KR101480101B1 - 광섬유 브래그 격자 센서 시스템 - Google Patents

광섬유 브래그 격자 센서 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101480101B1
KR101480101B1 KR20130153485A KR20130153485A KR101480101B1 KR 101480101 B1 KR101480101 B1 KR 101480101B1 KR 20130153485 A KR20130153485 A KR 20130153485A KR 20130153485 A KR20130153485 A KR 20130153485A KR 101480101 B1 KR101480101 B1 KR 101480101B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
output
optical fiber
wavelength
sensing
Prior art date
Application number
KR20130153485A
Other languages
English (en)
Inventor
정은주
황성환
김명진
이우진
노병섭
Original Assignee
한국광기술원
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 한국광기술원 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR20130153485A priority Critical patent/KR101480101B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101480101B1 publication Critical patent/KR101480101B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/165Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by means of a grating deformed by the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/3206Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/246Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38Circulators
    • H01P1/383Junction circulators, e.g. Y-circulators
    • H01P1/387Strip line circulators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

본 발명은 광섬유 브래그 격자 센서 시스템에 관한 것으로서, 파장가변광을 출사하는 파장가변 광생성부와, 파장가변 광생성부에서 생성된 광을 입력받아 제1 및 제2 분배 출력단을 통해 분기하여 출력하는 제1광분배기와, 제1분배 출력단을 통해 전송된 광을 제1센싱입력단을 통해 입력받아 제1센싱출력단을 통해 출력하고, 상기 제1센싱 출력단을 통해 역으로 입력되는 광을 제2센싱출력단을 통해 출력하는 제1서큘레이터와, 제1센싱 출력단을 통해 접속되며 광섬유에 격자가 형성된 센싱 광섬유 브래그 격자와, 제2분배 출력단을 통해 출력되는 광을 입사 받아 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수출력광을 출력하는 가스셀과, 가스셀을 경유한 광을 검출하는 제1광검출기와, 제1서큘레이터의 제2센싱출력단을 통해 출력되는 광을 검출하는 제2광검출기와, 제1광검출기에서 출력되는 신호로부터 기준 파장 정보를 획득하고, 제2광검출기에서 출력되는 신호를 상기 기준파장정보와 비교하여 센싱 광섬유 브래그 격자에 인가된 외부 물리량 정보를 산출하는 측정부를 구비한다. 이러한 광섬유 브래그 격자 센서 시스템에 의하면, 파장가변광의 파장천이 정보를 온도에 영향을 받지 않도록 검출할 수 있어 광섬유 격자에 대한 측정대상 물리량의 측정 정밀도를 높일 수 있다.

Description

광섬유 브래그 격자 센서 시스템{optical fiber bragg grating sensor system}
본 발명은 광섬유 브래그 격자 센서 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 측정정밀도를 높일 수 있는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템에 관한 것이다.
센서용으로 널리 이용되고 있는 광섬유격자는 광섬유에 길이 방향을 따라 상호 이격되게 다수의 격자를 새긴 것으로서, 주변온도나 인장정도에 따라 격자에서 반사되는 빛의 파장이 달라지는 특성이 있다.
이러한 광섬유격자는 주변온도나 인장강도에 따라 브래그 조건을 만족하는 파장만을 반사하고 그 외의 파장은 그대로 투과시키는 특징을 갖기 때문에 격자의 주변온도가 바뀌거나 격자에 인장이 가해지면 광섬유의 굴절율이나 길이가 변화되고 그에 따라 반사되는 빛의 파장이 변화된다.
이러한 광섬유격자의 특성을 이용한 광섬유격자 센서는 온도검출용 또는 교량, 댐, 건축물 등의 변형, 항공기의 날개 상태 등을 진단하는 용도로 다양하게 응용되고 있다.
이러한 광섬유격자를 이용한 센싱 방식은 국내 공개특허 제2005-0099087호 등 다양하게 게시되어 있다.
그런데, 종래의 광섬유격자를 이용한 센싱방식은 파장을 가변하여 출사하는 광의 시간에 따른 파장 천이 또는 온도 변화에 따른 광부품 소자의 특성 변화에 따라 측정정밀도가 일정하게 유지되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 온도의 영향에 따른 파장가변광의 파장 천이 정보를 이용하여 측정대상 물리량의 측정 정밀도를 높일 수 있는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템은 파장가변광을 출사하는 파장가변 광생성부와; 상기 파장가변 광생성부에서 생성된 광을 입력받아 제1 및 제2 분배 출력단을 통해 분기하여 출력하는 제1광분배기와; 상기 제1분배 출력단을 통해 전송된 광을 제1센싱입력단을 통해 입력받아 제1센싱출력단을 통해 출력하고, 상기 제1센싱 출력단을 통해 역으로 입력되는 광을 제2센싱출력단을 통해 출력하는 제1서큘레이터와; 상기 제1센싱 출력단을 통해 접속되며 광섬유에 격자가 형성된 센싱 광섬유 브래그 격자와; 하우징 내부에 충진 가스가 충진되어 상기 제2분배 출력단을 통해 출력되는 광을 입사 받아 상기 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수출력광을 출력하는 가스셀과; 상기 가스셀을 경유한 광을 검출하는 제1광검출기와; 상기 제1서큘레이터의 상기 제2센싱출력단을 통해 출력되는 광을 검출하는 제2광검출기와; 상기 제1광검출기에서 출력되는 신호로부터 기준 파장 정보를 획득하고, 상기 제2광검출기에서 출력되는 신호를 상기 기준파장정보와 비교하여 상기 센싱 광섬유 브래그 격자에 인가된 외부 물리량 정보를 산출하는 측정부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 파장가변 광생성부는 레이저 광을 출사하는 펌핑광원과; 상기 펌핑광원에서 출사되는 광을 공진기 내부로 입사시키는 파장분할기와; 상기 파장분할기를 통해 입사된 광을 증폭시키며 이터븀 또는 어븀이 첨가된 증폭 광섬유과; 상기 펌핑광원에서 공급된 광이 상기 파장분할기와, 상기 증폭 광섬유를 통해 순환되며 공진될 수 있게 광섬유로 형성된 고리형 광섬유와; 상기 고리형 광섬유에 결합되어 출력단을 통해 출력광을 출력하는 출력 광커플러와; 상기 고리형 광섬유에 접속되며 상기 측정부에 제어되어 파장을 가변하는 파장가변필터:를 구비한다.
또한, 상기 제2분배 출력단과 상기 가스셀의 일단 사이에 접속되어 상기 제2분배출력단을 통해 출력되는 광을 상기 가스셀로 출력하고, 상기 가스셀로부터 역으로 입사되는 광을 상기 제1광검출기로 출력하는 제2서큘레이터와; 상기 가스셀의 타단과 접속되어 상기 가스셀의 타탄에서 출력되는 광을 상기 가스셀의 타단을 통해 역으로 다시 입사시킬 수 있도록 된 왕복경유유도부;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 왕복경유 유도부는 상기 가스셀의 타단과 제1접속단을 통해 접속된 제3서큘레이터와; 상기 제1접속단을 통해 입사되어 상기 제3서큘레이터의 제2접속단을 통해 출력되는 광을 상기 제1접속단을 통해 상기 가스셀의 타단으로 다시 전송할 수 있도록 상기 제3서큘레이터의 상기 제2접속단과 제3접속단 사이에 마련된 광순환방향 유도부;를 구비할 수 있다.
상기 광순환방향 유도부는 상기 제3서큘레이터의 제2접속단을 통해 출력되는 광을 순환출력단을 통해 출력하고, 상기 순환출력단을 통해 역으로 입사되는 광을 검출출력단을 통해 출력하는 제2광커플러와; 상기 검출출력단을 통해 출력되는 광을 검출하여 상기 측정부에 제공하는 제3광검출기와; 상기 순환출력단과 상기 제3접속단 사이에 마련되며 동기 기준 파장에 대응되는 격자가 형성된 기준 격자광섬유;를 구비하고, 상기 측정부는 상기 제3광검출기에서 출력되는 피크 신호를 이용하여 상기 파장가변광생성기의 파장가변시기를 동기시킨다.
본 발명에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템에 의하면, 파장가변광의 파장천이 정보를 온도에 영향을 받지 않도록 검출할 수 있어 광섬유 격자에 대한 측정대상 물리량의 측정 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템을 나타내 보인 도면이다.
도 3은 가스셀의 흡수스펙트럼의 예를 나타내 보인 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템을 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유 브래그 격자 센서 시스템(100)은 파장가변 광생성부(110)와, 제1광분배기(121), 제1서큘레이터(131), 센싱 광섬유 브래그 격자(141)와, 가스셀(150)과, 제1광검출기(161)와, 제2광검출기(162)와, 측정부(180)를 구비한다.
파장가변 광생성부(110)는 파장가변광을 광섬유 공진기를 통해 생성하여 출사할 수 있도록 되어 있다.
파장가변 광생성부(110)는 펌핑광원(LD)(111)과, 파장분할기(112), 증폭 광섬유(113)과, 파장가변필터(114), 고리형 광섬유(115)와, 출력 광커플러(116) 및 아이솔레이터(117)를 구비한다.
펌핑광원(111)은 레이저 광을 출사하는 레이저 광원이 적용된다.
파장 분할기(112)는 펌핑광원(111)에서 출사되는 광을 공진기 내부로 입사시킨다.
아이솔레이터(117)는 파장분할기(112)로부터 파장가변필터(114) 및 증폭광섬유(113)로 이어지는 폐루프 형태의 광섬유 공진기 내를 광이 일방향으로 선회하도록 마련되어 있다.
증폭 광섬유(113)는 파장분할기(112)를 통해 입사되어 반시계 방향으로 순환되는 광을 증폭시키며 이터븀 또는 어븀이 첨가된 광섬유가 적용될 수 있다.
고리형 광섬유(115)는 펌핑광원(111)에서 공급된 광이 파장분할기(112)와, 증폭 광섬유(113)를 통해 순환되며 공진될 수 있게 대응되는 요소를 폐궤도로 형태로 접속되게 광섬유로 형성되어 있다.
파장가변필터(114)는 고리형 광섬유(115)에 접속되며 측정부(180)에 제어되어 파장을 가변한다.
파장가변필터(114)는 투과파장을 제어신호에 따라 조정할 수 있는 공지된 다양한 요소가 적용될 수 있다.
출력 광커플러(116)는 고리형 광섬유(115)에 결합되어 출력단을 통해 출력광을 출력한다.
이러한 파장가변 광생성부(110)에서 고리형 광섬유(115) 내에 직렬상으로 접속된 광소자들 즉, 파장가변필터(114), 출력 광커플러(116), 증폭 광섬유(113)의 배치 위치는 도시된 예와 다르게 예를 들면 국내 공개특허 제10-2009-0061100호에 게시된 구조 등 다른 배치 패턴으로 배치될 수 있음은 물론이다.
또한, 파장가변 광생성부(110)는 펌핑광원(111)과 증폭광섬유(113)가 생략되고, 고리형 광섬유(115)내에 광을 증폭하는 반도체 증폭기가 적용된 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
제1광분배기(121)는 파장가변 광생성부(110)에서 생성되어 출력 광커플러(116)에서 출력되는 광을 입력받아 제1 및 제2 분배 출력단(121a)(121b)을 통해 분기하여 출력한다.
제1서큘레이터(131)는 제1분배 출력단(121a)을 통해 전송된 광을 제1센싱입력단(131a)을 통해 입력받아 제1센싱출력단(131b)을 통해 출력하고, 제1센싱 출력단(131b)을 통해 역으로 입력되는 광을 제2센싱출력단(131c)을 통해 출력한다.
센싱 광섬유 브래그 격자(141)는 제1센싱 출력단(131b)을 통해 접속되며 광섬유에 격자가 형성되어 있다.
센싱 광섬유 브래그 격자(141)는 측정대상 위치마다 측정할 수 있도록 직렬상으로 다수가 어레이되게 설치될 수 있음은 물론이다.
가스셀(150)은 하우징(151) 내부에 충진 가스가 충진되어 제2분배 출력단(121b)을 통해 출력되는 광을 일단을 통해 입사 받아 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수출력광을 타단을 통해 출력한다.
가스셀(150)의 일단과 타단에 해당하는 하우징(151)에는 광이 투과될 수 있게 투명한 소재로 형성되어 있다.
가스셀(150)에 충진된 충진가스는 원하는 흡수광 스펙트럼 영역에 따라 적절하게 적용하면 되고, 일 예로서, H2O, HF, 12C2H2, H13CN, 13CO, 12CO 중 적어도 하나를 포함하게 적용하면 된다.
가스셀(150) 내에 충진되는 충진가스의 압력은 50 내지 800토르(Torr) 정도로 적용한다.
가스셀(150)에 적용되는 충진가스의 종류에 따라 흡수 스펙트럼 파장범위가 달라지고, 충진가스가 H2O인 경우 899nm 내지 1497nm, HF의 경우 1255nm 내지 1351nm, 12C2H2의 경우 1513nm 내지 1540nm, H13CN의 경우 1528nm 내지 1562nm, 13COㅇ의 경우 1595nm 내지 1638nm, 12CO의 경우 1560nm 내지 1597nm이다.
이러한 가스셀(150)은 흡수파장에 대응한 스펙트럼이 외부온도에 거의 무관하게 일정하게 출력되기 때문에 절대파장 정보로 이용할 수 있고, 이러한 절대 파장정보를 이용하여 센싱 광섬유 브래그 격자(141)에서 반사되어 검출되는 피크 파장과 절대파장과의 상관관계를 이용하여 외부 물리량에 대한 측정 정밀도를 높일 수 있다.
제1광검출기(PD1)(161)는 가스셀(150)을 경유한 광을 검출하여 측정부(180)에 출력한다.
제2광검출기(PD2)(162)는 센싱 광섬유 브래그 격자(141)에서 반사되어 제1서큘레이터(131)의 제2센싱출력단(131c)을 통해 출력되는 광을 검출하여 측정부(180)에 출력한다.
측정부(180)는 제1광검출기(161)에서 출력되는 신호로부터 기준 파장 정보를 획득하고, 제2광검출기(162)에서 출력되는 신호를 기준파장정보와 비교하여 센싱 광섬유 브래그 격자(141)에 인가된 외부 물리량 정보를 산출한다.
여기서 측정부(180)에 의해 측정되는 외부 물리량 정보는 온도 또는 스트레인이 될 수 있고, 측정부(180)에는 광섬유 브래그 격자(141)의 파장 천이에 따른 온도 또는 스트레인 값이 미리 기록된 룩업테이블이 마련되어 있다.
측정부(180)는 측정된 외부 물리량 정보를 표시부(182)를 통해 표시하거나 통신망(미도시)을 통해 설정된 수집서버로 전송하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
측정부(180)는 출력광커플러(116)에서 출력되는 광의 파장을 시간에 따라 가변되게 파장가변필터(114)를 제어한다.
도시된 예와 다르게, 가스셀(150)에서 생성되는 기준파장정보에 대한 감도를 높일 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 가스셀(150)을 광이 왕복진행하면서 출력되도록 구축할 수 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
도 2를 참조하면, 광섬유 브래그 격자 센서 시스템(200)은 제2서큘레이터(132), 왕복 경유 유도부를 더 구비한다.
제2서큘레이터(132)는 제2분배출력단(121b)과 가스셀(150)의 일단 사이에 접속되어 제2분배출력단(121b)을 통해 출력되는 광을 가스셀(150)의 일단으로 출력하고, 가스셀(150)로부터 역으로 입사되는 광을 제1광검출기(161)로 출력한다.
왕복경유유도부는 가스셀(150)의 타단과 접속되어 가스셀(150)의 타탄에서 출력되는 광을 가스셀(150)의 타단을 통해 역으로 다시 입사시킬 수 있도록 되어 있다.
왕복경유유도부는 제2서큘레이터(133), 광순환방향 유도부를 구비한다.
제3서큘레이터(133)는 가스셀(150)의 타단과 제1접속단(133a)을 통해 접속되어 있고, 제1접속단(133a)을 통해 입력된 광을 제2접속단(133b)를 통해 출력하고, 제2입력단(133c)를 통해 입력된 광을 제1접속단(133a)으로 출력한다.
광순환 방향 유도부는 제1접속단(131a)을 통해 입사되어 제3서큘레이터(133)의 제2접속단(133b)을 통해 출력되는 광을 제1접속단(133a)을 통해 가스셀(150)의 타단으로 다시 전송할 수 있도록 제3서큘레이터(133)의 제2접속단(133b)과 제3접속단(133c) 사이에 마련되어 있다.
광순환방향 유도부는 제2광커플러(122), 제3광검출기(163), 기준격자광섬유(135)를 구비한다.
제2광커플러(122)는 제3서큘레이터(133)의 제2접속단(133b)을 통해 출력되는 광을 순환출력단(122a)을 통해 출력하고, 순환출력단(122a)을 통해 역으로 입사되는 광을 검출출력단(122b)을 통해 출력하도록 설치되어 있다.
제3광검출기(PD3)(163)는 검출출력단(122b)을 통해 출력되는 광을 검출하여 측정부(180)에 제공한다.
기준 격자 광섬유(135)는 순환출력단(122a)과 제3접속단(133c) 사이에 마련되며 동기 기준 파장에 대응되는 격자가 형성되어 있다.
측정부(180)는 제3광검출기(163)에서 출력되는 피크 신호를 이용하여 파장가변광생성기(110)의 파장가변필터(114)의 파장가변시기를 동기시킨다.
한편, 도시된 예와 다르게 제2접속단(133b)과 제3접속단(133c) 사이를 광섬유로만 연결하여 가스셀(150)에 광이 왕복 진행하도록 구축할 수 있음은 물론이다.
이러한 구조에서 가스셀(150)을 도 1에 도시된 바와 같이 단순히 통과만 시키는 경우 제1광검출기(161)에서 검출되는 파장 스펙트럼은 도 3의 최상단에 표기된 바와 같이 온도에 거의 영향을 받지 않으면서 일정한 파장 간격으로 피크가 검출되며 일부 구간에서는 흡수가 강하지 않는 부분이 있다.
이에 반해 도 2의 제3광서큘레이터의 제2 및 제3접속단(133b)(133c)를 단순히 광섬유로만 연결한 경우는 중간단에 표기된 바와 같이 도 1의 구조에 비해 흡수스펙트럼의 해상도가 더 향상됨을 알 수 있고, 도 3의 최하단에 표기된 것은 도 2의 구조에서 제1광검출기(161)에서 검출되는 파장 스펙트럼을 나타낸 것이다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 광섬유 브래그 격자 센서 시스템(100)(200)에 의하면, 온도 변화에 따른 흡수스펙트럼이 거의 영향을 받지 않는 가스셀(150)의 파장정보를 이용하여 센싱 광섬유 브래그 격자(141)에 공급되는 광의 파장을 판단하고, 이후 센싱 광섬유 브래그 격자(141)에서 반사되는 광의 파장 천이에 의한 파장 변동값을 이용하여 측정 대상 물리량을 산출할 수 있어 측정 정밀도를 높일 수 있다.
110: 파장가변 광생성부 121: 제1광분배기
131: 제1서큘레이터 132: 제2서큘레이터
133: 제3서큘레이터 141: 센싱 광섬유 브래그 격자
150: 가스셀 161: 제1광검출기
162: 제2광검출기 163: 제3광검출기
18): 측정부

Claims (6)

  1. 파장가변광을 출사하는 파장가변 광생성부와;
    상기 파장가변 광생성부에서 생성된 광을 입력받아 제1 및 제2 분배 출력단을 통해 분기하여 출력하는 제1광분배기와;
    상기 제1분배 출력단을 통해 전송된 광을 제1센싱입력단을 통해 입력받아 제1센싱출력단을 통해 출력하고, 상기 제1센싱 출력단을 통해 역으로 입력되는 광을 제2센싱출력단을 통해 출력하는 제1서큘레이터와;
    상기 제1센싱 출력단을 통해 접속되며 광섬유에 격자가 형성된 센싱 광섬유 브래그 격자와;
    하우징 내부에 충진 가스가 충진되어 상기 제2분배 출력단을 통해 출력되는 광을 입사 받아 상기 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수출력광을 출력하는 가스셀과;
    상기 가스셀을 경유한 광을 검출하는 제1광검출기와;
    상기 제1서큘레이터의 상기 제2센싱출력단을 통해 출력되는 광을 검출하는 제2광검출기와;
    상기 제1광검출기에서 출력되는 신호로부터 기준 파장 정보를 획득하고, 상기 제2광검출기에서 출력되는 신호를 상기 기준파장정보와 비교하여 상기 센싱 광섬유 브래그 격자에 인가된 외부 물리량 정보를 산출하는 측정부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파장가변 광생성부는
    레이저 광을 출사하는 펌핑광원과;
    상기 펌핑광원에서 출사되는 광을 공진기 내부로 입사시키는 파장분할기와;
    상기 파장분할기를 통해 입사된 광을 증폭시키며 이터븀 또는 어븀이 첨가된 증폭 광섬유과;
    상기 펌핑광원에서 공급된 광이 상기 파장분할기와, 상기 증폭 광섬유를 통해 순환되며 공진될 수 있게 광섬유로 형성된 고리형 광섬유와;
    상기 고리형 광섬유에 결합되어 출력단을 통해 출력광을 출력하는 출력 광커플러와;
    상기 고리형 광섬유에 접속되며 상기 측정부에 제어되어 파장을 가변하는 파장가변필터:를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2분배 출력단과 상기 가스셀의 일단 사이에 접속되어 상기 제2분배출력단을 통해 출력되는 광을 상기 가스셀로 출력하고, 상기 가스셀로부터 역으로 입사되는 광을 상기 제1광검출기로 출력하는 제2서큘레이터와;
    상기 가스셀의 타단과 접속되어 상기 가스셀의 타탄에서 출력되는 광을 상기 가스셀의 타단을 통해 역으로 다시 입사시킬 수 있도록 된 왕복경유유도부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 왕복경유 유도부는
    상기 가스셀의 타단과 제1접속단을 통해 접속된 제3서큘레이터와;
    상기 제1접속단을 통해 입사되어 상기 제3서큘레이터의 제2접속단을 통해 출력되는 광을 상기 제1접속단을 통해 상기 가스셀의 타단으로 다시 전송할 수 있도록 상기 제3서큘레이터의 상기 제2접속단과 제3접속단 사이에 마련된 광순환방향 유도부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광순환방향 유도부는
    상기 제3서큘레이터의 제2접속단을 통해 출력되는 광을 순환출력단을 통해 출력하고, 상기 순환출력단을 통해 역으로 입사되는 광을 검출출력단을 통해 출력하는 제2광커플러와;
    상기 검출출력단을 통해 출력되는 광을 검출하여 상기 측정부에 제공하는 제3광검출기와;
    상기 순환출력단과 상기 제3접속단 사이에 마련되며 동기 기준 파장에 대응되는 격자가 형성된 기준 격자광섬유;를 구비하고,
    상기 측정부는 상기 제3광검출기에서 출력되는 피크 신호를 이용하여 상기 파장가변광생성부의 파장가변시기를 동기시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가스셀에 충진된 충진가스는 H2O, HF, 12C2H2, H13CN, 13CO, 12CO 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 격자 센서 시스템.
KR20130153485A 2013-12-10 2013-12-10 광섬유 브래그 격자 센서 시스템 KR101480101B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130153485A KR101480101B1 (ko) 2013-12-10 2013-12-10 광섬유 브래그 격자 센서 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130153485A KR101480101B1 (ko) 2013-12-10 2013-12-10 광섬유 브래그 격자 센서 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101480101B1 true KR101480101B1 (ko) 2015-01-13

Family

ID=52588499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130153485A KR101480101B1 (ko) 2013-12-10 2013-12-10 광섬유 브래그 격자 센서 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101480101B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160137097A (ko) * 2015-05-22 2016-11-30 한국광기술원 변압기 절연유의 온도 및 가스 검출 장치
US20220178786A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-09 Adva Optical Networking Se Method and Device for Detecting Absolute or Relative Temperature and/or Absolute or Relative Wavelength
KR20220114314A (ko) 2021-02-08 2022-08-17 부산대학교 산학협력단 이산 분포된 광섬유 브래그 격자를 이용한 연속 분포 외력 측정 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100487200B1 (ko) 2003-01-21 2005-05-04 삼성전자주식회사 광섬유 격자를 이용한 다채널 광원
KR100674021B1 (ko) 1998-03-11 2007-01-24 사이머 인코포레이티드 레이저 시스템
KR20090061100A (ko) * 2007-12-11 2009-06-16 한국과학기술연구원 결합 공진기를 포함하는 다파장 광섬유 레이저 장치 및다파장 레이저의 발진 방법
KR101297421B1 (ko) 2012-08-30 2013-08-20 한국광기술원 다채널 광섬유 센서 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100674021B1 (ko) 1998-03-11 2007-01-24 사이머 인코포레이티드 레이저 시스템
KR100487200B1 (ko) 2003-01-21 2005-05-04 삼성전자주식회사 광섬유 격자를 이용한 다채널 광원
KR20090061100A (ko) * 2007-12-11 2009-06-16 한국과학기술연구원 결합 공진기를 포함하는 다파장 광섬유 레이저 장치 및다파장 레이저의 발진 방법
KR101297421B1 (ko) 2012-08-30 2013-08-20 한국광기술원 다채널 광섬유 센서 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160137097A (ko) * 2015-05-22 2016-11-30 한국광기술원 변압기 절연유의 온도 및 가스 검출 장치
KR101681561B1 (ko) * 2015-05-22 2016-12-01 한국광기술원 변압기 절연유의 온도 및 가스 검출 장치
US20220178786A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-09 Adva Optical Networking Se Method and Device for Detecting Absolute or Relative Temperature and/or Absolute or Relative Wavelength
US11846559B2 (en) * 2020-12-09 2023-12-19 Adtran Networks Se Method and device for detecting absolute or relative temperature and/or absolute or relative wavelength
KR20220114314A (ko) 2021-02-08 2022-08-17 부산대학교 산학협력단 이산 분포된 광섬유 브래그 격자를 이용한 연속 분포 외력 측정 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leandro et al. High-resolution sensor system using a random distributed feedback fiber laser
US8964185B1 (en) Gas detection system using a fiber laser with double-wavelength combination having reference-cavity compensation function
US9322721B2 (en) Optic fiber distributed temperature sensor system with self-correction function and temperature measuring method using thereof
EP1344022B1 (en) Fibre optic sensor systems
US7333680B2 (en) Fiber Bragg grating sensor system
US9029819B2 (en) Gas detection system using intracavity fiber laser with loop cavity having saturated absorption fiber
US9759585B2 (en) TDM- and WDM-based FBG sensor array system
JP2017049255A (ja) ブリルアン散乱によって温度および/または歪を空間分解測定するための装置および方法
CN103502771A (zh) 使用少模感测光纤的分布式布里渊感测系统及方法
JPH08506185A (ja) アクティブマルチポイントファイバーレーザーセンサー
US10775246B2 (en) Single-band distributed temperature sensing
JPWO2004010098A1 (ja) 光ファイバの偏波モード分散の測定方法及びその測定装置
US20140341501A1 (en) Time delay compensation for optical waveguides using a bidirectional wavelength scan
WO2005028995A1 (ja) Fbgセンシングシステム
KR101480101B1 (ko) 광섬유 브래그 격자 센서 시스템
CN104390723A (zh) 基于多波长布里渊光纤激光器的光纤温度传感器
US8781265B2 (en) Sensor, a system and a method for measuring forces and/or moments
US6563969B2 (en) Multiplexed fiber laser sensor system
Yang et al. Fiber Bragg grating strain sensor based on fiber laser
JP4485236B2 (ja) Ase光源とラマン増幅を使用したfbgによる温度または歪み測定装置
JP4284115B2 (ja) Fbgセンシング装置
KR101616980B1 (ko) 파장가변 광 생성장치
US6417926B1 (en) Wavelength measuring system
Renner et al. A novel approach in raman temperature sensing in optical fiber based on broadband incident light
JP2004361284A (ja) 反射波長計測システム

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 6