、
かつ、広ダイナミックレンジでの検出が可能となる。
【００６７】次に多点型の分布型導波路センサについて
述べる。
述べる。
【００６８】物理現象に対して検出対象の伝搬波の状態
変化を起こさないような不感導波路を複数本直列に接続
し、これらの不感導波路の間に物理現象に対して伝搬波
の状態変化を生じるような導波路や専用センサ等のセン
サ部を挿入することにより、多点型の分布型導波路セン
サを構成することができる。例えば、振動を検知する場
合、不感導波路としては、結合長が短く振動に対して偏
波状態の変化が起きにくい偏波面保存光ファイバを用
い、センサ部には結合長が長く振動に対して偏波状態の
変化が起きやすい偏波面保存光ファイバやシングルモー
ド光ファイバを用いること等が考えられる。多点型の場
合、センサ部の位置のみに対応した時間ずれでの相関処
理を行えばよいため、検出部を簡略化することができ
る。
変化を起こさないような不感導波路を複数本直列に接続
し、これらの不感導波路の間に物理現象に対して伝搬波
の状態変化を生じるような導波路や専用センサ等のセン
サ部を挿入することにより、多点型の分布型導波路セン
サを構成することができる。例えば、振動を検知する場
合、不感導波路としては、結合長が短く振動に対して偏
波状態の変化が起きにくい偏波面保存光ファイバを用
い、センサ部には結合長が長く振動に対して偏波状態の
変化が起きやすい偏波面保存光ファイバやシングルモー
ド光ファイバを用いること等が考えられる。多点型の場
合、センサ部の位置のみに対応した時間ずれでの相関処
理を行えばよいため、検出部を簡略化することができ
る。
【００６９】図９は本発明の分布型導波路センサの他の
実施例の概略図である。
実施例の概略図である。
【００７０】図１に示した実施例との相違点は導波路に
電気導体を用いた点である。
電気導体を用いた点である。
【００７１】この場合伝送損失を小さくすることのでき
る同軸ケーブルを用いると高性能の分布型導波路センサ
を構成することができる。
る同軸ケーブルを用いると高性能の分布型導波路センサ
を構成することができる。
【００７２】図９において、センサ用同軸ケーブル１９
の一端（図では左側）には、分岐器２９および接続用同
軸ケーブル１９ａを介して直流電源３３と受信機４３と
が接続されている。センサ用同軸ケーブル１９の他端
（図では右側）には受信機４４が接続されている。受信
機４３、４４の出力は上述した実施例と同様に受信信号
処理部５１、５２にそれぞれ接続されており、両受信信
号処理部５１、５２の出力は信号認識部５３に接続され
ている。
の一端（図では左側）には、分岐器２９および接続用同
軸ケーブル１９ａを介して直流電源３３と受信機４３と
が接続されている。センサ用同軸ケーブル１９の他端
（図では右側）には受信機４４が接続されている。受信
機４３、４４の出力は上述した実施例と同様に受信信号
処理部５１、５２にそれぞれ接続されており、両受信信
号処理部５１、５２の出力は信号認識部５３に接続され
ている。
【００７３】センサ用同軸ケーブル１９のＰ地点に瞬間
的に外力が加わると、その位置でのセンサ用同軸ケーブ
ル１９のインピーダンスが変化してパルス波が発生す
る。発生したパルス波（進行波）はＰ地点からセンサ用
同軸ケーブル１９の両端に向かって伝搬を開始する。こ
れら２つのパルス波（前進波および後進波）をセンサ用
同軸ケーブル１９の両端側の受信機４３、４４で受信
し、これまでの実施例で述べたような処理を行うことに
より、同軸ケーブル１９の外力の加わった地点Ｐ（距離
ｘ）を求めることができる。
的に外力が加わると、その位置でのセンサ用同軸ケーブ
ル１９のインピーダンスが変化してパルス波が発生す
る。発生したパルス波（進行波）はＰ地点からセンサ用
同軸ケーブル１９の両端に向かって伝搬を開始する。こ
れら２つのパルス波（前進波および後進波）をセンサ用
同軸ケーブル１９の両端側の受信機４３、４４で受信
し、これまでの実施例で述べたような処理を行うことに
より、同軸ケーブル１９の外力の加わった地点Ｐ（距離
ｘ）を求めることができる。
【００７４】以上において、本実施例の分布型導波路セ
ンサは、導波路に物理現象によって発生、あるいは、そ
の状態が変化し導波路内を進行波として伝搬する２組の
電磁波を検出し、検出された２組の電磁波の状態の時間
変化開始時刻の差などの時間関係や波形等を解析して物
理現象の発生位置を推定したり、検出された２組の電磁
波の状態の時間変化の時間関係、波形の周波数スペクト
ル、継続時間および減衰状態などを解析して物理現象の
種類を推定したりするので、簡単な構成で、光ファイバ
等の導波路に発生した物理現象の種類やその発生位置を
時間的に連続的に検出することができる。
ンサは、導波路に物理現象によって発生、あるいは、そ
の状態が変化し導波路内を進行波として伝搬する２組の
電磁波を検出し、検出された２組の電磁波の状態の時間
変化開始時刻の差などの時間関係や波形等を解析して物
理現象の発生位置を推定したり、検出された２組の電磁
波の状態の時間変化の時間関係、波形の周波数スペクト
ル、継続時間および減衰状態などを解析して物理現象の
種類を推定したりするので、簡単な構成で、光ファイバ
等の導波路に発生した物理現象の種類やその発生位置を
時間的に連続的に検出することができる。
【００７５】図１０は、本発明の分布型導波路センサの
他の実施例の概略図である。
他の実施例の概略図である。
【００７６】図１に示した実施例との相違点は、一つの
偏光ビームスプリッタに一つの光分岐器と２つの偏光子
の機能を持たせた点である。尚、図１に示した分布型導
波路センサの部材と同様の部材には共通の符号を用い
た。
偏光ビームスプリッタに一つの光分岐器と２つの偏光子
の機能を持たせた点である。尚、図１に示した分布型導
波路センサの部材と同様の部材には共通の符号を用い
た。
【００７７】図１０において、光分岐器の代わりに偏光
ビームスプリッタ７０、７１が用いられており、これら
偏光ビームスプリッタ７０、７１にはｘ軸方向の偏波を
出力するｘ軸偏波出力部と、ｙ軸方向の偏波を出力する
ｙ軸偏波出力部と、ｘ、ｙ両軸の偏波を出力する両軸出
力部とがある。センサ用光ファイバ１は偏光ビームスプ
リッタ７０、７１の両軸出力部に接続されている。偏光
ビームスプリッタ７０のｘ軸出力は接続用光ファイバ１
１を介して光源３１に接続され、偏光ビームスプリッタ
７１のｘ軸出力は接続用光ファイバ１２を介して光源３
２に接続されている。偏光ビームスプリッタ７０のｙ軸
出力は接続用光ファイバ１３を介して光受信機４１に接
続され、偏光ビームスプリッタ７１のｙ軸出力は接続用
光ファイバ１４を介して光受信機４２に接続されてい
る。両光受信機４１、４２は受信信号処理部５１、５２
にそれぞれ接続され、両受信信号処理部５１、５２は信
号認識部５３に接続されている。
ビームスプリッタ７０、７１が用いられており、これら
偏光ビームスプリッタ７０、７１にはｘ軸方向の偏波を
出力するｘ軸偏波出力部と、ｙ軸方向の偏波を出力する
ｙ軸偏波出力部と、ｘ、ｙ両軸の偏波を出力する両軸出
力部とがある。センサ用光ファイバ１は偏光ビームスプ
リッタ７０、７１の両軸出力部に接続されている。偏光
ビームスプリッタ７０のｘ軸出力は接続用光ファイバ１
１を介して光源３１に接続され、偏光ビームスプリッタ
７１のｘ軸出力は接続用光ファイバ１２を介して光源３
２に接続されている。偏光ビームスプリッタ７０のｙ軸
出力は接続用光ファイバ１３を介して光受信機４１に接
続され、偏光ビームスプリッタ７１のｙ軸出力は接続用
光ファイバ１４を介して光受信機４２に接続されてい
る。両光受信機４１、４２は受信信号処理部５１、５２
にそれぞれ接続され、両受信信号処理部５１、５２は信
号認識部５３に接続されている。
【００７８】このような構成において、偏光ビームスプ
リッタ７０、７１は、一つの光分岐器と２つの偏光子の
機能を有しているので、従来は一つの光分岐器と２つの
偏光子とを２組も必要としていたが、２つ（２組）の偏
光ビームスプリッタだけでよくなり、その結果、部品点
数を削減することができ、光軸の調整が簡略化される。
リッタ７０、７１は、一つの光分岐器と２つの偏光子の
機能を有しているので、従来は一つの光分岐器と２つの
偏光子とを２組も必要としていたが、２つ（２組）の偏
光ビームスプリッタだけでよくなり、その結果、部品点
数を削減することができ、光軸の調整が簡略化される。
【００７９】また、センサ用光ファイバとして偏波面保
存光ファイバ１ａを用い、偏波面保存光ファイバ１ａの
両端において、ｘ軸で偏光ビームスプリッタ７０、７１
のｘ軸に接続し、また偏波面保存光ファイバ１ａの両端
でｙ軸を偏光ビームスプリッタ７０、７１のｙ軸に一致
するように接続してもよい。この場合、図１１に示すよ
うに、偏波面保存光ファイバ１ａの両端でｘ軸が偏光ビ
ームスプリッタ７０、７１のｘ軸に接続され、偏波面保
存光ファイバ１ａの両端でｙ軸が偏光ビームスプリッタ
７０、７１のｙ軸に一致するように接続されている。
尚、図１１は図１０に示したセンサ用光ファイバの偏光
ビームスプリッタへの接続部を示す図である。
存光ファイバ１ａを用い、偏波面保存光ファイバ１ａの
両端において、ｘ軸で偏光ビームスプリッタ７０、７１
のｘ軸に接続し、また偏波面保存光ファイバ１ａの両端
でｙ軸を偏光ビームスプリッタ７０、７１のｙ軸に一致
するように接続してもよい。この場合、図１１に示すよ
うに、偏波面保存光ファイバ１ａの両端でｘ軸が偏光ビ
ームスプリッタ７０、７１のｘ軸に接続され、偏波面保
存光ファイバ１ａの両端でｙ軸が偏光ビームスプリッタ
７０、７１のｙ軸に一致するように接続されている。
尚、図１１は図１０に示したセンサ用光ファイバの偏光
ビームスプリッタへの接続部を示す図である。
【００８０】このような接続にすると、外乱がないとき
には光源３１から出射した光は偏波面保存光ファイバ１
ａ内をｘ軸方向に伝搬し、偏光ビームスプリッタ７１に
入力した光が最大効率で光受信機４２に入射する。これ
とは逆に光源３２から出射した光は、偏波面保存光ファ
イバ１ａ内をｙ軸方向に伝搬し偏光ビームスプリッタ７
０に入力した光が最大効率で光受信機４１に入射する。
には光源３１から出射した光は偏波面保存光ファイバ１
ａ内をｘ軸方向に伝搬し、偏光ビームスプリッタ７１に
入力した光が最大効率で光受信機４２に入射する。これ
とは逆に光源３２から出射した光は、偏波面保存光ファ
イバ１ａ内をｙ軸方向に伝搬し偏光ビームスプリッタ７
０に入力した光が最大効率で光受信機４１に入射する。
【００８１】センサ用光ファイバとして用いられる偏波
面保存光ファイバ１ａに外力が加わったときには、偏波
面保存光ファイバ１ａに歪みが生じ、この歪みによって
ｘ軸方向及びｙ軸方向の偏波軸がずれるので、光受信機
４１、４２の出力は減少する方向に変化することにな
る。
面保存光ファイバ１ａに外力が加わったときには、偏波
面保存光ファイバ１ａに歪みが生じ、この歪みによって
ｘ軸方向及びｙ軸方向の偏波軸がずれるので、光受信機
４１、４２の出力は減少する方向に変化することにな
る。
【００８２】尚、このような分布型導波路センサにおい
て偏波軸の調整が不十分であったり、調整していなかっ
たりすると、外乱のないときの光受信機４１、４２の出
力が必ずしも最大値となっておらず、このために光受信
機４１の出力波形と光受信機４２の出力波形とが異なる
場合もある。この場合には両波形の相関処理により外力
の加わった位置を求める場合に、誤差が発生するおそれ
がある。また、最悪の場合、外力が加わっていないとき
に光受信機４１（４２）の出力が零となる場合もあり、
この場合にはセンサシステムが正常に機能しているか否
かのチェックが困難になるおそれがあるので、偏波軸の
調整は欠くことができない。しかし本実施例の分布型導
波路センサは偏波軸の調整箇所が従来より少ないため調
整が容易となっている。
て偏波軸の調整が不十分であったり、調整していなかっ
たりすると、外乱のないときの光受信機４１、４２の出
力が必ずしも最大値となっておらず、このために光受信
機４１の出力波形と光受信機４２の出力波形とが異なる
場合もある。この場合には両波形の相関処理により外力
の加わった位置を求める場合に、誤差が発生するおそれ
がある。また、最悪の場合、外力が加わっていないとき
に光受信機４１（４２）の出力が零となる場合もあり、
この場合にはセンサシステムが正常に機能しているか否
かのチェックが困難になるおそれがあるので、偏波軸の
調整は欠くことができない。しかし本実施例の分布型導
波路センサは偏波軸の調整箇所が従来より少ないため調
整が容易となっている。
【００８３】以上において、本実施例では部品点数が少
ないため偏波軸の調整工数が減少し、調整が容易となる
ので、十分な調整が行われることになり、しかも低価格
化が実現できる。また、センサ用光ファイバとして偏波
面保存光ファイバを用い、偏波軸の方向を最適化して接
続することにより、位置標定精度の向上や、センサシス
テムの信頼性向上を図ることができる。
ないため偏波軸の調整工数が減少し、調整が容易となる
ので、十分な調整が行われることになり、しかも低価格
化が実現できる。また、センサ用光ファイバとして偏波
面保存光ファイバを用い、偏波軸の方向を最適化して接
続することにより、位置標定精度の向上や、センサシス
テムの信頼性向上を図ることができる。
【００８４】図１２は本発明の分布型導波路センサの他
の実施例の一部概略図である。
の実施例の一部概略図である。
【００８５】図１に示した実施例との相違点は、物理現
象によって発生する音圧等を、光ファイバ中に入射した
連続光の偏波状態変化としてとらえることにより、光フ
ァイバの長手方向に沿った物理量を距離的、時間的に連
続して測定する点である。尚、図１に示した分布型導波
路センサの部材と共通の部材には共通の符号を用いた。
象によって発生する音圧等を、光ファイバ中に入射した
連続光の偏波状態変化としてとらえることにより、光フ
ァイバの長手方向に沿った物理量を距離的、時間的に連
続して測定する点である。尚、図１に示した分布型導波
路センサの部材と共通の部材には共通の符号を用いた。
【００８６】図１２において、センサ用光ファイバ１の
両端には光分岐器８０、８１がそれぞれ接続されてい
る。光分岐器８０には接続用光ファイバ８２を介して偏
光子８３が接続され、偏光子８３には接続用光ファイバ
８４を介して光源３１が接続されている。さらに光分岐
器８０には接続用光ファイバ８５を介して偏光子８６が
接続され、偏光子８６には接続用光ファイバ８７を介し
て光受信機４１が接続されている。
両端には光分岐器８０、８１がそれぞれ接続されてい
る。光分岐器８０には接続用光ファイバ８２を介して偏
光子８３が接続され、偏光子８３には接続用光ファイバ
８４を介して光源３１が接続されている。さらに光分岐
器８０には接続用光ファイバ８５を介して偏光子８６が
接続され、偏光子８６には接続用光ファイバ８７を介し
て光受信機４１が接続されている。
【００８７】光分岐器８１には接続用光ファイバ８８を
介して偏光子８９が接続され、偏光子８９には接続用光
ファイバ９０を介して光源３２が接続されている。さら
に光分岐器８１には接続用光ファイバ９１を介して偏光
子９２が接続され、偏光子９２には接続用光ファイバ９
３を介して光受信機４２が接続されている。
介して偏光子８９が接続され、偏光子８９には接続用光
ファイバ９０を介して光源３２が接続されている。さら
に光分岐器８１には接続用光ファイバ９１を介して偏光
子９２が接続され、偏光子９２には接続用光ファイバ９
３を介して光受信機４２が接続されている。
【００８８】光源３１、３２には図１に示した実施例と
同様、例えばＣＷ発振のレーザが用いられる。
同様、例えばＣＷ発振のレーザが用いられる。
【００８９】光源３１から出射され偏光子８３を通って
直線偏光となった光は、センサ用光ファイバ１に入射さ
れ、図で左から右方向にセンサ用光ファイバ１の中を伝
搬し、光受信機４２によって光電変換され図にはない解
析装置に送られる。
直線偏光となった光は、センサ用光ファイバ１に入射さ
れ、図で左から右方向にセンサ用光ファイバ１の中を伝
搬し、光受信機４２によって光電変換され図にはない解
析装置に送られる。
【００９０】このとき、ある物理現象、例えばケーブル
の地絡などによって発生した音圧がセンサ用光ファイバ
１のａ点に加わるとし、この時の時刻をｔ＝０とする。
の地絡などによって発生した音圧がセンサ用光ファイバ
１のａ点に加わるとし、この時の時刻をｔ＝０とする。
【００９１】センサ用光ファイバ１に音圧が加わると、
センサ用光ファイバ１の中を伝搬する光の偏波状態が変
化する。すると、光受信機４１、４２に入射する光の強
度（受光強度Ｉ）は、特定の偏光軸の光を選択する偏光
子８６、９２の作用により変化する。また、ａ点から光
受信機４１、４２までの光ファイバ長の違いにより、図
１３に示すように二つの光受信機４１、４２が強度変化
を示すまでに時間差が生じる。尚、図１３は図１２に示
した分布型導波路センサの位置標定を説明するための原
理図である。同図において横軸は時間軸を示し、縦軸は
受光強度を示している。
センサ用光ファイバ１の中を伝搬する光の偏波状態が変
化する。すると、光受信機４１、４２に入射する光の強
度（受光強度Ｉ）は、特定の偏光軸の光を選択する偏光
子８６、９２の作用により変化する。また、ａ点から光
受信機４１、４２までの光ファイバ長の違いにより、図
１３に示すように二つの光受信機４１、４２が強度変化
を示すまでに時間差が生じる。尚、図１３は図１２に示
した分布型導波路センサの位置標定を説明するための原
理図である。同図において横軸は時間軸を示し、縦軸は
受光強度を示している。
【００９２】ここで、センサ用光ファイバ１の長さ（以
下ファイバ長という）Ｘは既知であり、光受信機４１、
４２に表れる受光強度Ｉの強度変化の波形の時間差は測
定結果として既知となる。
下ファイバ長という）Ｘは既知であり、光受信機４１、
４２に表れる受光強度Ｉの強度変化の波形の時間差は測
定結果として既知となる。
【００９３】ａ点から光受信機４１、４２までのファイ
バ長をそれぞれｘ1 、ｘ2 とすると光受信機４２での受
光信号の遅れはｘ2 ／ｃ、光受信機４１での受光信号の
遅れはｘ1 ／ｃとなる。
バ長をそれぞれｘ1 、ｘ2 とすると光受信機４２での受
光信号の遅れはｘ2 ／ｃ、光受信機４１での受光信号の
遅れはｘ1 ／ｃとなる。
【００９４】以上において、ファイバ長Ｘと光受信機４
１、４２での信号波形の時間差Ｔについて以下の数８、
数９が成り立つ。
１、４２での信号波形の時間差Ｔについて以下の数８、
数９が成り立つ。
【００９５】
【数８】Ｘ＝ｘ1 ＋ｘ２
【００９６】
【数９】Ｔ＝（ｘ１ −ｘ2 ）／ｃ 但し、ｃは光ファイバ中の光速を示す。
【００９７】数８、数９より数１０、数１１となり、ａ
点の位置が求まる。
点の位置が求まる。
【００９８】
【数１０】ｘ1 ＝（Ｘ＋ｃＴ）／２
【００９９】
【数１１】ｘ2 ＝（Ｘ−ｃＴ）／２ また、両光受信機４１、４２において信号波形の一致を
判断する（Ｔを求める）には、例えば両光受信機４１、
４２の出力の時間遅延による相関を取ったり、ニューラ
ルネットワーク等の人工知能処理を用いればよい。
判断する（Ｔを求める）には、例えば両光受信機４１、
４２の出力の時間遅延による相関を取ったり、ニューラ
ルネットワーク等の人工知能処理を用いればよい。
【０１００】このようにして、以下のように時間的に連
続してセンシングを行うことができる。地中電力ケーブ
ルの表面や洞道内にセンサ用光ファイバを布設すること
により、電力ケーブルの監視が時間的に連続して行うこ
とができる。例えば、電力ケーブルの微地絡した時には
約１０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの音波を発生するので、こ
れを検出することができる。
続してセンシングを行うことができる。地中電力ケーブ
ルの表面や洞道内にセンサ用光ファイバを布設すること
により、電力ケーブルの監視が時間的に連続して行うこ
とができる。例えば、電力ケーブルの微地絡した時には
約１０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの音波を発生するので、こ
れを検出することができる。
【０１０１】また、ビルやプラント等にセンサ用光ファ
イバを布設し、システムを構築することにより防犯シス
テムとして応用することも可能である。
イバを布設し、システムを構築することにより防犯シス
テムとして応用することも可能である。
【０１０２】尚、本実施例では光源にレーザを用いた
が、これに限定されるものではなく、発光ダイオード等
他の種類の光源を用いてもよい。また、本実施例では光
源から出射される光に連続光を用いたが、これに限定さ
れるものではなく一定周期で変調してもよいがこの場合
には、その周期のみを検波する検波回路を光受信機の後
段にそれぞれ設けることにより検出のＳ／Ｎ比を向上さ
せることができる。
が、これに限定されるものではなく、発光ダイオード等
他の種類の光源を用いてもよい。また、本実施例では光
源から出射される光に連続光を用いたが、これに限定さ
れるものではなく一定周期で変調してもよいがこの場合
には、その周期のみを検波する検波回路を光受信機の後
段にそれぞれ設けることにより検出のＳ／Ｎ比を向上さ
せることができる。
【０１０３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【０１０４】(1) 油パイプライン、ガス管および水道管
等の破裂、漏れおよび外傷等の検知ができる。
等の破裂、漏れおよび外傷等の検知ができる。
【０１０５】(2) 鉄道や道路等の崩落や崖崩れや列車位
置の検知が行える。
置の検知が行える。
【０１０６】(3) 地中電力ケーブルや通信ケーブル等の
事故検知が行える。
事故検知が行える。
【０１０７】(4) 架空送電線の事故やギャロッピングの
検知が行える。
検知が行える。
【０１０８】(5) ドア、窓およびマンホールの蓋等の開
閉の検知が行える。
閉の検知が行える。
【０１０９】(6) 床面等にセンサ用光ファイバを布設す
ることにより侵入者の監視が行える。
ることにより侵入者の監視が行える。
【０１１０】(7) 一般の分布型導波路センサを使用する
場合、測定対象物とセンサ用導波路の位置関係を例え
ば、センサ用導波路をたたく等することにより検知する
ことができる。
場合、測定対象物とセンサ用導波路の位置関係を例え
ば、センサ用導波路をたたく等することにより検知する
ことができる。
【０１１１】(8) 振動源に組み合わせることで構造物の
劣化診断が行える。
劣化診断が行える。
【０１１２】(9) センサ用光ファイバに外乱によりけい
光が発生するような現象の位置も検知することができ
る。
光が発生するような現象の位置も検知することができ
る。
【図１】本発明の分布型導波路センサの一実施例の概念
図である。
図である。
【図２】図１に示した両光受信機で検出される波形を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の分布型導波路センサの他の実施例の概
略図である。
略図である。
【図４】図３に示した光受信機の出力と時間との関係を
示す図である。
示す図である。
【図５】連続した物理現象に対して図１に示した分布型
導波路センサに適用した場合の波形処理を説明するため
の説明図である。
導波路センサに適用した場合の波形処理を説明するため
の説明図である。
【図６】異なる２地点で同時に物理現象が発生した場合
に、図１に示した分布型導波路センサの波形処理を説明
するための説明図である。
に、図１に示した分布型導波路センサの波形処理を説明
するための説明図である。
【図７】本発明の分布型導波路センサの他の実施例の概
略図である。
略図である。
【図８】図７に示した分布型導波路センサで検出される
波形の説明図である。
波形の説明図である。
【図９】本発明の分布型導波路センサの他の実施例の概
略図である。
略図である。
【図１０】本発明の分布型導波路センサの他の実施例の
概略図である。
概略図である。
【図１１】図１０に示したセンサ用光ファイバの偏光ビ
ームスプリッタへの接続部を示す図である。
ームスプリッタへの接続部を示す図である。
【図１２】本発明の分布型導波路センサの他の実施例の
一部概略図である。
一部概略図である。
【図１３】図１２に示した分布型導波路センサの位置標
定の原理図である。
定の原理図である。
１ 導波路（センサ用光ファイバ） ４１、４２ 光受信機（検出手段） ５３ 信号認識部（信号認識手段）
Claims (17)
- 【請求項１】 導波路の任意の位置に作用した物理現象
を検出する分布型導波路センサにおいて、導波路に物理
現象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路
内を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出
手段と、その検出手段で検出された２組の電磁波の状態
の時間変化の時間関係を解析して物理現象の発生位置を
推定する信号認識手段とを備えたことを特徴とする分布
型導波路センサ。 - 【請求項２】 導波路の任意の位置に作用した物理現象
を検出する分布型導波路センサにおいて、導波路に物理
現象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路
内を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出
手段と、その検出手段で検出された２組の電磁波の状態
の周波数スペクトル、継続時間および減衰状態を解析し
て物理現象の種類を推定する信号認識手段とを備えたこ
とを特徴とする分布型導波路センサ。 - 【請求項３】 導波路の任意の位置に作用した物理現象
を検出する分布型導波路センサにおいて、導波路に物理
現象によって発生、あるいは、その状態が変化し導波路
内を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出する検出
手段と、その検出手段で検出された２組の電磁波の状態
の時間変化の時間関係、周波数スペクトル、継続時間お
よび減衰状態を解析して物理現象の発生位置とその種類
を推定する信号認識手段とを備えたことを特徴とする分
布型導波路センサ。 - 【請求項４】 一本の導波路に物理現象によって発生、
あるいは、その状態が変化しその両方向に伝搬する２組
の電磁波の状態の時間変化を解析して物理現象を検出す
ることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれ
か１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項５】 併設されると共に一端が互いに接続され
た２本の導波路の一方の導波路の他端に光源が接続さ
れ、他方の導波路の他端に接続され物理現象によって該
２本の導波路に発生、あるいは、その状態が変化し該各
導波路内を進行波として伝搬する２組の電磁波を検出す
る検出手段と、その検出手段で検出された２組の電磁波
の状態の時間変化を解析することにより物理現象を検出
することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか
１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項６】 上記２組の電磁波の状態の時間変化波形
の相関をタイミングをずらして取り込み、上記電磁波の
波形が一致したときの時間差に基づいて上記電磁波の状
態変化をもたらした物理量が導波路に加わった位置を推
定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれ
か１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項７】 上記導波路の軸に沿って伝搬する両方向
の電磁波を、上記導波路の両端でそれぞれ別の受信機で
受信することを特徴とする請求項１から請求項４、請求
項６のいずれか１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項８】 上記導波路の受信機と反対端に電磁波源
を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいず
れか１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項９】 上記信号認識手段は、時間遅延機能と２
組の電磁波の状態の時間変化波形の相関処理機能とを有
すると共に、上記導波路上の複数地点に作用した物理現
象によって発生した電磁波を処理する際に時間遅延・相
関処理をそれぞれの地点に対応した遅延時間を用いるこ
とにより複数地点の物理現象を検出することを特徴とす
る請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の分布型
導波路センサ。 - 【請求項１０】 上記導波路に光ファイバを用い、該光
ファイバの軸に沿って両方向に伝搬する光の光量や偏波
などの状態の時間変化を測定し、これら２組の測定結果
を基に光量や偏波状態の変化をもたらした物理現象を検
出することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれ
か１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項１１】 上記光ファイバが、シングルモード光
ファイバまたは偏波面保存光ファイバであることを特徴
とする請求項１０に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項１２】 上記光ファイバが、結合長の異なる複
数本の偏波面保存光ファイバを束ねたことを特徴とする
請求項１０または請求項１１に記載の分布型導波路セン
サ。 - 【請求項１３】 上記導波路の途中に複数の専用センサ
部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１２の
いずれか１項に記載の分布型導波路センサ。 - 【請求項１４】 上記導波路にセンサ用同軸ケーブルを
用い、該センサ用同軸ケーブルの軸に沿って進行波とし
て伝搬する２組の電磁波を検出することを特徴とする請
求項１から請求項４のいずれか１項に記載の分布型導波
路センサ。 - 【請求項１５】 導波路の任意の位置に作用した物理現
象を検出する分布型導波路センサにおいて、センサ用光
ファイバの両端に接続され、光分岐器及び偏光子の機能
を有する偏光ビームスプリッタと、それぞれの偏光ビー
ムスプリッタの異なる偏光軸と同軸になるように接続さ
れた光源と受光器とを備え、該受光器で検出された情報
より前記物理現象の発生位置を推定することを特徴とす
る分布型導波路センサ。 - 【請求項１６】 前記センサ用光ファイバとして偏波面
保存光ファイバを用い、センサ用光ファイバの両端で相
対する２組の光源をそれぞれ該偏波面保存光ファイバの
異なる偏波軸の偏光ビームスプリッタの入出力部に接続
することを特徴とする請求項１５記載の分布型導波路セ
ンサ。 - 【請求項１７】 導波路の任意の位置に作用した物理現
象を検出する分布型導波路センサにおいて、センサ用の
光ファイバに連続光を入射し、物理現象が前記光ファイ
バに加わることにより光ファイバ中の偏波状態に変化が
現われ、これを受光器によって検出することにより、前
記物理現象の発生した位置までの距離及び時間を連続し
て検知するようにしたことを特徴とする分布型導波路セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25593793A JP3147616B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-10-13 | 分布型導波路センサ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3863093 | 1993-02-26 | ||
| JP5-38630 | 1993-02-26 | ||
| JP25593793A JP3147616B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-10-13 | 分布型導波路センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307896A true JPH06307896A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3147616B2 JP3147616B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=26377901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25593793A Expired - Fee Related JP3147616B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-10-13 | 分布型導波路センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147616B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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