KR102045831B1 - 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치 - Google Patents

편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

발명의 일실시에 따른 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치는 광을 생성하는 광원와, 상기 광원과 연결되고 광을 전송하며, 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 느린축(slow axis)에 수직한 제 1 빠른축(fast axis)을 포함하는 제 1 편광유지광섬유와, 상기 제 1 편광유지광섬유로부터 수신되는 광을 전송하며, 상기 제 1 편광유지광섬유과 일정한 각도를 가지도록 융착되어 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 빠른축(fast axis)과 일정한 각도를 가지도록 배치된 상기 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 느린축(slow axis)에 수직한 제 2 빠른축(fast axis)을 포함하는 제 2 편광유지광섬유와, 상기 제 2 편광유지광섬유의 끝단에 배치되어 수신되는 광을 반사시키는 미러를 포함하는 온도측정부와, 상기 제 1 편광유지광섬유와 연결되고, 상기 미러에 의해 반사되어 상기 제 2 편광유지광섬유 및 상기 제 1 편광유지광섬유를 통과한 광의 출력(power)을 검출하는 제 1 광검출부 및 기준온도에서의 광의 출력(power) 및 상기 제 1 광검출부에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값을 연산하고, 연산된 차이값에 기초하여 기준온도 대비 온도변화량을 연산하여 현재 상기 온도측정부로 수신되는 광의 온도를 연산하는 온도연산부를 포함할 수 있다.

Description

편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치{APPARATUS FOR DETECTING LIGHT TEMPERATURE USING POLARIZATION MAINTAINING OPTICAL FIBER}
본 발명은 편광유지광섬유가 온도변화에 따라 길이가 변화하여 느린축(slow axis)으로 진동하는 빛과 빠른축(fast axis)으로 진동하는 빛의 거리차가 달라지는 특성을 이용하여 광온도를 측정할 수 있는 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치에 관한 것이다.
기존 기술을 살펴보면, 강한 EMI(electromagnetic interference)가 발생하는 환경에서 기존의 전기식 온도계는 오작동 및 측정상 오차가 심하게 발생하여 적용하기가 매우 어렵다. 이러한 환경에서 보다 정확한 온도 측정하기 위해 현재까지 빛을 이용한 온도센서가 많이 연구되어 상용화 되었다.
그러나, 상용화된 온도센서의 방식은 FBG (fiber Bragg grating)을 사용하여 온도에 따라 반사되는 파장변화를 확인하는 것으로, 이러한 방법을 사용하는 온도센서는 고가의 광대역 파장을 출력하는 광원이나 파장 가변형 광원 및 파장변화를 측정하기 위한 파장 분석기가 필요하므로 매우 고가에 판매된다.
이에, 위와 같은 문제점을 극복할 수 있도록, 강한 EMI환경에서도 정확한 온도측정과 간단한 구조로 저가격의 온도를 측정하기 위한 기술에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 위에서 언급한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 편광유지 광섬유의 온도의존성을 이용하여 발생되는 편광변화를 편광기와 포토디텍터로 광파워만을 측정하여 온도를 확인함으로써, 간단하면서도 정확하게 온도를 확인할 수 있는 편광유지 광섬유를 이용한 광온도 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치는 광을 생성하는 광원와, 상기 광원과 연결되고 광을 전송하며, 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 느린축(slow axis)에 수직한 제 1 빠른축(fast axis)을 포함하는 제 1 편광유지광섬유와, 상기 제 1 편광유지광섬유로부터 수신되는 광을 전송하며, 상기 제 1 편광유지광섬유과 일정한 각도를 가지도록 융착되어 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 빠른축(fast axis)과 일정한 각도를 가지도록 배치된 상기 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 느린축(slow axis)에 수직한 제 2 빠른축(fast axis)을 포함하는 제 2 편광유지광섬유와, 상기 제 2 편광유지광섬유의 끝단에 배치되어 수신되는 광을 반사시키는 미러를 포함하는 온도측정부와, 상기 제 1 편광유지광섬유와 연결되고, 상기 미러에 의해 반사되어 상기 제 2 편광유지광섬유 및 상기 제 1 편광유지광섬유를 통과한 광의 출력을 검출하는 제 1 광검출부 및 기준온도에서의 광의 출력 및 상기 제 1 광검출부에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값을 연산하고, 연산된 차이값에 기초하여 기준온도 대비 온도변화량을 연산하여 현재 상기 온도측정부로 수신되는 광의 온도를 연산하는 온도연산부를 포함할 수 있다.
편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치는 상기 광원으로부터 수신되는 광을 분배하는 광분배부 및 상기 광원 및 상기 광분배부 사이에 배치되며, 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 하나의 축으로 진행하는 선 편광만을 통과시키는 제 1 편광부를 더 포함하고, 상기 광원부터 상기 온도측정부 사이는 제 1 편광유지광섬유로 연결되고, 상기 제 1 편광유지광섬유 및 상기 제 2 편광유지광섬유가 일정한 각도를 가지고 융착되어 있으므로, 상기 제 1 편광부를 통과한 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 하나의 축으로 진행하는 선 편광이 상기 제 2 편광유지광섬유를 통과하면서 상기 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 2 빠른축(fast axis)으로 진행하는 2개의 선편광으로 나뉘어지며, 2개의 선편광의 위상차가 생성될 수 있다.
편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치는 상기 광분배부에 연결되고, 상기 미러에 의해 반사되어 상기 제 2 편광유지광섬유, 상기 제 1 편광유지광섬유 및 상기 광분배부를 통과한 상기 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 빠른축(fast axis)으로 진행된 2개의 선편광 중 어느 하나 축으로 진행하는 선편광만을 통과시키는 제 2 편광부를 더 포함하고, 상기 제 1 광검출부는 상기 제 2 편광부를 통과한 선편광의 출력(power)을 검출할 수 있다.
온도 연산부는 온도측정부에 수신되는 광빔의 온도의 변화에 따라 상기 제 2 편광유지광섬유의 길이가 변화되고, 길이의 변화에 따라 상기 2개의 선편광의 위상 차가 변하게 되고, 위상 차가 변하게 됨에 따라 상기 제 1 광검출부에서 측정한 광의 출력(power)이 변하므로, 기준온도에서의 광의 출력(power) 및 상기 제 1 광검출부에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값에 기초하여 현재 상기 온도측정부로 수신되는 광의 온도를 연산할 수 있다.
개시된 발명에 따르면, 편광유지 광섬유의 온도의존성을 이용하여 발생되는 편광변화를 편광기와 광검출부를 이용하여 광 출력만을 측정함으로써, 간단한 구조를 이용하여 쉽게 온도를 측정할 수 있다.
또한, 파장을 가변하지 않고, 빛의 출력을 바로 측정하여 온도를 측정함으로써, 측정 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 2개의 선편광의 위상차이에 따른 광 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치(100)는 광원(110), 제 1 편광부(120), 광분배부(130), 제 1 편광유지광섬유(140), 온도측정부(150), 제 2 편광부(160), 제 1 광검출부(170), 온도연산부(180) 및 제 2 광검출부(190)를 포함한다.
광원(110)은 광을 생성할 수 있다.
제 1 편광부(120)는 광원(110) 및 광분배기(130) 사이에 배치될 수 있다.
제 1 편광부(120)는 제 1 편광유지광섬유(140)에 포함된 제 1 느린축(slow axis) 및 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 하나의 축으로 진행하는 선 편광만을 통과시킬 수 있다. 예를 들면, 제 1 편광부(120)는 제 1 편광유지광섬유(140)에 포함된 제 1 느린축(slow axis)으로 진행하는 선 편광만을 통과시킬 수 있다. 제 1 느린축(slow axis) 또는 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 축을 통과시키는 편광부를 사용할지는 구현 상황에 따라 선택할 수 있다.
광분배부(130)는 수신되는 광을 분배할 수 있다. 광분배부(130)는 제 1 편광부(120), 제 2 편광부(160), 온도측정부(150) 및 제 2 광검출부(180) 사이에 배치될 수 있다.
광분배부(130)는 광원(110)으로부터 수신된 광을 온도측정부(150) 및 제 2 광검출부(180)으로 분배시킬 수 있다. 예를 들면, 광분배부(130)는 광원(110)으로부터 수신된 광을 온도측정부(150) 및 제 2 광검출부(180)에 50 : 50의 비율로 분배할 수 있다.
광분배부(130)는 온도측정부(150)로부터 수신된 광을 제 1 광검출부(170)로 분배시킬 수 있다.
제 1 편광유지광섬유(140)는 광원(110)과 연결되고 광을 전송하며, 제 1 느린축(slow axis) 및 제 1 느린축(slow axis)에 수직한 제 1 빠른축(fast axis)을 포함할 수 있다. 제 1 느린축(slow axis) 상에는 다른 부분보다 상대적으로 굴절률이 높은 부분이 존재하여, 제 2 빠른축(fast axis)에 비해 광이 느리게 전송될 수 있다.
제 1 편광유지광섬유(140)는 광원(110), 제 1 편광부(120), 광분배부(130), 온도측정부(150), 제 2 편광부(160), 제 1 광검출부(170) 및 제 2 광검출부(180)들 사이에 배치될 수 있다.
온도측정부(150)는 제 2 편광유지섬유(151) 및 미러(152)를 포함한다.
제 2 편광유지섬유(151)는 제 1 편광유지광섬유(140)로부터 수신되는 광을 전송하거나 미러(152)로부터 반사된 광을 전송할 수 있다.
제 2 편광유지섬유(151)는 제 2 느린축(slow axis) 및 제 2 느린축(slow axis)에 수직한 제 2 빠른축(fast axis)을 포함한다.
제 2 편광유지섬유(151)는 제 1 편광유지광섬유(140)과 일정한 각도를 가지도록 융착된다. 이에 따라, 제 2 느린축(slow axis) 및 제 2 빠른축(fast axis)은 제 1 느린축(slow axis) 및 제 1 빠른축(fast axis)과 일정한 각도를 가지도록 배칠할 수 있다. 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 느린축(slow axis) 및 제 2 빠른축(fast axis)은 제 1 느린축(slow axis) 및 제 1 빠른축(fast axis)과 45도 각도를 가지도록 융착시킬 수 있다.
제 1 편광유지광섬유(140) 및 상기 제 2 편광유지광섬유(151)가 일정한 각도를 가지고 융착되어 있으므로, 제 1 편광부(120)를 통과한 제 1 느린축(slow axis) 및 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 하나의 축으로 진행하는 선 편광이 제 2 편광유지광섬유(151)를 통과하면서 제 2 느린축(slow axis) 및 제 2 빠른축(fast axis)으로 진행하는 2개의 선편광으로 나뉘어지게 된다. 이에 따라, 2개의 선편광의 위상차가 생성될 수 있다.
미러(152)는 제 2 편광유지광섬유(151)의 끝단에 배치되며, 수신되는 광을 반사시킬 수 있다. 즉, 미러(152)는 제 1 편광유지광섬유(140) 및 제 2 편광유지광섬유(151)을 통해 수신된 광을 반사시킬 수 있다.
제 2 편광부(160)는 광분배기(130)에 연결될 수 있다.
제 2 편광부(160)는 미러(152)에 의해 반사되어 제 2 편광유지광섬유(151), 제 1 편광유지광섬유(140) 및 광분배기(130)를 통과한 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 빠른축(fast axis)으로 진행된 2개의 선편광 중 어느 하나 축으로 진행하는 선편광만을 통과시킬 수 있다.
제 1 광검출부(170)는 광분배기(130)와 연결되고, 미러(152)에 의해 반사되어 제 2 편광유지광섬유(151) 및 제 1 편광유지광섬유(140)를 통과한 광의 출력(power)을 검출할 수 있다.
온도연산부(180)가 광의 온도를 연산하는 원리는 아래와 같다. 제 2 편광유지광섬유(151)의 길이는 온도측정부(150)에 수신되는 광빔의 온도의 변화에 따라 변화된다. 제 2 편광유지광섬유(151)의 길이가 변화함 따라 제 2 편광유지광섬유(151)에서 생성된 2개의 선편광의 위상 차가 변하게 되고, 위상 차가 변하게 됨에 따라 제 1 광검출부(170)에서 측정한 광의 출력(power)이 변하게 된다. 이에, 온도연산부(180)는 기준온도에서의 광의 출력(power) 및 제 1 광검출부(170)에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값에 기초하여 현재 온도측정부(150)로 수신되는 광의 온도를 연산할 수 있다.
온도연산부(180)는 기준온도에서의 광의 출력(power) 및 현재 제 1 광검출부(170)에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값을 연산할 수 있다. 예를 들면, 온도 연산부(180)는 제 1 광검출부(170)를 이용하여 25도에서의 광의 출력(power)을 검출하여 기준값으로 설정하고, 설정된 기준값과 현재 측정된 광의 출력(power)의 차이값을 연산할 수 있다.
온도연산부(180)는 연산된 차이값에 기초하여 기준온도 대비 온도변화량을 연산할 수 있다. 예를 들면, 광의 출력(power)의 차이값이 A 만큼 변할 경우, 온도연산부(180)는 광의 출력(power) 변화와 온도 변화의 상관 관계에 기초하여 온도 변화량을 연산할 수 있다.
온도연산부(180)는 연산된 온도 변화량에 기초하여 현재 상기 온도측정부로 수신되는 광의 온도를 연산할 수 있다. 예를 들면, 온도 변화량이 + 0.5도인 경우, 온도연산부(180)는 현재 온도는 25.5도로 연산할 수 있다. 광의 출력이 A 만큼 차이날 때마다, 온도가 1도씩 변화한다고 가정한다. 설정된 기준값과 현재 측정된 광의 출력(power)의 차이값이 2A만큼 변화하였다면, 온도연산부(180)는 기준 온도(25도)에서 +2를 더하여, 현재 온도를 27도로 측정할 수 있다.
제 2 광검출부(180)는 광분배기(130)를 통해 수신된 광의 출력을 검출할 수 있다. 제 2 광검출부(180)에서 검출된 광의 출력에 의해, 광원(110)에서 생성된 광의 특성을 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 제 2 광검출부(180)에서 측정된 광원(110)의 광특성을 파악함으로써, 제 1 광검출부(170)에서 생성된 광 출력의 변화가 광원(110)의 출력 변화에 따른 것인지, 제 2 편광유지 광섬유의 길이 변화에 따른 광 출력 변화인지를 알 수 있다. 구체적으로, 광원(110)의 출력이 A만큼 변화한 경우, 제 2 광검출부(180)는 광원(110)의 출력 변화를 측정하여 A만큼을 변화를 인식할 수 있다. 이에. 제 1 광검출부(170)에서 측정된 변화값이 A만큼인 경우, 그 원인을 제 2 편광유지 광섬유의 길이 변화에 따른 광 출력 변화가 아닌 광원(110)의 출력 변화에 따른 것임을 알 수 있다.
본 발명에 따른 광온도 측정 장치에 따르면, 편광유지 광섬유의 온도의존성('온도의 변화에 따라 길이가 변화되고, 길이의 변화에 따라 2개의 선편광의 위상차가 변화되는 성질')을 이용하여 발생되는 편광변화를 편광기와 광검출부를 이용하여 광 출력만을 측정함으로써, 간단한 구조를 이용하여 쉽게 온도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광온도 측정 장치에 따르면, 파장을 가변하지 않고, 빛의 출력을 바로 측정하여 온도를 측정함으로써, 측정 시간을 단축할 수 있다.
도 2 및 도 3은 2개의 선편광의 위상차이에 따른 광 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 2 및 도3을 참조하면, 파란색선은 제 2 빠른축(fast axis)을 통과한 광의 출력(Optical output power)을 표시한 것이며, 빨간색선은 제 2 느린축(slow axis)을 통과한 광의 출력(Optical output power)을 표시한 것이다.
광의 출력(Optical output power)은 아래의 수학식들을 통해 얻을 수 있다.
Figure 112019014450884-pat00001
Figure 112019014450884-pat00002
여기서 y1은 제 2 느린축(slow axis)으로 출력된 빛의 광의 출력(Optical output power)이고, y2는 제 2 빠른축(fast axis)으로 출력된 빛의 광의 출력(Optical output power)을 의미한다.
또한, Eox는 제 2 편광부(160)으로부터 출력되는 제 2 느린축(slow axis)의 빛의 전기장(electric field) 크기이며, Eoy는 제 2 편광부(160)으로부터 출력되는 제 2 빠른축(fast axis)의 전기장(electric field)이며, Eix는 제 2 편광부(160)로 입력되는 제 2 느린축(slow axis)의 빛의 전기장(electric field)이며, Eiy는 제 2 편광부(160)로 입력되는 제 2 빠른축(fast axis)의 전기장(electric field) 크기이며, δ는 위상차(phase difference)를 의미한다.
2개의 선편광의 위상차가 0도 - 90도 사이를 살펴보면, 위상의 차가 커질 수록 제 2 빠른축(fast axis)을 통과한 광의 출력(Optical output power)이 커지는 것을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 90도를 기준으로 반복된다.
온도측정부(150)에 수신되는 광빔의 온도의 변화에 따라 제 2 편광유지광섬유(151)의 길이가 변화하고, 최종적으로는 2개의 선편광의 위상 차가 변하게 된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 온도연산부(180)는 위상 차의 변화에 따른 광의 출력(Optical output power) 변화에 기초하여 온도 변화량을 연산하고, 연산된 온도 변화량에 기초하여 현재 온도를 연산할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 위상 차의 변화에 따른 광의 출력(power)의 변화('기울기')가 큰 구간('45도 전후')을 기준점으로 설정하고, 온도연산부(180)는 현재 온도를 연산할 수 있다. 위상 차의 변화에 따른 광의 출력(Optical output power)의 변화가 큰 구간을 이용하면, 작은 위상 차의 변화에도 광의 출력(power)의 변화가 크므로, 온도연산부(180)가 작은 온도 변화를 더욱 정확하게 연산할 수 있다.
설명된 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치
110 : 광원
120 : 제 1 편광부
130 : 광분배부
140 : 제 1 편광유지광섬유
150 : 온도측정부
151 : 제 2 편광유지섬유
152 : 미러
160 : 제 2 편광부
170 : 제 1 광검출부
180 : 온도연산부
190 : 제 2 광검출부

Claims (4)

  1. 광을 생성하는 광원;
    상기 광원으로부터 수신되는 광을 분배하는 광분배부;
    상기 광원 및 상기 광분배부 사이에 배치되며, 제 1 느린축(slow axis) 및 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 하나의 축으로 진행하는 선 편광만을 통과시키는 제 1 편광부;
    상기 광원과 연결되고 광을 전송하며, 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 느린축(slow axis)에 수직한 상기 제 1 빠른축(fast axis)을 포함하는 제 1 편광유지광섬유;
    상기 제 1 편광유지광섬유과 일정한 각도를 가지도록 융착되어 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 빠른축(fast axis)과 일정한 각도를 가지도록 배치된 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 느린축(slow axis)에 수직한 제 2 빠른축(fast axis)을 포함하고 상기 제 1 편광유지광섬유로부터 수신되는 광을 전송하며, 상기 제 1 편광유지광섬유 및 제 2 편광유지광섬유가 일정한 각도를 가지고 융착되어, 상기 제 1 편광부를 통과한 상기 제 1 느린축(slow axis) 및 상기 제 1 빠른축(fast axis) 중 어느 하나의 축으로 진행하는 선 편광이 상기 제 2 편광유지광섬유를 통과하면서 상기 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 빠른축(fast axis)으로 진행하는 2개의 선편광으로 나뉘어지며, 2개의 선편광의 위상차가 생성되는 제 2 편광유지광섬유와, 상기 제 2 편광유지광섬유의 끝단에 배치되어 수신되는 광을 반사시키는 미러를 포함하는 온도측정부;
    상기 광분배부에 연결되고, 상기 미러에 의해 반사되어 상기 제 2 편광유지광섬유, 상기 제 1 편광유지광섬유 및 상기 광분배부를 통과한 상기 제 2 느린축(slow axis) 및 상기 제 2 빠른축(fast axis)으로 진행된 2개의 선편광 중 어느 하나 축으로 진행하는 선편광만을 통과시키는 제 2 편광부;
    상기 미러에 의해 반사되어 상기 제 2 편광유지광섬유, 상기 제 1 편광유지광섬유 및 상기 제 2 편광부를 통과한 2개의 선편광 중 어느 하나 축으로 진행하는 선편광의 출력(power)을 검출하는 제 1 광검출부; 및
    기준온도에서의 광의 출력(power) 및 현재 상기 제 1 광검출부에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값을 연산하고, 연산된 차이값에 기초하여 기준온도 대비 온도변화량을 연산하여 현재 상기 온도측정부로 수신되는 광의 온도를 연산하는 온도연산부를 포함하는, 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광원에서 생성된 광의 특성을 모니터링하고, 상기 제 1 광검출부에서 생성된 광 출력의 변화가 상기 광원의 출력 변화에 따른 것인지, 상기 제 2 편광유지 광섬유의 길이 변화에 따른 광 출력 변화인지를 파악하기 위해, 상기 광분배부를 통해 수신된 광의 출력을 검출하는 제 2 광검출부를 더 포함하는, 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광검출부는
    Figure 112019080398417-pat00006

    Figure 112019080398417-pat00007

    여기서 y1은 제 2 느린축(slow axis)으로 출력된 빛의 광의 출력(power),
    y2는 제 2 빠른축(fast axis)으로 출력된 빛의 광의 출력(power)
    Eox는 제 2 편광부로부터 출력되는 제 2 느린축(slow axis)의 빛의 전기장(electric field) 크기
    Eoy는 제 2 편광부으로부터 출력되는 제 2 빠른축(fast axis)의 전기장(electric field) 크기
    Eix는 제 2 편광부로 입력되는 제 2 느린축(slow axis)의 빛의 전기장(electric field) 크기
    Eiy는 제 2 편광부로 입력되는 제 2 빠른축(fast axis)의 전기장(electric field) 크기
    δ는 위상차(phase difference)
    광의 출력(power)을 위의 수학식들을 이용하여 검출하고,
    상기 온도 연산부는,
    온도측정부에 수신되는 광빔의 온도의 변화에 따라 상기 제 2 편광유지광섬유의 길이가 변화되고, 길이의 변화에 따라 상기 2개의 선편광의 위상 차가 변하게 되고, 위상 차가 변하게 됨에 따라 상기 제 1 광검출부에서 측정한 광의 출력(power)이 변하므로, 기준온도에서의 광의 출력(power) 및 상기 제 1 광검출부에서 측정된 광의 출력(power)의 차이값에 기초하여 현재 상기 온도측정부로 수신되는 광의 온도를 연산하는, 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치.





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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429504B1 (ko) 2002-02-08 2004-05-03 삼성전자주식회사 편광유지 광섬유 격자를 이용한 센서
JP2008008886A (ja) 2006-05-31 2008-01-17 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ式温度センサ装置
JP4340718B2 (ja) 2006-10-18 2009-10-07 株式会社フジクラ 光ファイバ式温度計及び温度補償型光ファイバセンサ
JP2012021982A (ja) 2010-07-12 2012-02-02 Honeywell Internatl Inc 温度感度を低減したファイバー電流センサー
KR101451963B1 (ko) 2014-03-18 2014-10-22 주식회사 광명에스지 수배전반용 광섬유 온도 검출기
KR101519929B1 (ko) 2014-05-07 2015-05-15 지투파워 (주) 광섬유 온도센서를 구비한 수배전반의 지능형 열화 진단 시스템 및 그 방법
KR101727091B1 (ko) 2016-06-30 2017-05-04 한국광기술원 브릴루앙 동적 격자의 주파수 영역 반사 측정을 이용한 분포형 광섬유 센서 장치 및 그 센싱방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429504B1 (ko) 2002-02-08 2004-05-03 삼성전자주식회사 편광유지 광섬유 격자를 이용한 센서
JP2008008886A (ja) 2006-05-31 2008-01-17 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ式温度センサ装置
JP4340718B2 (ja) 2006-10-18 2009-10-07 株式会社フジクラ 光ファイバ式温度計及び温度補償型光ファイバセンサ
JP2012021982A (ja) 2010-07-12 2012-02-02 Honeywell Internatl Inc 温度感度を低減したファイバー電流センサー
KR101451963B1 (ko) 2014-03-18 2014-10-22 주식회사 광명에스지 수배전반용 광섬유 온도 검출기
KR101519929B1 (ko) 2014-05-07 2015-05-15 지투파워 (주) 광섬유 온도센서를 구비한 수배전반의 지능형 열화 진단 시스템 및 그 방법
KR101727091B1 (ko) 2016-06-30 2017-05-04 한국광기술원 브릴루앙 동적 격자의 주파수 영역 반사 측정을 이용한 분포형 광섬유 센서 장치 및 그 센싱방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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한국광학회지 제13권 제3호, 2002년 6월, pp240-244.*

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