KR20130090414A - 가변 감도 간섭계 시스템 - Google Patents

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KR20130090414A
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에드워드 타파네스
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파이버 센시스, 인크.
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Abstract

가변 감도 광 센서는 각자의 센서 부분의 선택된 환경에 적어도 부분적으로 대응하는 센서의 하나 이상의 부분의 각자의 실제 감도를 가질 수 있다. 일부 개시되는 센서는 센서의 종방향으로 연장되는 복수의 광 도관을 갖는다. 광 도관 중 적어도 하나는 종방향으로 연장되는 인접 세그먼트의 광학적 성질과는 다른, 하나 이상의 광학적 및/또는 기계적 성질을 갖는 종방향으로 연장되는 적어도 하나의 세그먼트를 가질 수 있어서, 종방향으로 변화하는 신호 전파 특성을 도관에 제공할 수 있다. 이러한 광 도관을 갖는 광 센서는 종방향으로 변화하는 실제 감도를 나타낼 수 있다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어, 센서의 각자의 부분이 선택된 환경에 대응하는 실제 감도를 나타낼 때, 이러한 센서는 실질적으로 일정한 명목 감도를 나타낼 수 있다. 이러한 혁신적 센서는 낮은 빈도의 오경보 또는 성가신 경보와, 정확한 위치 및 크기 정보, 및 다른 장점들을 제공할 수 있다.

Description

가변 감도 간섭계 시스템 {VARIABLE SENSITIVITY INTERFEROMETER SYSTEMS}
발명자: Edward Tapanes
관련 출원
본 출원은 공히 2010년 10월 14일 출원된 미국특허가출원 제 61/393,298호 및 미국특허가출원 제61/393,321호(이후 "시스템 특허 출원"이라 호칭함)의 우선권을 주장하고, 그 내용 전체는 모든 용도로 여기서 언급되는 것과 같이 참조문헌으로 포함된다.
여기서 개시되는 혁신은 간섭계 시스템에 관한 것이고, 특히, 배타성없이, 가변 감도 센서를 갖는 광섬유 간섭계 시스템에 관한 것이다. 일부 혁신적 간섭계 시스템은 외란(disturbance)(예를 들어, 다른 것들 중에서도, 담장 위의 "탭"과 같은 견고한 둘레에 대한 외란, 파이프라인으로부터의 누설, 교량의 구조적 일체성의 변화, 통신 라인에 대한 외란, 컨베이어 벨트의 작동 변화, 표면 또는 음향 노이즈에 대한 영향)을 검출 및/또는 외란의 위치를 파악하도록 구성된다. 일부 사례에서, 이러한 시스템은 하나의 수동 센서를 이용하여 예를 들어, 약 65킬로미터(km)까지의 거리에 걸쳐, 그리고, 대향 방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 수동 센서를 이용하여 약 130km까지의 거리에 걸쳐, 검출 및/또는 위치파악하도록 구성될 수 있다.
대부분의 광 도관(가령, 광섬유)은, 길이를 따라 실질적으로 균일한(가령, 변하지 않는) 성질을 가져서, 이러한 광 도관을 균질의 성질을 요청하는 다양한 응용예(가령, 통신, 간섭계)에 적합하게 한다. 이러한 균질성은 많은 요인들 중에서도, 광섬유, 광섬유 상의 코팅, 그리고, 광섬유를 통상적으로 수용하는 케이블의 다양한 보호 피복에 대한 현대식의 고품질 제조 프로세스의 결과다. 외란을 검출하도록 구성된 센서로 사용될 때, 이러한 종방향으로 균질인 광 도관은, 센서의 길이를 따라 섭동이 인가되는지 여부에 관계없이, 균일한 방식으로 주어진 섭동에 반응하는 것이 일반적이다.
많은 응용예에서, 주어진 센서의 서로 다른 부분이 각자의 서로 다른 환경에 노출될 수 있다. 예를 들어, 센서의 일부분이, 예를 들어, 수중에 위치할 수 있고, 다른 부분은 지하에 위치할 수 있으며, 또 다른 부분은 지상에 위치할 수 있다(가령, 대기에 노출될 수 있다). 이러한 응용예에서, 알려진 센서는 예를 들어, 센서의 어느 부분이 섭동되는지와 주변 환경에 따라 서로 다르게, 주어진 외란에 반응할 수 있다. 따라서, 균질한 감도를 갖는 알려진 센서를 이용하여, 특히, 주변 환경이 센서의 길이를 따라 변화할 경우, 어떤 특정 외란의 하나 이상의 특성(가령, 진폭, 위치, 등)을 파악하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 알려진 광섬유 센서는 "오경보" 또는 "성가신 경보"를 개시하기 쉽다. 일부 환경적 효과가 수학적으로 필터링되어 오경보 및 성가신 경보의 비율을 감소시킬 수 있지만, 이러한 알고리즘은 연산-집약적일 수 있고, 간헐적 작동을 야기할 수 있다. 더욱이, 이러한 수학적 필터링은 오경보 또는 성가신 경보의 발생을 만족스럽게 감소시키지 못할 수 있다.
따라서, 환경에 관계없이 주어진 외란에 유사하게 응답하면서 둘 이상의 환경을 통해 연장되도록 구성되는 센서, 가령, 수동 광섬유 센서의 필요성이 지속된다. 감지 시스템에 관한 다른 필요성도 또한 충족되지 않는다.
앞서 식별된 필요성 및 다른 필요성 중 하나 이상을 취급하기 위한 혁신적 광 센서 및 관련 간섭계 시스템이 개시된다. 이러한 혁신들 중 일부 실시예는 길이를 따라 변화하는 실제 감도를 갖는 센서를 포함한다.
길이를 따라 실질적으로 일정한 성질을 갖는 센서는 통상적으로, 길이를 따라 실질적으로 일정한 실제 감도를 갖는다. 주어진 외란은 일 환경을 통해 (다른 환경을 통해서와는 다르게) 센서에 운반될 수 있어서, 이러한 외란에 대한 센서의 응답이 환경 의존적으로 나타나게 한다. 더욱이, 종방향으로 균일한 성질을 갖는 센서는, 다른 환경에 위치한 센서의 다른 부분에 의해 나타나는 명목 감도와는 다른 주어진 환경에 노출된 일 부분의 명목 감도를 나타낸다. 여기서 사용되는 "실제 감도"(actual sensitivity)는 선택된 기준 환경에서 주어진 외란에 대한 센서의 응답의 측정치를 의미한다. 여기서 사용되는 "명목 감도"(apparent sensitivity)는 임의적 환경에서 주어진 외란에 대한 센서의 응답의 측정치를 의미한다. 예를 들어, 지면에 묻힌 단일 모드 간섭계는 주어진 물리적 외란에 따라 10개의 간섭 무늬를 생성할 수 있다. 지상에 위치한 동일 간섭계(또는 그 일부분)는 유사한 외란에 따라 500개의 간섭 무늬를 생성할 수 있다.
종방향으로 균질인 광학적 성질을 갖는 센서에 반해, 종방향으로 가변적인 광학적 성질을 갖는 센서와, 이에 대응하는, 종방향으로 가변적인 실제 감도는, 센서가 다양한 환경을 통해 연장될 때 실질적으로 일정한 명목 감도를 제공할 수 있다. 센서의 하나 이상의 부분의 각자의 실제 감도가, 각자의 센서 부분의 선택된 환경에, 적어도 부분적으로 대응하는, 혁신적 광 센서가 개시된다.
예를 들어, 일부 개시되는 센서는 센서의 종방향으로 연장되는 복수의 광 도관을 갖는다. 광 도관의 적어도 하나는 종방향으로 연장되는 인접 세그먼트의 광학적 성질과는 다른, 하나 이상의 광학적 및/또는 기계적 성질(가령, 복굴절, 광섬유 코팅, 피복, 등)을 갖는 종방향으로 연장되는 적어도 하나의 세그먼트를 가질 수 있어서, 종방향으로 변화하는 신호 전파 특성을 도관에 제공할 수 있다. 하나 이상의 이러한 광 도관을 갖는 광 센서는 종방향으로 변화하는 실제 감도를 나타낼 수 있다. 그럼에도 불구하고, 센서가 (가령, 파이프라인 캔으로) 복수의 환경을 통해 연장될 때와 같이, 특히, 센서의 각자의 부분이 선택된 환경에 대응하는 실제 감도를 나타낼 때, 이러한 센서는 실질적으로 일정함 명목 감도를 나타낼 수 있다. 이러한 혁신적 센서는 낮은 빈도의 오경보 또는 성가신 경보와, 정확한 위치 및 크기 정보를 제공할 수 있다.
일부 혁신적 시스템은 위치-의존적 실제 감도를 갖는 센서로 외란을 검출하는 방법을 포함한다. 이러한 혁신적 시스템의 일부 실시예를 이용하여, 외란의 위치가 결정될 수 있고, 일부 사례에서, 센서가 다양한 환경에 걸쳐 있을 때(가령, 지상, 지하, 수중, 또는 열린 대기를 통해) 이러한 외란의 크기가 또한 결정될 수 있다.
일부 개시되는 센서는 수동으로 종료되고, 능동 구성요소로부터 예를 들어, 약 50km까지, 또는 그 이상까지 연장되도록 구성된다. 일부 개시되는 시스템은 서로에 대해 반대 방향으로 능동 구성요소로부터 연장되는 2개의 이러한 센서를 가져서, 예를 들어, 약 100-130km의 큰 거리에 걸쳐 외란-검출 기능을 제공할 수 있다.
전술한, 그리고, 그외 다른, 특징 및 장점이, 첨부 도면을 참조하여 제시되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
첨부 도면은, 종래 기술로부터 알려진 특징을 보여주는 것으로 구체적으로 식별되지 않는 한, 여기서 개시되는 혁신적 시스템의 형태를 보여준다.
도 1은 여기서 개시되는 타입의 혁신적 간섭계의 형태를 보여준다.
도 2는 여기서 개시되는 타입의 다른 혁신적 간섭계 시스템의 형태를 보여준다.
도 3은 능동적으로 일치하는 편광 상태를 갖는 카운터-전파 광 신호를 이용하도록 구성된 상용 마흐-젠더(Mach-Zehnder) 간섭계의 개략도를 보여준다.
도 4는 종방향 위치와 함께 변화하는 실제 감도를 제공하도록 구성되는 센서의 형태를 보여주고, 센서의 일부분이 확대도로 도시된다.
도 5A는 도 4의 라인(5A-5A)을 따라 취한 단면도를 도시한다. 도 5B는 도 5A의 단면도를 도시하며, 광 도관의 여러 개의 서로 다른 쌍들이 식별된다. 각각의 고유 조합은 대응하는 고유 실제 감도를 광 케이블에 제공한다.
도 6은 도 4의 라인(6-6)을 따라 취한 단면도다.
도 7은, 예를 들어, 파이프라인을 모니터링하기 위해, 설치될 때와 같이, 다양한 환경 중에서 연장되는, 여기서 개시되는 타입의 센서를 보여준다.
광 도관 및 간섭계 시스템에 관한 다양한 원리가 예시적인 실시예를 참조하여 여기서 설명된다. 개시되는 원리들 중 하나 이상은 하나 이상의 성능 특성을 실현하기 위해 다양한 구조로 통합될 수 있다. 경계 보안 응용예에 관한 광 도관 및 간섭계 시스템의 개시되는 실시예는 여기서 설명되는 혁신적 원리들 중 하나 이상을 설명하는 데 사용되는 예에 불과하다. 일부 실시예는 예를 들어, 파이프라인 내 누설 검출, 구조물 내 고장 검출, 지상 표면에 대한 외란 검출, 컨베이어의 작동 변화 검출, 등과 같이, 많은 다른 응용예에서 이용하기 위해 동등하게 적용가능할 수 있다.
여기서 개시되는 일부 혁신적 광 도관은 알려져 있는 간섭계 구조와 조합되어, 지금까지 실현할 수 없었던 성능 레벨을 제공할 수 있다. 이러한 혁신적 조합이 예가 아래에서 설명된다.
간섭계 시스템의 개요
여기서 개시되는 간섭계 시스템은 제 1 (가령, "기준") 광 도관 및 제 2 (가령, "센서") 광 도관을 통해 이동해온, 관측된 제 1 및 제 2 광 신호 사이에서 위상차를 비교함으로써 센서부에 대한 외란을 검출할 수 있다. 여기서 개시되는 시스템에서, 하나 이상의 광학적 및/또는 기계적 성질은 제 1 광 도관 및 제 2 광 도관 사이에서 다르다.
예를 들어, 도 1에 도시되는 혁신적 간섭계(100)는 앞서 식별된 시스템 특허 출원에서 개시된 바와 같은 능동부(132a)와, 수동부(130a)를 갖는 하이브리드 미켈슨(Michelson)/마흐-젠더 간섭계로 또한 구성된다. 도 2에 도시되는 간섭계(100a)는 편광 스크램블러를 포함하는 능동부(132b)와, 수동부(130b)를 갖는 하이브리드 미켈슨/마흐-젠더 간섭계로 또한 구성된다. 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 시스템(100, 100a)은 각자의 능동부(132a, 132b)로부터 말단부(118)를 향해 연장되는 각자의 수동 광 센서부(130a, 130b)를 포함한다.
도 3은 카운터 전파 광 신호를 운반하도록 구성되는, 중첩되는 제 1 및 제 2 마흐-젠더 간섭계를 갖는 간섭계 시스템을 보여준다.
광 도관(114a, 114b)(또는, 114a', 114b', 도 3에 도시되는 중첩 마하-젠더 간섭계의 센서부) 중 하나 또는 둘 모두에 대한 외란은, 분배되는 도관을 통해 운반되는 각자의 광 신호를 수정할 수 있다. 이러한 수정 신호를 관찰함으로써, 이러한 외란의 존재가 검출될 수 있고, 일부 사례에서, 외란의 위치 및 크기가 식별될 수 있다.
광 센서의 개요
일부 사례에서, 제 1 및 제 2 광 도관(114a, 114b)(도 1)(114a', 114b')(도 2)은 유사한 광학적 및/또는 기계적 성질과 유사한 길이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 기준 및 센서 광 도관은 ("케이블"이라고도 불리는) "번들"(bundle) 내에서 서로 인접하여 위치하는 물리적으로 분리된 도관이다.
예를 들어, 기존의 광섬유 번들은 외장 피복에 의해 덮이는 여러 개의 개별 광섬유(가령, 단일-모드 광섬유)를 포함할 수 있다. 개별 광섬유 중 하나는 센서 도관(가령, 114a)을 형성할 수 있고, 개별 광섬유 중 다른 하나는 기준 도관(가령, 114b)을 형성할 수 있다. 개별 광섬유 중 또 다른 하나는 앞서 식별된 시스템 특허 출원에서 개시된 바와 같은, 수동으로 종료되는 센서에서와 같은 복귀 도관(return conduit)을 형성할 수 있다. 센서, 기준 및 복귀 도관을 형성하는 각자의 광섬유는 공통 외측 피복 내에 위치하고 공통 외측 피복에 의해 덮인다. 이러한 광섬유들이 서로 비교적 가까이(가령, 서로 수 밀리미터 내에) 위치하는 것이 일반적이지만, 외측 피복에 도포되는 개별 광 도관 내 신호들의 광학적 위상을 변경시키는 하중 또는 다른 힘은(가령, 충격 또는 섭동)은 개별 광섬유 각각에 약간 다르게 전달될 수 있다. 더욱이, 각각의 개별 광섬유는 동일한 부하에 대해 약간 다르게 반응할 수 있다(가령, 변형되거나 일시적으로 굴절률이 변화할 수 있다). 따라서, 실제로, 케이블에 대한 외란은 기준 및 신호 도관(114a, 114b)을 서로 다르게 섭동할 것이다.
물리적 응답이 "센서" 도관과 "기준" 도관 사이에서 서로 다른 것이 일반적이기 때문에, "센서" 도관을 통해 이동하는 광은 "기준" 도관을 통해 이동하는 광에 비해, 서로 약간 다른 시간에 센서 도관(도 1, 2, 3)의 단자 단부에 도달할 수 있고, 서로 다른 편광 상태를 가질 가능성도 있다. 따라서, 각자의 단자 단부에서 관측되는 광 신호는 통상적으로, 소량만큼 서로로부터 위상이 다를 것이다. 센서 및 기준 도관 중 적어도 하나에 외란이 있을 경우, 각자의 단자 단부에서 관측되는 광 신호의 상대적 위상은 외란없는 도관으로부터의 공칭 레벨로부터 차이나는 경향이 있을 것이다. 제 1 광 신호와 제 2 광 신호 사이의 지연(가령, 신호들 사이의 관측되는 위상차)을 비교하고 간섭계 구성요소의 특성(가령, 광 도관의 길이, 도관을 통과하는 광의 속도, 광학적 파장)을 설명함으로써, 외란의 크기 및 위치가 도 1, 2, 3에 도시되는 바와 같은 시스템을 이용하여 결정될 수 있다.
여러 요인들이 제 1 및 제 2 광 도관을 통해 운반되는 신호들 사이에 관측되는 위상차를 야기할 수 있으나, 외란없는 기준 및 센서 도관의 관측 신호들 사이에서의 공칭, 또는 기초선(baseline), 위상차가 결정될 수 있다. 따라서, 기준 위상차로부터 충분히 큰(또는 임계치의) 편차가 관측될 때 센서 케이블(가령, 센서 도관 및 기초선 도관을 갖는 번들)에 외란이 있음을 추정할 수 있다. 추가적으로, 센서 케이블의 특성(가령, 그 길이, 광이 광 도관 각각을 통해 이동하는 속도, 광학적 파장)과 조합하여, 광학 경로를 따라 2개 이상의 위치에서 이러한 위상차를 관측함으로써, 외란의 위치를 추정할 수 있다.
일부 실시예에서, 상술한 바와 같이, 제 3의, 무감 도관(insensitive conduit)이 센서 도관(가령, 도관(114a)) 및 기준 도관(가령, 도관(114b)) 중 적어도 하나에 인접하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 광 케이블은 도 5A에 도시되는, 상술한 바와 같은 공통 피복 내에 복수의 광 도관을 가질 수 있다.
광 센서 반응의 환경적 의존성
앞서 설명한 바와 같이, 케이블의 외측 피복에 가해지는 외란(가령, 충격 또는 섭동)은 개별 광 도관 각각에 서로 약간 다르게 전달될 것이다. 추가적으로, 센서 케이블(130a, 130b, 130c)에 인접한, 또는, 주변 환경에 대한 외란은 일 환경에서, 다른 환경에 비해, 다르게 케이블에 전달될 수 있다. 예를 들어, 주어진 외란으로부터 나타나는, 지하 센서에 전달되는 부하(가령, 지하 센서에 인접한 구멍을 파는 사람)는, 동일한 외란으로부터 발생하는 지상 센서에 전달되는 부하와 통상적으로 다르다. 따라서, 센서 내 각자의 광 도관에 대한 외란은 센서가 연장되는 주변의 환경에 적어도 부분적으로 대응하는 것이 일반적이다.
결과적으로, 각자의 광 도관을 통해 전파되는 광 신호에 대한 이러한 교란의 효과는 또한, 환경에 적어도 부분적으로 대응한다. 이러한 효과는, 서로 다른 환경을 통해 연장되는 종방향으로 균일한 성질을 갖는 주어진 센서에 대해 명목 감도의 관측되는 변화에 적어도 부분적으로 기여한다고 판단된다.
종방향으로 변화하는 실제 감도를 갖는 센서
상술한 바와 같이, 길이를 따라 실질적으로 일정한 실제 감도를 갖는 광 센서는 서로 다른 환경에서 외란에 서로 다르게 반응하여, 관측되는 이벤트가 도 1, 2, 3에 도시되는 타입의 시스템을 이용하여 감지하고자 하는 타입의 외란에 대응하는지의 구별을 어렵게 한다. 따라서, 이러한 광 센서는 센서가 2개 이상의 환경을 통해 연장될 때 "오경보" 또는 "성가신 경보"를 개시하기가 쉬울 수 있다. 일부 오경보 또는 성가신 경보가 수학적으로 필터링될 수 있지만, 이러한 알고리즘은 연산-집약적일 수 있고, 오경보 또는 성가신 경보의 발생을 만족스럽게 감소시키지 못하면서, 간할적 작동을 야기할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 선택된 한 쌍의 광 도관(가령, 도관(114a, 114b)) 사이의 서로 다른 물리적 응답은, 각자의 도관을 통해 이동하는 광 신호에 서로 다르게, 상당한 영향을 미칠 수 있다. 이러한 광 신호들 사이에서 관측되는 차이를 이용하여, 두 도관 중 적어도 하나에 대한 외란을 검출할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "기준-센서 쌍"은 적어도 하나의 광 신호에 응답하도록 구성되는 하나 이상의 구성요소(가령, 132a, 132b)에 연결되고 각자의 광 신호를 운반하도록 구성되는 선택된 한 쌍의 광 도관(가령, 114a, 114b)을 의미한다.
종방향으로 변화하는 감도를 갖는 광섬유 센서가 이제 설명된다. 예를 들어, 도관의 기준-센서 쌍을 형성하는 선택된 광 도관 사이의 거리, 한 쌍의 도관 내 각각의 구조, 또는 둘 모두는 센서의 길이를 따라 변할 수 있다. 다른 물리적 특성(가령, 길이, 복굴절, 피복 구조, 케이블 충전 물질, 편광)도 센서의 길이를 따라 변할 수 있고, 선택된 기준-센서 쌍 사이에 종방향으로 변하는 물리적 응답을 제공할 수 있다. 도 4는 종방향으로 변하는 실제 감도를 갖는 광 센서의 일례(230)를 개략적으로 도시한다. 도 5A 및 도 5B는 아래에서 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 적어도 5개의 서로 다른 실제 감도를 제공할 수 있는 6-번들 케이블을 보여준다.
도 4에서, 센서(230)는 간섭계(예를 들어, 도 1 내지 도 3에 각각 도시되는 간섭계(100, 100a, 100b))의 능동부에 연결되도록 구성된 근접 단부(231)와, 말단부(232) 사이에서 연장된다. 센서(130a, 130b, 130c)에 관해 상술한 바와 같이, 센서(230)는 말단부(232)에서 또는 그 근처에서 수동적으로 종료될 수 있다.
도시되는 센서(230)는 4개의 세그먼트(233, 235, 237, 239)를 포함하고, 각각의 세그먼트는 외란에 대한 각자의 실제 감도를 제공하도록 구성된다. 특히, 제 1 세그먼트(233)는 근접 단부(231)와 제 1 조인트(234) 사이에서 연장되고, 제 2 세그먼트(235)는 제 1 조인트(234)와 제 2 조인트(236) 사이에 연장되며, 제 3 세그먼트(237)는 제 2 조인트(236)와 제 3 조인트(238) 사이에서 연장되고, 제 4 세그먼트(239)는 제 3 조인트(238)와 말단부(232) 사이에서 연장된다. 이제 설명되겠지만, 센서(230)의 제 1, 2, 3, 4 세그먼트 각각은 대응하는 고유 실제 감도를 제공하도록 구성될 수 있다.
도시되는 세그먼트(233, 235, 237, 239) 각각은 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 도 5A에 도시되는 바와 같이, 세그먼트(235)는 6개의 광 도관(241, 242, 243, 244, 246, 247)을 포함하고, 각각의 광 도관은 세그먼트의 종방향으로 연장되며, 종방향으로 연장되는 이러한 2개의 도관(243, 244)이 도 6에 도시된다. 도 4에 도시되는 각각의 세그먼트에서, 광 도관(가령, 광학적 번들)은, 케이블의 중앙의, 종방향 축 주위로 서로로부터 원주적으로(가령, 서로로부터 약 60도로) 이격된다. 6개의 도관 중 4개(즉, 도관(243, 244, 246, 247))는 타이트 버퍼 광섬유(tight-buffered fibers)를 포함하고, 중앙의 종방향 축에 대해 대향 쌍으로 배열된다. 나머지 2개의 도관(241, 242)은 루스-튜브 광섬유(loose-tube fibers)를 포함하고, 서로로부터 약 180도로 위치하며, 각각은 타이트-버퍼 광섬유를 갖는 도관(243, 244, 246, 247) 중 각자 2개씩 사이에서 위치한다.
6개의 광 도관 각각은 적어도 하나의 단일-모드 광 도관을 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "타이트-버퍼 광섬유"는 건식 물질에 의해 작동 구조 및 주변부 내로 치밀하게 패킹되는(또는 보지되는), 종방향으로 연장되는 광섬유들의 그룹을 의미한다. 타이트-버퍼 광섬유는 900 마이크로미터의 외경을 갖는 것이 일반적이다. 여기서 사용되는 바와 같이, "루스-튜브 광섬유"는 케이블 내의 전용 광섬유 하우징 내부에 점성(가령, 뉴튼형) 유체, 겔, 또는 비-뉴튼형 유체에서 자유-부동하는, 종방향으로 연장되는 광섬유들의 그룹을 의미한다. 일부 구조에서, 이러한 하우징은 튜브일 수 있다. 이러한 겔 또는 유체(가령, 뉴튼형 또는 비-뉴튼형)는 루스-튜브 광섬유에 대한 외란을 감쇠시키는 경향을 가질 수 있다. 루스-튜브 광섬유는 통상적으로 250 마이크로미터의 외경을 갖는다. 루스-튜브 광섬유를 수용하는 각각의 광섬유 하우징은 예를 들어, 6개 또는 12개의 광섬유와 같이, 내부에 복수의 광섬유를 가질 수 있다. 타이트-버퍼 광섬유는 통상적으로, 루스-튜브 광섬유보다 외란에 강하게 반응한다.
도 5에서, 외측 피복(251)은 각각의 세그먼트(233, 235, 237, 239)의 종방향으로 연장된다. 각각의 세그먼트 내 사이 공간(250, 250a)은 적절한 강화, 패킹, 및/또는 보호 물질로 충전될 수 있다. 일부 사례에서, 이러한 적절한 충전재는 섬유-강화 플라스틱, 케블라(Kevlar) 섬유, 물흡수 섬유/테이프, 또는 다른 물질을 포함한다. 일부 사례에서 사이 공간은 피복(251)에 대한 외란을 감쇠시키는 물질로 충전되고, 다른 사례에서 사이 공간은 최소 손실로 이러한 외란을 운반하는 물질로 충전된다.
각각의 세그먼트(233, 235, 237, 239)는 각자의 기준-센서 쌍의 광 도관을 갖는다. 도 5B는 각자의 기준-센서 쌍을 선택할 수 있는 여러 개의 가능한 기준-센서 쌍을 보여준다. 예를 들어, 주어진 세그먼트(233, 235, 237, 239))에 대한 기준-센서 쌍이 (1) 대향하는 타이트-버퍼 광섬유(243, 244), (2) 대향하는 루스-튜브 광섬유(241, 242), (3) 루스-튜브 광섬유(241) 및 인접한 타이트-버퍼 광섬유(243), (4) 인접한 타이트-버퍼 광섬유(243, 246), 또는 (5) 공통 루스-튜브 하우징 내의 한 쌍의 루트-튜브 광섬유(241, 또는 242)로부터 형성될 수 있다.
실제 감도가, 각자의 기준-센서 쌍과 각 쌍의 광섬유 내 각각의 구조를 분리시키는 거리에 적어도 부분적으로 관련되기 때문에, 각 세그먼트(233, 235, 237, 239)는 각각의 세그먼트가 실질적으로 동일한 전체 구조를 가짐에도 불구하고 고유한 실제 감도를 가질 수 있다. 예를 들어, 세그먼트(233)는 제 1 (1) 기준-센서 쌍을 가질 수 있고, 세그먼트(235)는 제 2 (2) 기준-센서 쌍을 가질 수 있으며, 세그먼트(237)는 제 3 (3) 기준-센서 쌍을 가질 수 있고, 세그먼트(239)는 제 4 (4) 기준-센서 쌍을 가질 수 있다. 이러한 기준-센서 쌍 각각은 외란에 따라 다를 것으로 예상될 수 있지만, 각각의 세그먼트는 앞서 설명한 바와 같이 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
도 6에서, 센서의 일부분(240)이 종방향 단면으로 도시된다. 실질적으로 동일한 구조를 갖는 인접한 세그먼트(235, 237)들이 도시되지만, 기준-센서 쌍들은 방금 설명한 바와 같이, 각각의 세그먼트에서 다르다. 그럼에도 불구하고, 세그먼트(235)는 종방향으로 인접한 도관을 병합(가령, 도관(241)을 도관(243)에, 그리고 도관(242)을 도관(244)에 각각 병합)하도록 구성되는 종래의 광학 조인트(가령, 융착 접속(fusion splice), 기계적 접속(mechanical splice), 버트 접속(butt splice), 등)(245a, 245b)를 이용하여 인접 세그먼트(237)에 연결될 수 있다. 이러한 조인트는 광섬유 융착 접속 또는 기계적 결합일 수 있다.
병합된 도관은 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도관(241)은 루스-튜브 광섬유일 수 있고, 도관(243)은 타이트-버퍼 광섬유일 수 있다. 이러한 구조를 이용하여, 광 센서(230)의 일부분(240)이 (가령, 세그먼트(235)로부터 세그먼트(237)로) 종방향으로 변화하는 실제 감도를 실현할 수 있다. 방금 설명한 바와 같이 (가령, 단부간 접속으로) 병합되는 각자의 세그먼트는, 각 세그먼트의 구조가 서로 실질적으로 동일할 수 있음에도 불구하고, 종방향으로 변화하는 실제 감도를 갖는 센서(230)를 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 각각의 세그먼트는 다른 세그먼트들 중 하나 이상에 대해 고유한 구조를 가질 수 있어서, 다른 세그먼트로부터 더 확실한 실제 감도 차이를 제공한다.
이러한 센서(230)가 서로 다른 환경(260a, 260b, 260c, 260d)(도 4, 6, 7) 사이에서 연장될 때, 센서(230)의 명목 감도 변화는 환경들 사이에서 연장되는 종방향으로 일정한 실제 감도를 갖는 센서에 비해 실질적으로 감소할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시되는 바와 같은 센서를 이용하여, 제 1 세그먼트(233)의 실제 감도(및 대응하는 기준-센서 쌍)이 대응하는 의도된 환경(260a)(가령, 지하)의 하나 이상의 특성에 대응하도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트(233)는 센서(230)가 환경(260a)에 노출될 때 제 1 명목 감도를 달성하도록 구성될 수 있다. 유사한 방식으로, 제 2 세그먼트(235)의 실제 감도는 대응하는 의도된 환경(260b)(가령, 습지)의 하나 이상의 특성과 대응하도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트(235)는 센서(230)가 환경(260b) 내에 설치될 때 제 2 명목 감도를 달성하도록 (가령, 기준-센서 쌍 구조를 선택함으로써) 구성될 수 있다. 제 3 세그먼트(237) 및 제 4 세그먼트(239)의 실제 감도는 각각, 대응하는 의도된 환경(260c(가령, 수중), 260d(가령, 공기 중))의 하나 이상의 특성과 대응하도록 선택될 수 있어서, 센서(230)가 설치될 때 세그먼트(237, 239)가 각각 제 3 및 제 4 명목 감도를 달성하게 된다. 제 1, 2, 3, 4 명목 감도는 각각, 서로 다른 환경(260a, 260b, 260c, 260d) 사이에서 연장될 때 종방향으로 일정한 실제 감도를 갖는 센서의 대응하는 부분이 나타내는 것보다 서로에 훨씬 가깝게 매칭될 수 있다.
대안의 센서 구조
예를 들어, 도 4에 도시되는 센서(230)와 같은, 일부 센서 실시예에서, 각자의 세그먼트의 실제 감도는 나머지 세그먼트들 각각의 실제 감도와 다르고, 다른 사례에서, 2개 이상의 세그먼트 각각의 실제 감도는 실질적으로 동일하다. 또한, 센서(230)가 4개의 세그먼트(233, 235, 237, 239)를 갖는 것으로 도시되지만, 대안의 센서 실시예는 더 많거나 더 적은 세그먼트를 가질 수 있다. 세그먼트의 수( 및 각자 실제 감도)는 센서가 사용시 노출될 것으로 예상되는 환경의 수 및 타입에 대응하도록 선택될 수 있다.
추가적으로, 세그먼트(233, 235, 237, 239)가 서로로부터 원주적으로 이격된 6개의 광 도관을 갖는 것으로 도시 및 설명되지만, 다른 세그먼트 구조도 가능하다. 예를 들어, 세그먼트는 도 5A 및 5B에 도시되는 것보다 더 많거나 더 적은 종방향으로 연장되는 광 도관을 가질 수 있다. 광 도관은 (주어진 세그먼트 내에 6개의 광 도관이 존재할 때에도) 서로로부터 60도와는 다른 각도로 이격될 수 있다. 세그먼트는 더 많거나 더 적은 타이트-버퍼 또는 루스-튜브 도관을 가질 수 있다.
"루스-튜브 광섬유" 및 "타이트-버퍼 광섬유"가 설명되지만, 임의의 적절한 광 도관이 사용될 수 있다. 또한, 두 클래스의 신호 전파 또는 기계적 특성을 나타내는 광 도관(가령, "루스-튜브 광섬유" 및 "타이트-버퍼 광섬유")이 설명되지만, 설명되는 원리는 2 클래스보다 많은 신호 전파 특성을 나타내는 도관 그룹을 갖는 세그먼트에 적용된다. 이러한 특성은 예를 들어, 복굴절, 길이, 위상, 전파 시간, 편광, 및 코팅 타입을 포함한다.
주어진 세그먼트의 경우, 작동 기준-센서 쌍으로 선택되는 각 쌍의 광 도관은 고유 실제 감도를 세그먼트에 제공할 수 있다. 실현가능한 실제 감도의 범위는 상기 쌍의 도관 내 각각의 상대적 위치 및 물리적 및 광학적 특성에, 그리고, 전체 구조(가령, 번들 내 광 도관의 수, 번들 내 각 도관의 각자의 위치, 번들의 하나 이상의 사이 공간의 충전 여부, 충전된 경우 공간 충전에 사용되는 물질)에, 적어도 부분적으로 대응할 수 있다. 멀티-세그먼트 센서(가령, 도 4에 도시되는 센서(230)) 내 각각의 세그먼트에 대하여, 각자 쌍의 광 도관은 알려져 있는 또는 선택된, 환경적 특성(예를 들어, 흙, 물, 또는 공기와 같이, 환경적 물질을 통한 진동-전달에 관련된 물성)과 대응함을 적어도 부분적으로 기초로 하여 기준-센서 쌍으로 선택될 수 있다.
일부 사례에서, 센서는 길이를 따라 연속적으로 변하는 실제 감도를 가질 수 있다. 다른 사례에서, 센서는 도 4에 도시되는 센서(230)의 경우처럼, 길이를 따라 계단식으로, 또는 구분되어 변하는 실제 감도를 가질 수 있다. 일부 사례에서, 센서의 공간 분해능 수준 또는 그 미만의 각자의 길이를 갖는 개별 세그먼트를 갖는 센서는, 연속적으로 변하는 감도를 갖는 센서의 하나 이상의 특성을 나타낼 수 있다.
일부 사례에서, 센서는 기준-센서 쌍(가령, 사냑(Sagnac) 간섭계 또는 모달메트릭 센서(modalmetric sensor))을 구성하기 위해 단 하나만의 광 도관을 가질 수 있다. 다른 경우에, 3개 이상의 광 도관을 이용하여 센서를 생성할 수 있다.
다른 실시예
여기서 개시되는 원리를 이용하여, 당 업자는, 특히, 2개 이상의 환경 사이에서 연장되는 센서로 외란을 검출하도록 구성되는, 간섭계 시스템의 폭넓게 다양한 가능한 실시예를 이해할 것이다. 예를 들어, 미켈슨 및 마흐-젠더 간섭계가 어느 정도 세부적으로 앞서 설명되었으나, 여기서 개시되는 센서는 중첩 제 1 및 제 2 마흐 젠더 간섭계, 사냑 간섭계, 모달메트릭 센서, 광학 시간 도메인 반사계(OTDR)(예를 들어, 코히어런트-OTDR 간섭계), 편광계(polarimeter), 및 많은 다른 간섭계 구조와 같이, 다양한 다른 타입의 간섭계와 함께 사용될 수 있다.
본 개시문은 본 개시문의 일부분을 형성하는 첨부 도면을 참조하며, 유사한 도면 부호는 전체적으로 유사한 부분을 나타낸다. 도면은 구체적 실시예를 도시하지만 다른 실시예도 형성될 수 있고, 본 개시문의 의도된 범위로부터 벗어나지 않으면서 구조적 변화가 이루어질 수 있다. 방향 및 부호(가령, 상향, 하향, 위, 아래, 좌, 우, 우방, 전방, 등)를 이용하여 도면의 논의를 도울 수 있으나, 제한하고자 하는 의도는 없다. 예를 들어, "상향", "하향", "상측", "하측", "수평", "수직", "좌측", "우측", 등과 같이 소정의 용어가 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 적용가능할 때 사용되어, 특히, 도시되는 실시예와 관련하여, 상대적 관계를 취급할 때, 어느 정도 명료한 설명을 제공하게 된다. 그러나, 이러한 용어는 절대적인 관계, 위치, 및/또는 배향을 제시하고자 하는 의도가 없다. 예를 들어, 물체와 관련하여, "상측" 표면은 단순히 물체를 뒤집음으로써 "하측" 표면이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 여전히 동일한 표면이고 물체는 동일하게 유지된다. 여기서 사용되는 바와 같이, "및/또는"은 "및"과, "및" 및 "또는"을 의미한다.
따라서, 상세한 설명은 제한적인 측면으로 간주되어서는 안되고, 본 개시문을 다시 살핀 후, 당 업자는 여기서 설명되는 다양한 개념을 이용하여 고안 및 구성될 수 있는 다양한 간섭계 시스템을 이해할 것이다. 더욱이, 당 업자는 여기서 개시되는 예시적인 실시예가, 개시되는 개념으로부터 벗어나지 않으면서 다양한 구조로 적응될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 개시되는 원리를 적용할 수 있는 많은 가능한 실시예에 비추어볼 때, 상술한 실시예는 예에 불과하고, 범위를 제한하는 것으로 취급해서는 안된다. 그리고, 청구항은 특허가출원에 필수적인 구성요소가 아니기 때문에 구체적인 청구항이 여기서 제시되지 않았지만, 다음의 단락의 사상 및 범위 내에 있는 모든 것들을 포함한, 그러나, 이에 제한되지 않는, 여기서 개시되는 대상의 사상 및 범위 내에 있는 모든 것을 나의 발명으로 청구할 수 있는 권리를 갖는다.

Claims (35)

  1. 종방향으로 가변적인 실제 감도를 갖는 광섬유 케이블의 조인트에 있어서, 상기 조인트는,
    제 1 신호 전파 특성을 갖는 제 1 광섬유로부터 제 2 신호 전파 특성을 갖는 제 2 광섬유로 광을 전파할 수 있도록, 상기 제 2 광섬유에 광학적으로 결합되는, 상기 제 1 광섬유와,
    제 4 신호 전파 특성을 갖는 제 4 광섬유에 광학적으로 결합되는, 제 3 신호 전파 특성을 갖는 제 3 광섬유를 포함하며,
    상기 제 1 광섬유 및 상기 제 3 광섬유는 대응하는 제 1 실제 감도를 갖는 제 1 기준-센서 쌍의 광섬유를 형성하고, 상기 제 2 광섬유 및 제 4 광섬유는 대응하는 제 2 실제 감도를 갖는 제 2 기준-센서 쌍의 광섬유를 형성하는
    광섬유 케이블의 조인트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실제 감도는 상기 제 2 실제 감도와 다른
    광섬유 케이블의 조인트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 광섬유 및 상기 제 4 광섬유는 서로 다른 신호 전파 특성을 갖는
    광섬유 케이블의 조인트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 광섬유는 실질적으로 동일한 신호 전파 특성을 갖는
    광섬유 케이블의 조인트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 4 광섬유는 실질적으로 동일한 신호 전파 특성을 갖는
    광섬유 케이블의 조인트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 광섬유 각각은 각자 루스-튜브 광섬유(loose-tube fibers) 또는 각자 타이트-버퍼 광섬유(tight-buffered fibers)를 포함하는
    광섬유 케이블의 조인트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광섬유는 루스-튜브 광섬유를 포함하고 상기 제 2 광섬유는 타이트-버퍼 광섬유를 포함하는
    광섬유 케이블의 조인트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광섬유 및 상기 제 2 광섬유를 결합시키는 기계적 결합 또는 광섬유 융착 접속을 더 포함하는
    광섬유 케이블의 조인트.
  9. 제 1 실제 감도를 갖는 제 1 기준-센서 쌍의 광섬유를 포함하는 제 1 부분과,
    제 2 실제 감도를 갖는 제 2 기준-센서 쌍의 광섬유를 포함하는 제 2 부분을 포함하며,
    상기 제 1 기준-센서 쌍의 광섬유는 상기 제 2 기준-센서 쌍의 광섬유에 결합되어, 상기 케이블의 실제 감도가 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에서 다른
    광섬유 케이블.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제 1 광학적 결합 및 제 2 광학적 결합을 더 포함하며,
    상기 제 1 광학적 결합은 상기 제 1 부분의 광섬유의 쌍 중 하나를 상기 제 2 부분의 광섬유의 쌍 중 하나에 광학적으로 결합시키고,
    상기 제 2 광학적 결합은 상기 제 1 부분의 광섬유의 쌍 중 다른 하나를, 상기 제 2 부분의 광섬유의 쌍 중 다른 하나에 광학적으로 결합시키는
    광섬유 케이블.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 내 광섬유 중 적어도 하나, 또는, 상기 제 2 부분 내 광섬유 중 적어도 하나, 또는, 상기 제 1 부분 내 광섬유 중 적어도 하나 및 상기 제 2 부분 내 광섬유 중 적어도 하나는 각자 루스-튜브 섬유를 포함하는
    광섬유 케이블.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 내 광섬유 중 적어도 하나, 또는, 상기 제 2 부분 내 광섬유 중 적어도 하나, 또는, 상기 제 1 부분 내 광섬유 중 적어도 하나 및 상기 제 2 부분 내 광섬유 중 적어도 하나는 각자 타이트-버퍼 광섬유를 포함하는
    광섬유 케이블.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 내 기준-센서 쌍의 광섬유 사이의 간격은 상기 제 2 부분 내 기준-센서 쌍의 광섬유 사이의 간격과 다른
    광섬유 케이블.
  14. 제 9 항에 있어서,
    각각의 광섬유는 단일-모드 광섬유를 포함하는
    광섬유 케이블.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 복수의 제 1 루스-튜브 광섬유를 포함하고, 기준-센서 쌍의 광섬유 중 적어도 하나는 복수의 제 1 루스-튜브 광섬유 중 하나를 포함하는
    광섬유 케이블.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 복수의 제 1 타이트-버퍼 광섬유를 포함하고, 기준-센서 쌍의 광섬유 중 적어도 하나는 복수의 제 1 타이트-버퍼 광섬유 중 하나를 포함하는
    광섬유 케이블.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분은 각각 제 1 복수의 루스-튜브 광섬유 및 제 2 복수의 루스-튜브 광섬유를 포함하고, 상기 제 1 부분 및 제 2 부분은 각각 제 1 복수의 타이트-버퍼 광섬유 및 제 2 복수의 타이트-버퍼 광섬유를 포함하는
    광섬유 케이블.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 기준-센서 쌍과 상기 제 2 기준-센서 쌍 사이의 결합은 상기 제 1 루스-튜브 광섬유 중 하나와 상기 제 2 타이트-버퍼 광섬유 중 하나 사이의 제 1 결합을 포함하는
    광섬유 케이블.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기준-센서 쌍과 상기 제 2 기준-센서 쌍 사이의 결합은 상기 제 1 루스-튜브 광섬유 중 하나와 상기 제 2 루스-튜브 광섬유 중 하나 사이의 제 2 결합을 더 포함하는
    광섬유 케이블.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기준-센서 쌍과 상기 제 2 기준-센서 쌍 사이의 결합은 상기 제 1 타이트-버퍼 광섬유 중 하나와 상기 제 2 루스-튜브 광섬유 중 하나 사이의 제 2 결합을 더 포함하는
    광섬유 케이블.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기준-센서 쌍과 상기 제 2 기준-센서 쌍 사이의 결합은 상기 제 1 타이트-버퍼 광섬유 중 하나와 상기 제 2 타이트-버퍼 광섬유 중 하나 사이의 제 2 결합을 더 포함하는
    광섬유 케이블.
  22. 제 17 항에 있어서,
    복수의 루스-튜브 광섬유 각각은 2개의 루스-튜브 광섬유를 포함하고, 복수의 타이트-버퍼 광섬유 각각은 4개의 타이트-버퍼 광섬유를 포함하는
    광섬유 케이블.
  23. 제 22 항에 있어서,
    각각의 광섬유는 종방향 축을 형성하고, 상기 케이블은 대체로 원형의 단면 및 대응하는 중앙 종방향 축을 형성하는 외측 피복을 더 포함하며, 각각의 광섬유의 종방향 축은 상기 중앙 종방향 축의 반경방향 외향으로 위치하는
    광섬유 케이블.
  24. 제 23 항에 있어서,
    각각의 루스-튜브 광섬유는 서로로부터 약 180도로 위치하는
    광섬유 케이블.
  25. 제 23 항에 있어서,
    각각의 타이트-버퍼 광섬유는 하나의 타이트-버퍼 광섬유로부터 다른 하나의 타이트-버퍼 광섬유까지 약 180도로 위치하는
    광섬유 케이블.
  26. 외란을 검출하도록 구성되는 간섭계에 있어서, 상기 간섭계는,
    광을 광 센서에게로 방사하도록, 또는, 광 센서로부터 적어도 하나의 광 신호를 수신하도록, 또는, 광을 광 센서 내외로 방사 및 수신하도록, 구성되는 능동부와,
    상기 능동부와 결합되는 광 센서를 포함하며,
    상기 광 센서는 제 1 기준-센서 쌍의 광섬유에 대응하는 제 1 실제 감도를 갖는 제 1 세그먼트와, 제 2 기준-센서 쌍의 광섬유에 대응하는 제 2 실제 감도를 갖는 제 2 세그먼트를 포함하는
    간섭계.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 세그먼트는 제 1 환경에 대응하는 제 1 명목 감도를 제공하도록 구성되고, 상기 제 2 세그먼트는 제 2 환경에 대응하는 제 2 명목 감도를 제공하도록 구성되며, 상기 제 1 환경은 상기 제 2 환경과 다르고, 상기 제 1 명목 감도 및 제 2 명목 감도는 서로 실질적으로 동일한
    간섭계.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 능동부 및 광 센서는 (i) 중첩 제 1 및 제 2 마흐 젠더(Mach Zehnder) 간섭계, (ii) 사냑(Sagnac) 간섭계, (iii) 모달메트릭 센서(modalmetric sensor), (iv) 코히어런트-OTDR, 및 (v) 편광계로 구성되는 그룹 중 선택되는 하나를 형성하도록 함께 구성되는
    간섭계.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 광 센서는, 상기 센서의 일부분에 대한 외란이 상기 광 신호를 수정시키는 경향이 있도록, 광 신호를 운반하도록 더 구성되는
    간섭계.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 능동부는 각자의 광 신호를 모니터링하여 상기 센서에 대한 외란의 위치를 추정하도록 더 구성되는
    간섭계.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 세그먼트는 제 1 환경에 대응하는 제 1 명목 감도를 제공하도록 구성되고, 상기 제 2 세그먼트는 제 2 환경에 대응하는 제 2 명목 감도를 제공하도록 구성되며, 상기 제 1 환경은 상기 제 2 환경과 다르고, 상기 제 1 명목 감도 및 상기 제 2 명목 감도는 서로 실질적으로 동일한
    간섭계.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 능동부 및 상기 광 센서는 하이브리드 미켈슨 및 마흐 젠더 간섭계를 형성하도록 함께 구성되는
    간섭계.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 세그먼트는 제 1 환경에 대응하는 제 1 명목 감도를 제공하도록 구성되고, 상기 제 2 세그먼트는 제 2 환경에 대응하는 제 2 명목 감도를 제공하도록 구성되며, 상기 제 1 환경은 상기 제 2 환경과 다르고, 상기 제 1 명목 감도 및 상기 제 2 명목 감도는 서로 실질적으로 동일한
    간섭계.
  34. 제 26 항에 있어서,
    하나 이상의 추가적인 세그먼트를 더 포함하며,
    각각의 추가적인 세그먼트는 상기 제 1 실제 감도 또는 상기 제 2 실제 감도와는 다른 각자의 실제 감도를 갖는
    간섭계.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 세그먼트 각각은 각자의 환경에 대응하는 각자의 명목 감도를 제공하도록 구성되고, 각각의 대응하는 명목 감도는 상기 제 1 명목 감도 및 상기 제 2 명목 감도와 실질적으로 동일한
    간섭계.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2966926B1 (fr) * 2010-11-03 2012-12-21 Ixsea Systeme interferometrique apolarise et procede de mesure interferometrique apolarise
US20140230536A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Baker Hughes Incorporated Distributed acoustic monitoring via time-sheared incoherent frequency domain reflectometry
DE102013103756B4 (de) * 2013-04-15 2014-12-11 Carl Zeiss Ag Sensorvorrichtung für Unterwasseranwendungen und Verfahren zum Erkennen von Unterwasserobjekten
WO2015034858A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-12 US Seismic Systems, Inc. Interferometric sensing systems with polarization noise reduction, and methods of operating the same
WO2015110177A1 (en) 2014-01-27 2015-07-30 Omnisens Sa Optical distributed sensing device and method for measurements over extended ranges
CN103900799B (zh) * 2014-03-28 2016-05-04 哈尔滨工程大学 一种可抑制干涉噪声的光学相干偏振测量装置
CN104913739B (zh) * 2015-06-26 2017-10-27 北方工业大学 一种曲轴曲拐偏心的视觉测量方法及装置
CN105096490B (zh) * 2015-09-02 2020-12-25 同方威视技术股份有限公司 分布式光纤周界安防系统、声音还原系统及方法
GB201601060D0 (en) * 2016-01-20 2016-03-02 Fotech Solutions Ltd Distributed optical fibre sensors
US10423015B2 (en) 2016-09-29 2019-09-24 Nlight, Inc. Adjustable beam characteristics
CN107677358A (zh) * 2017-09-08 2018-02-09 国网安徽省电力公司安庆供电公司 一种确定线路外破的定位方法
CN108627099B (zh) * 2018-07-02 2020-03-20 清华大学 五自由度外差光栅干涉测量系统
CN110345389B (zh) * 2019-06-13 2021-02-12 安徽陶博士环保科技有限公司 一种管道泄漏与防开挖预警方法及系统
CN110648481B (zh) * 2019-09-12 2022-02-15 深圳市矽赫科技有限公司 一种校准方法及周界告警装置
RU198732U1 (ru) * 2019-11-27 2020-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Устройство оптической задержки для сдвигового поляроинтерферометра
CN110967048B (zh) * 2019-12-28 2021-11-05 桂林电子科技大学 正交倾斜三芯光纤光栅并行集成Mach-Zehnder干涉仪
RU2765763C1 (ru) * 2020-09-28 2022-02-02 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Линейная часть с совместными интерферометрами для извещателя охранного волоконно-оптического
RU2761370C1 (ru) * 2020-09-28 2021-12-07 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Извещатель охранный волоконно-оптический с линейной частью с интерферометром с двумя плечами
RU2765757C1 (ru) * 2020-09-28 2022-02-02 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Извещатель охранный волоконно-оптический с линейной частью с совместными интерферометрами
RU2769886C2 (ru) * 2020-09-28 2022-04-07 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Извещатель охранный волоконно-оптический с линейной частью с совмещенными интерферометрами
CN113223259B (zh) * 2021-05-13 2022-10-04 太原理工大学 一种可变结构的光纤周界安防系统
JP2024534828A (ja) * 2021-08-24 2024-09-26 ディープサイト テクノロジー インコーポレイテッド 光学センサを用いた多次元信号検出
CN113984126B (zh) * 2021-11-04 2024-05-14 武汉理工大学威海研究院 基于不同掺杂双芯弱反射fbg阵列的温度应变监测系统和方法
CN114813576B (zh) * 2022-04-19 2023-02-14 浙江大学 一种自适应全光纤激光超声测量仪
CN114941984B (zh) * 2022-05-07 2023-04-14 山西大学 一种全光器件的光声信号探测装置及方法
TWI848838B (zh) * 2022-05-24 2024-07-11 中華電信股份有限公司 光纖圍籬偵測系統以及入侵偵測方法
TWI820724B (zh) * 2022-05-24 2023-11-01 中華電信股份有限公司 光纖圍籬偵測系統以及入侵偵測方法
NL2034108B1 (en) * 2023-02-07 2024-08-29 Optics11 B V Optical measurement system
US12085464B1 (en) 2024-02-29 2024-09-10 Vanmok Inc. System and method for measuring pressure inside pipelines or pressure vessels

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920432A (en) * 1974-08-30 1975-11-18 Bell Telephone Labor Inc Method of fabricating an optical fiber ribbon
CA1124384A (en) * 1979-08-09 1982-05-25 Paolo G. Cielo Stable fiber-optic hydrophone
US4363533A (en) * 1979-12-26 1982-12-14 Gould Inc. Concentric fiber optical transducer
US4297887A (en) * 1980-02-19 1981-11-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High-sensitivity, low-noise, remote optical fiber
US4725141A (en) 1984-08-22 1988-02-16 The General Electric Company, P.L.C. Interferometers
US4770535A (en) * 1985-02-08 1988-09-13 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Distributed sensor array and method using a pulsed signal source
GB2197953B (en) * 1986-11-27 1990-06-06 Plessey Co Plc Acoustic sensor
US5144690A (en) * 1990-12-03 1992-09-01 Corning Incorporated Optical fiber sensor with localized sensing regions
US5206924A (en) * 1992-01-31 1993-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic Michelson sensor and arrays with passive elimination of polarization fading and source feedback isolation
US5473459A (en) 1993-12-03 1995-12-05 Optimux Systems Corporation Optical telecommunications system using phase compensation interferometry
US5798834A (en) * 1996-04-10 1998-08-25 Loral Defense Systems Interferometric fiber optic method and apparatus for obtaining absolute static measurement using an optical frequency-time profile
US6056436A (en) * 1997-02-20 2000-05-02 University Of Maryland Simultaneous measurement of temperature and strain using optical sensors
GB2368921B (en) * 1997-09-10 2002-07-17 Western Atlas Int Inc Optical fibre wellbore logging cable
US6667935B2 (en) * 1998-04-03 2003-12-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and method for processing optical signals from two delay coils to increase the dynamic range of a sagnac-based fiber optic sensor array
US6289740B1 (en) * 1998-10-26 2001-09-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrated fiber optic strain sensing using low-coherence wavelength-encoded addressing
AU747525B2 (en) 1998-12-18 2002-05-16 Future Fibre Technologies Pty Ltd Apparatus and method for monitoring a structure using a counter-propagating signal method for locating events
JP4566401B2 (ja) 2000-12-28 2010-10-20 アンリツ株式会社 光波長測定装置
US6914681B2 (en) * 2001-08-22 2005-07-05 Agilent Technologies, Inc. Interferometric optical component analyzer based on orthogonal filters
CN1444019A (zh) * 2002-03-08 2003-09-24 电子科技大学 带光环形器的光纤Michelson干涉仪
US7738109B2 (en) * 2002-08-20 2010-06-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic sensor using a Bragg fiber
WO2004033986A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Agilent Technologies, Inc. Interferometer monitoring
US6842254B2 (en) 2002-10-16 2005-01-11 Fiso Technologies Inc. System and method for measuring an optical path difference in a sensing interferometer
EP1353162A1 (en) * 2002-12-20 2003-10-15 Agilent Technologies Inc Determination of a device signal response characteristic using multiple varied signals
NO20032119D0 (no) * 2003-05-12 2003-05-12 Nexans Overvåkingskabel
CA2467898A1 (en) * 2004-05-21 2005-11-21 Pure Technologies Ltd. Fiber optic sensor method and apparatus
US20080193090A1 (en) * 2004-05-24 2008-08-14 Kevin Riddett Process and Apparatus for Manufacturing an Optical Cable
CA2571084A1 (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Optellios, Inc. Phase responsive optical fiber sensor
US8395782B2 (en) 2004-06-15 2013-03-12 Optellios, Inc. Detection and location of boundary intrusion, using composite variables derived from phase measurements
US7154082B2 (en) * 2004-08-20 2006-12-26 Pgs Americas, Inc. Frequency division and/or wavelength division multiplexed recursive fiber optic telemetry scheme for an optical sensor array
US7499176B2 (en) 2007-02-13 2009-03-03 Future Fibre Technologies Pty Ltd Apparatus and method for using a counter-propagating signal method for locating events
WO2006074502A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-20 Future Fibre Technologies Pty Ltd Apparatus and method for using a counter-propagating signal method for locating events
US7139446B2 (en) * 2005-02-17 2006-11-21 Metris Usa Inc. Compact fiber optic geometry for a counter-chirp FMCW coherent laser radar
US7514670B2 (en) 2005-08-29 2009-04-07 Fiber Sensys Llc Distributed fiber optic sensor with location capability
US7339678B2 (en) * 2005-11-09 2008-03-04 Northrop Grumman Corporation Method and system of using odd harmonics for phase generated carrier homodyne
CN200986604Y (zh) * 2006-11-21 2007-12-05 天津大学 高相位稳定度光纤传输线结构
GB0705240D0 (en) * 2007-03-14 2007-04-25 Qinetiq Ltd Phase based sensing
US7646944B2 (en) * 2008-05-16 2010-01-12 Celight, Inc. Optical sensor with distributed sensitivity
CN100588912C (zh) * 2008-07-30 2010-02-10 哈尔滨工程大学 光纤Mach-Zehnder与Michelson干涉仪阵列的组合测量仪
PE20121036A1 (es) * 2009-05-08 2012-08-09 Afl Telecommunications Llc Cable que incluye fibra libre de deformacion y fibra de acoplamiento por deformacion
GB0919899D0 (en) * 2009-11-13 2009-12-30 Qinetiq Ltd Fibre optic distributed sensing
WO2011079107A2 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Shell Oil Company Detecting broadside and directional acoustic signals with a fiber optical distributed acoustic sensing (das) assembly
CA2829092C (en) * 2011-03-09 2019-02-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Integrated fiber optic monitoring system for a wellsite and method of using same
US9091155B2 (en) * 2013-07-10 2015-07-28 Halliburton Energy Services, Inc. Reducing disturbance during fiber optic sensing

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