KR20160122319A - 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서 및 그 센싱방법 - Google Patents

다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서 및 그 센싱방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파장이 약간 다른 다수의 광원을 이용하여 신호 대 잡음비를 효과적으로 향상시킬 수 있는 광섬유 BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis) 센서에 관한 것이다. 광원부; 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 변조하여 시험 광섬유에 인가하는 광 변조부; 및 상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광을 수신하는 광 수신부;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 있어서, 본 발명의 일례와 관련된 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 상기 광원부는, 각각이 광신호를 발생시키는 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원과 연결되어 상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호를 입력받고, 상기 입력받은 복수의 광신호를 상기 제 1 광신호 및 상기 제 2 광신호로 분기하는 커플러;를 더 포함하고, 상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시킬 수 있다.

Description

다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서 및 그 센싱방법{FIBER OPTIC BOTDA SENSOR USING MULTIPLE LIGHT SOURCES AND METHOD FOR SENSING THEREOF}
본 발명은 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서 및 그 센싱방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파장이 약간 다른 다수의 광원을 이용하여 신호 대 잡음비를 효과적으로 향상시킬 수 있는 광섬유 BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis) 센서에 관한 것이다.
광섬유는 외부 환경 변화에 대해 고유 특성의 변화가 민감하므로 여러 가지 물리 변수에 대한 센서로서 활용될 수 있다. 또한, 그 특성상 긴 길이를 이용하여 구조물 내부에 밀도 있게 포설하는 것이 가능하므로 분포형 계측에 유리한 장점을 가지고 있으며, 교량, 터널, 건물과 같은 시설의 실시간 감시용으로 사용될 수 있다.
도 1은 이러한 광섬유의 일반적인 구조를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광섬유는 일반적으로 광섬유 중심인 코어(core) 부분, 중심을 보호하는 클래딩(cladding) 부분과 피복 부분으로 이루어져 있다. 코어와 클래딩의 주성분은 유리로 구성되어 있으며, 이러한 주요 구성인 코어와 클래딩을 보호하기 위하여 폴리머(polymer)나 아크릴레이트(acrylate) 등을 사용하여 클래딩 표면을 피복한다.
광 흡수가 없는 영역에서 빛이 지나는 경로에 위치한 분자들은 빛에 의해 전자밀도의 변화가 유도되어 분자 자신이 광원으로 작용하여 빛을 방사 또는 산란을 일으킨다. 이때 방사 또는 산란되는 빛의 파장이 변하지 않으면 빛의 산란이 탄성적(elastic)이라 하고, 이와 달리 산란현상에 의해 분자나 입자 사이에 에너지교환을 줄 경우 비탄성적(inelastic)이라고 하며, 라만 산란(Raman scattering)과 브릴루앙 산란(Brillouin scattering)이 이에 해당한다.
1976년 Barnoski와 Jensen이 광섬유의 레일리 후방 산란(Rayleigh back scattering)을 시간영역에서 해석함으로써 비파괴적으로 광섬유의 손실을 측정할 수 있는 방법을 발명하였다. 또한 라만 산란에 의한 광섬유의 온도측정도 잘 알려진 기술이다.
이러한 센서와 함께 브릴루앙 산란에 의하여 변형률과 온도 분포를 측정하기 위한 기술도 오랜 기간 동안 활발하게 연구되어 왔다. 브릴루앙 산란은 광섬유에 입사된 펌핑광이 광섬유 안의 음향 광자를 만나서 상호 작용함에 의하여 발생한다. 산란광의 주파수는 펌핑광의 주파수보다 다소 낮아지는데 이러한 빛을 스토크스 광(Stokes light)이라고 부른다. 이러한 주파수 변화를 브릴루앙 주파수 천이(Brillouin frequency shift)라고 하며, 이 값은 광섬유의 변형률과 온도에 의존한다.
1989년에는 브릴루앙 산란을 이용하는 광섬유 BOTDA 센서가 제안되어 광섬유의 길이방향에 따른 변형률 분포 측정을 잘 보여주었다. 그후 많은 연구자들이 단일모드 광섬유에 펌핑 펄스광과 CW 프로브광을 각각 시험 광섬유의 양단에서 입사시켜 두 광원 사이에서 발생하는 유도 브릴루앙 증폭을 이용하는 유도 브릴루앙 산란(stimulated Brillouin scattering) 방법을 개발하였다.
이러한 광섬유 BOTDA 센서는 한 개의 감지 광섬유에 분포하는 온도나 변형률을 측정할 수 있어서 요즘에는 실제 현장에 널리 적용되기 시작하고 있다.
그러나, 이러한 광섬유 BOTDA 센서는 신호에서 잡음을 제거하기 위하여 통상적으로 1,000회 이상의 평균화 처리를 해야 하였으며, 신호처리 과정이 복잡하여 측정에 시간이 비교적 오래 걸린다는 문제점이 있었다.
또한, 긴 거리에 걸쳐 광섬유가 배치됨에 따라 잡음신호가 강해지기 때문에 정확한 측정에 한계가 있는 문제점이 제기되어 왔으며, 특히 정밀한 측정이 요구되는 분야에서는 그 활용에 한계가 있었다.
이에 따라, 신호 대 잡음 비를 향상시켜 보다 정확한 측정이 가능하며, 신호처리 과정이 간단하여 신속한 측정이 가능한 광섬유 BOTDA 센서의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0095783호
M. K. Barnoski and S. M. Jensen, Applied Optics, Vol. 15, No. 9, pp. 2112-2115, Sept. 1976.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파장이 약간 다른 다수의 광원을 이용하여 신호 대 잡음비를 효과적으로 향상시킬 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 신호에서 잡음을 제거하는 데 필요한 신호처리량을 간소화시킬 수 있어 복잡성을 줄일 수 있고 보다 신속하게 측정을 수행할 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광섬유 레이저를 이용하여 높은 광출력을 제공함으로써 경제성이 확보될 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
광원부; 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 변조하여 시험 광섬유에 인가하는 광 변조부; 및 상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광을 수신하는 광 수신부;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 상기 광원부는, 각각이 광신호를 발생시키는 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원과 연결되어 상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호를 입력받고, 상기 입력받은 복수의 광신호를 상기 제 1 광신호 및 상기 제 2 광신호로 분기하는 커플러;를 더 포함하고, 상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호 각각은, 기 설정된 수치 이내의 파장범위를 갖고, 서로 다른 중심파장을 갖는다.
또한, 상기 제 1 광신호의 변조를 위하여 상기 제 1 광신호를 편광하는 제 1 편광 조절기; 및 상기 제 2 광신호의 변조를 위하여 상기 제 2 광신호를 편광하는 제 2 편광 조절기;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 변조부는, 상기 커플러에서 분기된 상기 제 1 광신호를 펌핑 펄스광으로 변조하는 제 1 광전 변조기; 및 상기 커플러에서 분기된 상기 제 2 광신호를 CW 프로브광으로 변조하는 제 2 광전 변조기;를 더 포함한다.
또한, 상기 제 1 광전 변조기에서 변조된 상기 펌핑 펄스광을 증폭시키는 광섬유 증폭기;를 더 포함한다.
또한, 상기 광섬유 증폭기에 의하여 증폭된 펌핑 펄스광은 상기 시험 광섬유의 일단에 인가되고, 상기 제 2 광전 변조기에서 변조된 CW 프로브광은 상기 시험 광섬유의 타단에 인가된다.
또한, 상기 광섬유 증폭기에 의하여 증폭된 펌핑 펄스광을 상기 시험 광섬유 측으로 진행시키고, 상기 시험 광섬유에서 발생된 후방 산란광을 상기 광 수신부 측으로 진행시키는 제 1 광 순환기;를 더 포함한다.
또한, 상기 제 2 광전 변조기에서 변조되는 CW 프로브광의 주파수는 기 설정된 단위 주파수 간격으로 조절 가능하다.
또한, 상기 광 수신부는, 상기 광수신부에 수신된 후방 산란광 중 상기 브릴루앙 산란광을 반사시키는 필터부; 및 상기 필터부에서 반사된 상기 브릴루앙 산란광을 검출하고, 상기 검출된 브릴루앙 산란광에 대응되는 전기신호를 생성하는 광 검출기;를 더 포함한다.
또한, 상기 광 수신부는, 상기 광 수신부에 수신된 후방 산란광을 상기 필터부로 진행시키고, 상기 필터부에서 반사된 브릴루앙 산란광을 상기 광 검출기로 진행시키는 제 2 광 순환기;를 더 포함한다.
또한, 상기 광 검출기에서 생성된 상기 전기신호를 전송받고, 상기 전송받은 전기신호를 이용하여 상기 시험 광섬유와 관련된 측정변수를 측정하는 제어기;를 더 포함한다.
또한, 상기 측정변수는, 상기 시험 광섬유의 변형률 및 상기 시험 광섬유의 온도 중 적어도 하나이다.
또한, 상기 광 검출기는 기 설정된 단위 시간 동안 검출된 상기 브릴루앙 산란광을 이용하여 하나의 전기신호를 생성하고, 상기 제어기는, 상기 단위 시간 동안 생성된 하나의 전기신호를 이용하여 상기 시험 광섬유의 일 구간에 대한 상기 측정변수를 측정하고, 상기 시험 광섬유의 구간별로 측정된 측정변수를 이용하여 상기 시험 광섬유의 거리에 따른 상기 측정변수를 측정한다.
또한, 상기 필터부는, 상기 브릴루앙 산란광을 반사시킬 수 있는 광섬유 브래그 격자로 이루어진다.
또한, 상기 광섬유 브래그 격자는 복수이고, 상기 복수의 광섬유 브래그 격자 각각은 상기 복수의 광원 각각에 대응되는 브릴루앙 산란광을 반사시킬 수 있다.
한편, 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원과 연결된 커플러;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법은, 상기 복수의 광원에서 복수의 광신호가 발생되는 단계; 상기 복수의 광원에서 발생된 복수의 광신호가 상기 커플러에 입력되는 단계; 상기 커플러에 입력된 복수의 광신호가 제 1 광신호 및 제 2 광신호로 분기되는 단계; 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 변조되는 단계; 상기 변조된 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 시험 광섬유에 인가되는 단계; 및 상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광이 광 수신부에 수신되는 단계;를 포함하되, 상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호 각각은, 기 설정된 수치 이내의 파장범위를 갖고, 서로 다른 중심파장을 갖는다.
한편, 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원과 연결된 커플러;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들이 유형적으로 구현되어 있는 프로그램에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법은, 상기 복수의 광원에서 복수의 광신호가 발생되는 단계; 상기 복수의 광원에서 발생된 복수의 광신호가 상기 커플러에 입력되는 단계; 상기 커플러에 입력된 복수의 광신호가 제 1 광신호 및 제 2 광신호로 분기되는 단계; 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 변조되는 단계; 상기 변조된 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 시험 광섬유에 인가되는 단계; 및 상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광이 광 수신부에 수신되는 단계;를 포함하되, 상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 파장이 약간 다른 다수의 광원을 이용하여 신호 대 잡음비를 효과적으로 향상시킬 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 신호에서 잡음을 제거하는 데 필요한 신호처리량을 간소화시킬 수 있어 복잡성을 줄일 수 있고 보다 신속하게 측정을 수행할 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 광섬유 레이저를 이용하여 높은 광출력을 제공함으로써 경제성이 확보될 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명과 관련한 광섬유의 일반적인 구조를 나타낸다.
도 2는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 관한 개념도를 모식적으로 나타낸다.
도 3은 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 관한 브릴루앙 이득 스펙트럼을 나타낸다.
도 4는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에서 브릴루앙 주파수 천이와 변형률의 관계를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 적용될 수 있는 필터부의 일 실시례를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법의 일례와 관련된 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 브릴루앙 게인 스펙트럼을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 3차원 브릴루앙 게인 스펙트럼을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 광섬유 길이방향의 신호잡음이 포함된 브릴루앙 게인을 나타낸다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 브릴루앙 개인 스펙트럼을 나타낸다.
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 브릴루앙 개인 스펙트럼을 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
본 발명은 광원부의 광원을 파장이 약간 다르게 다수 설치함으로써 신호 크기를 증가시킬 수 있으며, 평균화 신호처리 시간을 크게 단축시킬 수 있어 측정시간을 단축시킬 수 있는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서를 제안하고자 한다.
<광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 구성>
이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명이 제안하고자 하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 구성을 설명한다.
구조물의 안전 감시를 위하여 광섬유 센서는 지난 이십 여년 동안 연구가 활발하게 진행되어 왔으며, 특히 브릴루앙 산란을 이용하는 광섬유 BOTDA 센서는 광섬유에 인가되는 변형률이나 주위온도 측정에 널리 활용되고 있다.
광섬유의 브릴루앙 산란은 광이 물질 중에 생긴 음파와 상호 작용하여 입사광의 주파수와 다른 주파수로 산란하는 현상으로서 이 주파수의 차를 브릴루앙 주파수 천이라고 하며, 이 주파수는 광섬유의 재료에 크게 의존할 뿐 아니라 광섬유에 인가되는 변형률과 주위온도에 따라서도 변화한다.
이와 관련하여, 도 2는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 관한 개념도를 모식적으로 나타내고, 도 3은 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 관한 브릴루앙 이득 스펙트럼을 나타내며, 도 4는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에서 브릴루앙 주파수 천이와 변형률의 관계를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 피측정 광섬유의 양단에 펌핑 펄스광과 CW 프로광을 입사시킨다. 펌핑 펄스광의 광주파수를
Figure pat00001
, CW 프로브광의 광주파수를
Figure pat00002
라 하면, 두 광의 주파수차는 아래의 수학식 1과 같다.
Figure pat00003
두 광의 주파수차
Figure pat00004
를 피측정 광섬유의 브릴루앙 주파수 천이
Figure pat00005
와 일치하도록 광주파수를 조정하면 펌핑 펄스광은 유도 브릴루앙 산란에 의해 CW 프로브광으로 광전력 변환을 하며, 이에 따라 CW 프로브광은 피측정 광섬유 내에서 브릴루앙 광증폭을 하게 된다. 이렇게 함으로써 브릴루앙 신호의 해석이 용이하게 된다.
증폭된 CW 광신호는 광 검출기에 의해서 전기신호로 변환되며, 이 전기신호를 두 광의 주파수 차 및 시간에 따라서 단일모드 광섬유에 대하여 측정하여 보면 도 3과 같은 특성을 갖는다. 양 광의 주파수차
Figure pat00006
가
Figure pat00007
와 일치할 때 수신 신호는 최대가 되며, 도 3의 광출력 신호의 최대값을 갖는 주파수 즉, 브릴루앙 주파수 천이값이 된다.
여기서 광섬유의 브릴루앙 주파수 천이
Figure pat00008
가 광섬유 전체에 일정하면 위치 z에서 수신 신호의 감쇄율은 광섬유의 손실계수와 같게 된다. 또한, 아래의 수학식 2와 같이, 브릴루앙 주파수 천이
Figure pat00009
는 광섬유에 인가되는 변형률
Figure pat00010
에 크게 의존한다
Figure pat00011
상기 수학식 2에서
Figure pat00012
는 변형률이 없을 경우의 브릴루앙 주파수 천이이고,
Figure pat00013
는 브릴루앙 주파수 천이의 변형률 계수(변형률 감지도)이다.
광통신용으로 많이 사용되는 석영계 단일모드 광섬유에 1.3 ㎛의 파장을 갖는 입력광원을 사용할 때 변형률이 없으면 주파수 천이는 12~13 GHz 영역의 값을 가지며, 1.5 ㎛의 입력광원에 대해서는 주파수 천이가 약 10~11 GHz 영역의 값을 가진다. 이러한 광섬유의 브릴루앙 주파수 천이는 변형률과 온도의 변화에 따른 주파수의 변화가 각각 5 MHz/0.01％, 1 MHz/1°K로 알려져 있다.
도 4에는 광섬유의 길이에 때라서 변형률이 계단 형태로 분포하여 인가될 때의 브릴루앙 게인 스펙트럼을 보인다. 도 4에서는 변형률 변화를 브릴루앙 주파수 천이값으로부터 알 수 있음을 볼 수 있다.
이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 광섬유 BOTDA 센서의 구성을 더욱 구체적으로 살펴본다. 도 5는 본 발명에 따른 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 일례를 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서(100)는 광원부(10), 광 변조부 및 광 수신부 등으로 구성될 수 있다. 단, 도 5에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서(100)가 구현될 수도 있다.
광원부(10)는 본 발명의 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서(100)에 광신호를 공급하는 구성으로서, 복수의 광원과 커플러(12) 등을 포함한다.
광원은 좁은 파장범위를 갖는 광신호를 발생시키는 구성으로서, 광원에서 발생된 광신호는 광섬유(2) 내부에서 전반사되며 진행하게 된다. 본 발명에서 광원부(10)는 복수의 광신호를 발생시키는 복수의 광원을 구비할 수 있다.
복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호는 서로 다른 파장을 갖는다. 즉, 복수의 광신호는 파장범위의 중심파장이 서로 다르게 설정되며, 약 5㎚ 정도의 차이의 파장을 갖도록 설계된다. 이는 광섬유 증폭기(24)에 의한 증폭의 효율성을 위함이다. 광섬유 증폭기(24)의 단일파장에 대한 증폭은 한계가 있기 때문에, 본 발명은 파장을 나누어 증폭율을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.
광원으로는 광섬유 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 광섬유 레이저는 하나의 소자에서 3개 내지 10개 정도의 광출력을 제공할 수 있으며, 광섬유 레이저를 사용하는 경우 저렴한 비용으로 본 발명의 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서(100)를 구현할 수 있다.
복수의 광원에서 발생된 복수의 광신호는 커플러(12)에 입력된다. 도 5에는 2×2 커플러(12)가 사용된 실시례를 도시하고 있으나, 구현 방식에 따라 적용되는 커플러(12)의 종류가 달라질 수 있다.
커플러(12)의 일단은 광원부(10)와 연결되어 있으며, 타단은 두 개의 광섬유(2) 경로로 분지되어 있다. 커플러(12)의 일단으로 입력된 복수의 광신호는 제 1 광신호 및 제 2 광신호로 분기하여 커플러(12)의 타단으로 출력된다. 제 1 광신호는 제 1 광전 변조기(20)에 의하여 변조되기 위해 편광 조절기(14)에서 편광되고, 제 2 광신호는 제 2 광전 변조기(22)에 의하여 변조되기 위해 편광 조절기(14)에서 편광된다.
한편, 광 변조부는 광섬유(2) 내부를 진행하는 광신호를 변조하고, 변조된 광신호를 시험 광섬유(4)에 인가한다.
구체적으로, 커플러(12)에서 분기된 제 1 광신호는 펄스 발생기(42)에 의하여 구동되는 제 1 광전 변조기(20)에서 펌핑 펄스광으로 변조된다. 제 1 광전 변조기(20)에서 변조된 펌핑 펄스광은 최대 출력을 증가시키기 위하여 광섬유 증폭기(24)에서 증폭되며, 증폭된 펌핑 펄스광은 제 1 광 순환기(30)에 입력된다. 제 1 광 순환기(30)는 상기 증폭된 펌핑 펄스광을 시험 광섬유(4) 측으로 진행시키며, 이에 따라 펌핑 펄스광이 시험 광섬유(4)의 일단에 인가된다.
또한, 커플러(12)에서 분기된 제 2 광신호는 신호 발생기(44)에 의하여 구동되는 제 2 광전 변조기(22)에서 CW 프로브광으로 변조되며, CW 프로브광의 주파수는 원하는 수치로 설정할 수 있다. 제 2 광전 변조기(22)에서 변조된 CW 프로브광은 광 아이솔레이터(Optical Isolator, 26)를 거쳐 시험 광섬유(4)의 타단에 인가된다.
시험 광섬유(4)의 양단에 입력된 펌핑 펄스광과 CW 프로브광에 의하여 브릴루앙 산란에 따른 브릴루앙 산란광이 발생되며, 상기 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광은 제 1 광 순환기(30)에 입력된다. 제 1 광 순환기(30)는 후방 산란광을 광 수신부 측으로 진행시킨다.
한편, 광 수신부는 시험 광섬유(4)에서 발생된 후방 산란광을 수신하며, 상기 후방 산란광에는 브릴루앙 산란광이 포함되어 있다.
구체적으로, 광 수신부에 수신된 후방 산란광 중 브릴루앙 산란광은 필터부(34)에 의하여 반사되며, 나머지 광은 굴절률 부합 액체(Index Matching Liquid, 36)로 진행한다.
여기서, 필터부(36)는 도 6에 도시된 것과 같은 복수의 광섬유 브래그 격자(FBG)를 이용할 수 있다. 도 6은 본 발명에 적용될 수 있는 필터부의 일 실시례를 나타낸다.
광섬유 브래그 격자는 광섬유 코어의 굴절률을 주기적으로 변화시킨 것을 말하며, 이 격자는 브래그 조건(Bragg condition)을 만족하는 파장만을 반사하고, 그 외의 파장은 그대로 투과시키는 특징을 갖는다.
도 6을 참조하면, 필터부(34)는 제 1 FBG(34a)와 제 2 FBG(34b) 등으로 구성될 수 있으며, 각각은 복수의 광원에 대응된다. 즉, 제 1 FBG(34a)는 복수의 광원 중 하나인 제 1 광원에 의하여 만들어진 브릴루앙 산란광을 반사시키는 역할을 하며, 제 2 FBG(34b)는 복수의 광원 중 하나인 제 2 광원에 의하여 만들어진 브릴루앙 산란광을 반사시키는 역할을 하도록 설계될 수 있다.
이렇게 본 발명의 필터부(34)가 복수의 광섬유 브래그 격자로 구현되는 경우, 복수의 광섬유 브래그 격자 각각은 복수의 광원 각각에 대응되는 브릴루앙 산란광을 반사시키게 된다.
다시 도 5를 참조하면, 필터부(34)에 의해 반사된 브릴루앙 산란광은 광 검출기(38)에서 수신되고, 광 검출기(38)는 검출된 브릴루앙 산란광에 대응되는 전기신호를 생성하여 제어기(40)로 전달한다. 제어기(40)는 전기신호를 이용하여 시험 광섬유(4)의 변형률이나 온도 등을 측정할 수 있다.
<광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법 >
이하에서는, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법을 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법의 일례와 관련된 순서도이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 광섬유 레이저와 같은 복수의 광원에서 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광신호가 발생된다(S10). 광원은 좁은 파장범위를 갖는 광신호를 발생시키며, 복수의 광신호 각각은 서로 다른 중심파장을 갖도록 설계된다.
이어서, 복수의 광원에서 발생된 복수의 광신호가 커플러(12)에 입력되고, 커플러(12)에 입력된 복수의 광신호는 제 1 광신호 및 제 2 광신호로 분기된다(S20).
이어서, 광 변조부에서 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 변조되며(S30), 광 변조부에서 변조된 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 시험 광섬유(4)에 인가된다.
제 1 광신호는 제 1 광전 변조기(20)에서 펌핑 펄스광으로 변조되며, 펌핑 펄스광은 광섬유 증폭기(24)에서 증폭된다. 증폭된 펌핑 펄스광은 제 1 광 순환기(30)을 통하여 시험 광섬유(4)의 일단에 인가된다.
제 2 광신호는 제 2 광전 변조기(22)에서 CW 프로브광으로 변조되며, CW 프로브광은 시험 광섬유(4)의 타단에 인가된다. 제 2 광전 변조기(22)에서 변조되는 CW 프로브광의 주파수는 기 설정된 단위 주파수 간격으로 조절 가능하며, CW 프로브광의 주파수를 조절하면서 센싱을 수행할 수 있다.
이어서, 시험 광섬유(4) 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광이 광 수신부에 수신된다(S40).
광 수신부에 수신된 후방 산란광은 제 2 광 순환기(32)에 의하여 필터부(34)로 진행된다. 필터부(34)에서는 후방 산란광 중 브릴루앙 산란광을 반사시키며, 필터부(34)에서 반사된 브릴루앙 산란광은 제 2 광 순환기(32)를 통하여 광 검출기(34)로 전달된다. 광 검출기(34)는 브릴루앙 산란광를 검출하며, 검출된 브릴루앙 산란광에 대응되는 전기신호를 생성하여 제어기(40)에 전달한다.
이어서, 제어기(40)는 전기신호를 이용하여 시험 광섬유(4)의 변형률이나 온도 등의 측정변수를 측정한다(S50).
측정변수의 측정은 OTDR(Optical Time Domain Reflectometry) 방식으로 구현된다. 즉, 광 검출기(34)는 기 설정된 단위 시간 동안 검출된 브릴루앙 산란광을 이용하여 하나의 전기신호를 생성하며, 제어기(40)는 상기 단위 시간 동안 생성된 하나의 전기신호를 이용하여 시험 광섬유(4)의 일 구간에 대한 측정변수를 측정할 수 있다. 제어기(40)는 시험 광섬유(4)의 구간별로 측정된 측정변수를 이용하여 시험 광섬유(4)의 거리에 따른 측정변수를 측정할 수 있다.
예를 들어, 광 검출기(34)는 10 ㎱ 당 하나의 전기신호를 생성하며, 이는 시험 광섬유(4)의 1 m 구간에 해당한다. 제어기(40)는 상기 전기신호 하나를 이용하여 시험 광섬유(4)의 1 m 구간에서의 측정변수를 측정할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 대한 시험례를 설명한다. 제 1 시험례에서는 광원으로 2개의 레이저 다이오드를 이용하였으며, 제 2 시험례에서는 광원으로 5개의 레이저 다이오드를 이용하였다.
먼저, 2개의 레이저 다이오드를 이용한 제 1 시험례에서는 브릴루앙 주파수 천이값을 구하기 위하여 CW 프로브 광을 10.70 ㎓부터 10.90 ㎓까지 1 ㎒ 단위로 주파수를 변경하였으며, 각각의 고정된 주파수에서 후방 산란광을 광 수신부에서 수신하였다. 광 수신부의 제 1 FBG(34a)와 제 2 FBG(34b)에서 브릴루앙 스토크스 광만을 반사시켜 광 검출기(38)를 사용하여 검출하였고, 이를 전기 신호로 전환하고 고속 A/D 변환기로 디지털 데이터를 제어기(40)에서 얻은 후 평균화 처리를 수행하였다.
제 1 시험례의 광섬유 BOTDA 센서 시스템에서 시험 광섬유(4)의 5 ㎞ 위치에서 얻어진 브릴루앙 게인 스펙트럼을 취득하면 도 8과 같다. 도 8에서 두 개의 광원을 사용하여 얻은 게인의 최대값은 브릴루앙 주파수 10.823 ㎓에서 약 80 micro-W인데, 한 개의 광원을 사용하여 얻은 게인의 최대값은 동일한 브릴루앙 주파수에서 약 40 micro-W인 것을 볼 수 있다. 또한, 브릴루앙 게인 스펙트럼을 시험 광섬유(4) 길이방향으로 계산하여 얻어진 3차원 스펙트럼은 도 9와 같다. 이러한 브릴루앙 게인 스펙트럼에 브릴루앙 게인 최대값의 2배의 크기로 무작위 신호잡음이 더해져 있는 것으로 계산하면 도 10에 도시된 것과 같은 브릴루앙 주파수에서의 광섬유 길이 방향으로의 브릴루앙 게인 신호를 얻게 된다.
이러한 신호 잡음은 실제의 경우에는 훨씬 커서 여러 번의 평균화 처리를 하게 되지만, 제 1 시험례에서는 100번의 평균화 처리를 하는 것으로 하였다. 도 11a 내지 도 11d는 두 개의 레이저 다이오드를 사용하였을 때의 브릴루앙 게인 스펙트럼으로서, 도 11a는 광섬유 길이 5 ㎞ 지점에서의 신호잡음 있는 경우이고, 도 11b는 도 11a를 평균화처리를 하여 신호잡음을 제거한 경우이다. 도 11c는 광섬유 길이 35 ㎞ 지점에서의 신호잡음 있는 경우이고, 도 11d는 도 11c를 평균화처리를 하여 신호잡음을 제거한 경우이다.
광섬유 길이 5 ㎞ 지점에서는 게인이 커서 평균화 처리를 하면 브릴루앙 주파수를 구하기 위하여 최대점을 구하는 것이 용이해 보인다. 그러나 광섬유 길이 35 ㎞ 지점에서의 평균화 후의 신호는 게인이 매우 작아서 최대 게인 위치에서의 브릴루앙 주파수를 결정하기가 어려워 보인다.
한편, 광원으로 5개의 레이저 다이오드를 이용한 제 2 시험례의 결과는 도 12a 내지 도 12d에 도시되어 있다. 도 12a는 광섬유 길이 5 ㎞ 지점에서의 신호잡음 있는 경우이고, 도 12b는 도 12a를 평균화처리를 하여 신호잡음을 제거한 경우이다. 도 12c는 광섬유 길이 35 ㎞ 지점에서의 신호잡음 있는 경우이고, 도 12d는 도 12c를 평균화처리를 하여 신호잡음을 제거한 경우이다.
광원부의 레이저 다이오드의 개수를 5개로 증가시키면 이러한 게인이 훨씬 증가한다. 도 12a 내지 도 12d에서 볼 수 있듯이, 최대 게인이 1개의 레이저 다이오드를 사용할 때보다 5배 증가하였음을 볼 수 있었고, 광섬유 길이 35 ㎞ 지점에서도 최대 게인을 주는 브릴루앙 주파수를 결정하는데 어려움이 없을 것으로 보인다.
본 발명에서는 광원부의 레이저 다이오드의 개수를 증가시켜 브릴루앙 게인을 키우는 새로운 광섬유 BOTDA 센서 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 광원부에 다수의 레이저 다이오드를 설치하여 작동시키고, 광 수신부에서는 브릴루앙 게인을 얻기 위하여 해당 파장 대역만 여과시키는 FBG들을 설치하여 구성하였다. 이러한 센서 시스템의 게인 증가 효과를 알아보기 위하여 2개의 레이저 다이오드를 설치하는 경우와 5개를 설치하는 경우의 브릴루앙 게인 스펙트럼의 변화를 계산을 통하여 확인하여 보았다. 그 결과 광섬유 길이 35 ㎞ 지점에서 5개의 레이저 다이오드를 사용하는 경우에 브릴루앙 주파수를 결정하기가 용이함을 알 수 있었다. 따라서 향후 다수의 레이저 다이오드를 광섬유 BOTDA 센서 시스템에 적용하게 되면 평균화 신호처리 횟수를 상당히 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
2: 광섬유
4: 시험 광섬유
10: 광원부
12: 커플러
14: 편광 조절기
20: 제 1 광전 변조기
22: 제 2 광전 변조기
24: 광섬유 증폭기
26: 광 아이솔레이터
30: 제 1 광 순환기
32: 제 2 광 순환기
34: 필터부
36: 굴절률 부합 액체
38: 광 검출기
40: 제어기
42: 펄스 발생기
44: 신호 발생기
100: 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서

Claims (18)

  1. 광원부; 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 변조하여 시험 광섬유에 인가하는 광 변조부; 및 상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광을 수신하는 광 수신부;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서에 있어서,
    상기 광원부는,
    각각이 광신호를 발생시키는 복수의 광원; 및
    상기 복수의 광원과 연결되어 상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호를 입력받고, 상기 입력받은 복수의 광신호를 상기 제 1 광신호 및 상기 제 2 광신호로 분기하는 커플러;를 더 포함하고,
    상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시키는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호 각각은,
    기 설정된 수치 이내의 파장범위를 갖고, 서로 다른 중심파장을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 광신호의 변조를 위하여 상기 제 1 광신호를 편광하는 제 1 편광 조절기; 및
    상기 제 2 광신호의 변조를 위하여 상기 제 2 광신호를 편광하는 제 2 편광 조절기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광 변조부는,
    상기 커플러에서 분기된 상기 제 1 광신호를 펌핑 펄스광으로 변조하는 제 1 광전 변조기; 및
    상기 커플러에서 분기된 상기 제 2 광신호를 CW 프로브광으로 변조하는 제 2 광전 변조기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 광전 변조기에서 변조된 상기 펌핑 펄스광을 증폭시키는 광섬유 증폭기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광섬유 증폭기에 의하여 증폭된 펌핑 펄스광은 상기 시험 광섬유의 일단에 인가되고,
    상기 제 2 광전 변조기에서 변조된 CW 프로브광은 상기 시험 광섬유의 타단에 인가되는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 광섬유 증폭기에 의하여 증폭된 펌핑 펄스광을 상기 시험 광섬유 측으로 진행시키고, 상기 시험 광섬유에서 발생된 후방 산란광을 상기 광 수신부 측으로 진행시키는 제 1 광 순환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 광전 변조기에서 변조되는 CW 프로브광의 주파수는 기 설정된 단위 주파수 간격으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광 수신부는,
    상기 광수신부에 수신된 후방 산란광 중 상기 브릴루앙 산란광을 반사시키는 필터부; 및
    상기 필터부에서 반사된 상기 브릴루앙 산란광을 검출하고, 상기 검출된 브릴루앙 산란광에 대응되는 전기신호를 생성하는 광 검출기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광 수신부는,
    상기 광 수신부에 수신된 후방 산란광을 상기 필터부로 진행시키고, 상기 필터부에서 반사된 브릴루앙 산란광을 상기 광 검출기로 진행시키는 제 2 광 순환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 광 검출기에서 생성된 상기 전기신호를 전송받고, 상기 전송받은 전기신호를 이용하여 상기 시험 광섬유와 관련된 측정변수를 측정하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 측정변수는,
    상기 시험 광섬유의 변형률 및 상기 시험 광섬유의 온도 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 광 검출기는 기 설정된 단위 시간 동안 검출된 상기 브릴루앙 산란광을 이용하여 하나의 전기신호를 생성하고,
    상기 제어기는, 상기 단위 시간 동안 생성된 하나의 전기신호를 이용하여 상기 시험 광섬유의 일 구간에 대한 상기 측정변수를 측정하고, 상기 시험 광섬유의 구간별로 측정된 측정변수를 이용하여 상기 시험 광섬유의 거리에 따른 상기 측정변수를 측정하는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 필터부는,
    상기 브릴루앙 산란광을 반사시킬 수 있는 광섬유 브래그 격자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 광섬유 브래그 격자는 복수이고,
    상기 복수의 광섬유 브래그 격자 각각은 상기 복수의 광원 각각에 대응되는 브릴루앙 산란광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서.
  16. 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원과 연결된 커플러;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법에 있어서,
    상기 복수의 광원에서 복수의 광신호가 발생되는 단계;
    상기 복수의 광원에서 발생된 복수의 광신호가 상기 커플러에 입력되는 단계;
    상기 커플러에 입력된 복수의 광신호가 제 1 광신호 및 제 2 광신호로 분기되는 단계;
    제 1 광신호 및 제 2 광신호가 변조되는 단계;
    상기 변조된 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 시험 광섬유에 인가되는 단계; 및
    상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광이 광 수신부에 수신되는 단계;를 포함하되,
    상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시키는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 광원에서 발생되는 복수의 광신호 각각은,
    기 설정된 수치 이내의 파장범위를 갖고, 서로 다른 중심파장을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법.
  18. 복수의 광원; 및 상기 복수의 광원과 연결된 커플러;를 포함하는 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들이 유형적으로 구현되어 있는 프로그램에 있어서,
    상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서의 센싱방법은,
    상기 복수의 광원에서 복수의 광신호가 발생되는 단계;
    상기 복수의 광원에서 발생된 복수의 광신호가 상기 커플러에 입력되는 단계;
    상기 커플러에 입력된 복수의 광신호가 제 1 광신호 및 제 2 광신호로 분기되는 단계;
    제 1 광신호 및 제 2 광신호가 변조되는 단계;
    상기 변조된 제 1 광신호 및 제 2 광신호가 시험 광섬유에 인가되는 단계; 및
    상기 시험 광섬유 내부의 브릴루앙 산란에 의하여 발생되는 브릴루앙 산란광을 포함하는 후방 산란광이 광 수신부에 수신되는 단계;를 포함하되,
    상기 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서는 상기 복수의 광원을 이용함으로써 상기 브릴루앙 산란광 신호에 대한 잡음비를 향상시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
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CN107588926A (zh) * 2017-10-30 2018-01-16 中光华研电子科技有限公司 一种超长光缆的故障监测系统及方法

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KR20040095783A (ko) 2003-04-28 2004-11-16 학교법인단국대학 유도 브릴루앙 산란과 2차 라만-스토크스파 발생을 이용한라만 레이저 발진 장치 및 방법

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