NO324687B1 - Interferometeroppstilling for implementering av serielle fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger, og optisk fibersystem som benytter denne - Google Patents

Interferometeroppstilling for implementering av serielle fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger, og optisk fibersystem som benytter denne Download PDF

Info

Publication number
NO324687B1
NO324687B1 NO20002369A NO20002369A NO324687B1 NO 324687 B1 NO324687 B1 NO 324687B1 NO 20002369 A NO20002369 A NO 20002369A NO 20002369 A NO20002369 A NO 20002369A NO 324687 B1 NO324687 B1 NO 324687B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
optical
fiber
array
interferometer
fiber bragg
Prior art date
Application number
NO20002369A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20002369L (no
NO20002369D0 (no
Inventor
Alan D Kersey
Original Assignee
Weatherford Lamb Inc
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 Weatherford Lamb Inc filed Critical Weatherford Lamb Inc
Publication of NO20002369D0 publication Critical patent/NO20002369D0/no
Publication of NO20002369L publication Critical patent/NO20002369L/no
Publication of NO324687B1 publication Critical patent/NO324687B1/no

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35383—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using multiple sensor devices using multiplexing techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en multipleksede intrinsike fiberoptiske elementer og nærmere bestemt forbedrede oppstillingstopologier for seriell fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger.
En suboppstilling av interferometre kan konfigureres i en enkelttimer ved bruk av en serie av svakt reflekterende fiber Bragg gitterelementer (FBG-elementer) med en bestemt bølgelengde, langs fiberen anbrakt med et mellomrom L. Fiberlengdene mellom gitterne danner interferometre, da lys fra en laser (med en bølgelengde sammenpasset til gitterne) som går ned fiberen, blir reflektert fra hvert gitter. For å isolere interferometereffektene fra kun ett par gittere (dvs. en bestemt lengde L) kan lyset som kobles inn i fiberen være pulsmodulert. Dette produserer en rekke av pulsrefleksjoner fra oppstillingen som vist i figur 1. Hvis lyset fra oppstillingen måles til et interferometer, f.eks. et Mach Zehnder og veiforskj ellen mellom armene er lik tur-retur avstanden mellom to nærliggende fiber Bragg gitterreflektorer i oppstillingen (2L), så er det dannet et differensialinterferometer. Et slikt veitilpasset (kompenserende) interferometer er vist i figur 1.
Det henvises til figur 1, lys som reflekteres fra den første fiber Bragg gitterrelfektoren, men går i den lange armen i det kompenserende interferometeret går den samme optiske avstanden som lyset som reflekteres fra den andre fiber Bragg gitterreflektoren, men som går gjennom den kortere armen til det kompenserende interferometeret. Det henvises også til figur 2, disse optiske komponentene interfererer ved utgangen av det kompenserende interferometeret, og produserer et interferenssignal ved en fase som avhenger av faseperturbasjoner i fiberlengden L mellom de to fiber Bragg gitterrelfektorene. Denne veitilpasningen (path matching) skjer for ethvert påfølgende par av fiber Bragg gitterrefleksjoner langs oppstillingen, og resulterer i en rekke av tidsadskilte utgangssignaler fra det kompenserende interferometeret, hver representerer fasen av en sekvensiell lengde L av fiberen.
Systemet beskrevet ovenfor med hensyn til figurene 1 og 2 gjør det mulig å danne en
suboppstilling av interferometeret i en enkel fiber. Et slikt system produserer imidlertid krysstale på grunn av det faktum at optiske pulser som reflekteres fra et av fiber Bragg gitterelementene i oppstillingen kan gjennomgå påfølgende retursignaler ved andre fiber Bragg gittere og interfererer med normalt produserte optiske retursignaler. Dette problemet er vist i figur 3. Det henvises til figur 3 der det er vist en oppstilling som omfatter 8 fiber Bragg gitterelementer med en bestemt bølgelengde der hvert
sensorelement er umiddelbart tilliggende til det neste. Andre topologier er mulig og kan være mer ønskelig, men den fundamentale kilden til krysstale forblir den samme. Et "primært optisk retursignal" fra oppstillingen er definert som en optisk utgangspuls generert fra den optiske pulsen som gjennomgår et enkelt retursignal fra et fiber Bragg gitterelement. For et lavt reflekterende fiber Bragg gitter, si 1 %, er retursignalet omtrent 1% av inngangseffekten. For de 8 fiber Bragg gittersystemer som er vist, genereres 8 primærpulser (for 7 sensorlengder).
En puls som reflekteres fra et fiber Bragg gitter kan også bli reflektert en andre og tredje gang fra andre fiber Bragg gittere og vil produsere et svært svakt refleksjonssignal (ned til R<3> av inngangslysnivået). Dette svake lyssignalet går ut av oppstillingen i en tidsluke (time slot) som vil forbindes med den til den primære optiske refleksjonen og vil således føre til krysstale. Det faktum at det svake signalet er interferometrisk blandet med det sterkere primærsignalet, betyr at denne kilden til krysskobling kan være betydelig med mindre det anvendes svært svake gitterreflektorer. Antallet sekundære krysstalepulser i oppstillingen øker sterkt med antallet multipleksede sensorer og dette kan føre til uakseptabelt høy krysstale.
GB 2284256 beskriver en interferometeroppstilling for måling av fysiske parametere. Oppstillingen består av én eller flere deloppstillinger, er hver deloppstilling er sammensatt av et flertall av interferometre langs en optisk fiber, og der hvert interferometer i deloppstillingen filtrerer ut én bølgelengde, og gir et signal som er avhengig av den fysiske parameteren som skal måles.
Kjent teknikk på feltet beskrives i A. B. Lobo: "Progressive ladder network topology combining interferometric and intensity fibre-optic-based sensors", Applied Optics, vol 34, no. 28,1. oktober 1995, sidene 6481-6488. Her beskrives og analyseres et progressivt stignettverk for fiberoptiske sensorer. Andre fiberoptiske nettverkstopologier er beskrevet i innledningen.
Det eksisterer et behov for en forbedret oppstillingstopologi for seriell fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger som reduserer krysstale mellom de individuelle interferometerne i oppstillingen.
Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en interferometeroppstilling som beskrevet i de medfølgende krav.
Den foreliggende oppfinnelsen fremskaffer en betydelig forbedring sammenlignet med kjent teknikk. Anvendelse av oppfinnelsens oppstillingstopologier reduserer betydelig krysstalen ved samme bølgelengde mellom multiple interferometre i oppstillingen. I tillegg kan oppstillingene konfigureres til å frembringe generelt balanserte retursignaler (når det gjelder effekt) fra de forskjellige sensorene i oppstillingen. I en utførelsesform av oppfinnelsen varieres refleksjonen til de forskjellige fiber Bragg gitterne i oppstillingen slik at det mottas balanserte retursignaler fra de forskjellige sensorene i oppstillingen. I en annen utførelsesform av oppfinnelsen er antallet koblingselementer som et optisk signal må gå igjennom, minimalisert, derfor minimaliseres dempningen forårsaket av koblingsinnretningene og det frembringes balanserte optiske retursignaler. Den foreliggende oppfinnelsen frembringer fordelene med redusert krysstale mens den samtidig muliggjør et økende antall interferometriske sensorer i oppstillingen.
De foregående og andre formål, trekk og fordeler med den foreliggende oppfinnelsen vil komme klarere frem i lys av den følgende detaljerte beskrivelsen med eksempler på utførelsesformer som illustrert i de medfølgende tegningene. Figur 1 er et skjematisk blokkdiagram av et multiplekset interferometersystem som har en kjent fiber Bragg gitter(FBG)-interferometeroppstilling; Figur 2 er et pulset tidsdiagram som viser interferenssignalet som produseres av et kompenserende interferometer i systemet til figur 1; Figur 3 er et diagram som viser direkte refleksjons vei og krysstalerefleksjonsveier av optiske signaler i fiber Bragg gitterinterferometeroppstillingen i figur 1; Figur 4 er et skjematisk blokkdiagram av et multiplekset interferometersystem som anvender en første utførelsesform av en seriell fiber Bragg gitterinterferometeroppstilling i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; Figur 5 er et skjematisk blokkdiagram av et multiplekset interferometersystem som anvender en andre utførelsesform av en seriell fiber Bragg gitterinterferometeroppstilling i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; Figur 6 er et skjematisk blokkdiagram av et multiplekset interferometersystem som bruker en tredje utførelsesform av en seriell fiber Bragg gitterinterferometeroppstilling i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; og Figur 7 er et skjematisk blokkdiagram av et multiplekset interferometersystem som anvender en fjerde utførelsesform av en seriell fiber Bragg
gitterinterferometeroppstilling i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen.
Den foreliggende oppfinnelsen fremskaffer forbedrede oppstillingstopologier for multipleksede fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger som betydelig reduserer krysstalen mellom de enkelte ferometrene i oppstillingen mens den samtidig øker antallet interferometre i oppstillingen sammenlignet med kjent teknikk. Den foreliggende oppfinnelsen anvender oppstillingstopologier basert på bølgelengde-inndelings(division)-multiplekset oppstilling av Bragg gitterinterferometre. Ved å anvende denne grunnoppstillingstopologien i forskjellige oppstillingskonfigurasjoner, kan antallet interferometre i oppstillingen betydelig økes uten å få et uakseptabelt nivå på krysstale mellom de enkelte interferometrene i oppstillingen.
Den kjente krysstaleeffekten mellom interferometre implementert ved anvendelse av Bragg gittere, alle med den samme sentrale bølgelengden, kan betydelig oppheves ved å bruke gittere med forskjellige bølgelengder for å definere sett av interferometre ved forskjellige bølgelengder langs oppstillingen. Det henvises til figur 4 der flere serieoppstillinger 12 (deloppstillinger) er sammenkoblet til hverandre langs lengden av en optisk fiber 15. Hver deloppstilling 12 innbefatter flere interferometre 17. Hvert interferometer 17 innbefatter et par Bragg gittere 22 og en lengde av avfølende optisk fiber 25 anbrakt mellom Bragg gitrene 22. Den avfølende lengden av optisk fiber 25 kan være viklet på en dor (mandrel) i en hydrofon konfigurasjon som vist i figur 4. Alternativt kan den avfølende (sensing) optiske fiberen 25 ha en hvilken som helst egnet konfigurasjon slik at den reagerer på belastning/tøyning (strain) for å frembringe en interferometerbelastningssensor (strain sensor). Paret med Bragg gittere 22 har den samme karakteristiske bølgelengden Xn slik at interferometeret er unikt identifisert med sin karakteristiske bølgelengde Xn. Imidlertid har hver av interferometrene 17 i deloppstillingen 12 forskjellig karakteristisk bølgelengde ^, slik at hver av de mange interferometrene 17 er unikt identifisert ved sin karakteristiske bølgelengde Xi,
K).
En lyskilde 20, slik som en pulset laser, frembringer et optisk inngangssignal 33 til den optiske fiberen 15. Hvert interferometer 17 i hver deloppstilling 12 fremskaffer et primært optisk retursignal (refleksjon) som går via en koblingsinnretning 35 til et kompenserende interferometer 40. Som beskrevet med hensyn til figur 2, gir hver fiber Bragg gitter i et par med fiber Bragg gittere 22 som danner et interferometer 17 et primært optisk retursignal. Det kompenserende interferometeret 40 reagerer på disse primære optiske retursignalene og sender et interferenssignal der fasen avhenger av fasepertubasjoner i lengden til den avfølende optiske fiberen 25. Utgangssignalet fra det kompenserende interferometeret 40 sendes til en bølgelengde multiplekserfilter (wavelength division multiplex filter, WDM) 42 som gir et unikt utgangssignal for hvert interferometer 17 i deloppstillingen 12 basert på dets karakteristiske bølgelengde
Retursignalene fra de forskjellige interferometrene 17 i de forskjellige deloppstillingene 12 blir unikt adskilt fra hverandre ved anvendelse av tidsdelingsmultipleksing (time division multiplexing, TDM) teknikker. Denne teknikken anvender forsinkelsestiden mellom mottakelse av retursignaler fra forskjellige interferometre 17 basert på deres fysiske adskillelse langs lengden av fiberen 15.
Oppstillingstopologien i figur 4 frembringer betydelig redusert krysstale ved samme bølgelengde (common-wavelength crosstalk) sammenlignet med kjente oppstillingstopologier. For eksempel, hvis det anvendes fire deloppstillinger 12 som hver har åtte interferometre (implementert ved bruk av seksten Bragg gittere og åtte lengder med avfølende optiske fibre 25), så er 32 interferometersensorelementer multiplekset langs lengden av den optiske fiberen 15. Ved en hvilken som helst gitt karakteristisk bølgelengde Xn, er det imidlertid kun fire interferometre som kan interferere med hverandre. Ved passende valg av veilengden (lengden av optisk fiber) mellom de forskjellige deloppstillingene 12, kan retursignalene fra interferometrene med samme karakteristiske frekvens bli avpasset/beregnet tidsmessig for å minimalisere potensialet/muligheten for krysstale ved den samme bølgelengden.
Oppstillingskrysstalebegrensningene kan ytterligere betydelig minskes ved anvendelse av en hybridoppstillingskonfigurasjon. Det henvises til oppstillingstopologien i figur 5 der oppstillingen er dannet ved å innlemme grenkoblingsinnretninger 50 i oppstillingen for å koble lys fra inngangsfiberen 55 til mange grener 56, 57, 58. Hver gren 56, 57 og 58 innbefatter en deloppstilling (serieoppstillinger) 59 av interferometre 60. Hvert interferometer 60 i en bestemt deloppstilling har en annen karakteristisk bølgelengde ( k\, X2, ^n) enn alle de andre interferometrene 60 i deloppstillingen. Krysstale ved samme bølgelengde elimineres i konfigurasjonen i figur 5 fordi det primære optiske retursignalet fra hvert interferometer 60 aldri går gjennom et annet interferometer 60 som har den samme karakteristiske bølgelengden Xv.
Det henvises nå til figur 6, oppstillingstopologien i figur 5 kan bli utvidet for å tillate en begrenset serie av deloppstillinger 65,66 i hver gren 70, 71, 72. Den karakteristiske bølgelengden til sensorer i den ene deloppstillingen 65, kan gjentas i den andre deloppstillingen 66. I denne konfigurasjonen er det kun svært begrenset krysstale ved den samme bølgelengden (common-wavelength crosstalk). For eksempel, hvis to deloppstillinger 65,66 er koblet i serie i hver gren 70,71, 72, så er det kun en annen sensor i hver gren som har den samme karakteristiske bølgelengden som en annen sensor i den grenen. Dette vil produsere kun svært begrenset krysstale ved den samme bølgelengden. Hvis antallet sensorer i hver deloppstilling holdes lavt (f.eks. åtte interferometre med åtte forskjellige karakteristiske frekvenser), med kun to deloppstillinger i hver gren er krysstalen ved den samme bølgelengden svært liten og sannsynligvis neglisjerbar. Med åtte bølgelengder og åtte grenkoblinger er totalt 128 sensorer i stand til å bli understøttet langs fiberen. Økning av antallet bølgelengder eller forgreningsarmer i oppstillingen øker det totale antallet av sensorer som er adresserbare. Dette representerer en betydelig forbedring i den praktiske anvendelsen av seriell fiber Bragg gitterinterferometertilnærmingen.
Det henvises igjen til figur 5, når det anvendes en slik grenkonfigurasjon, vil effektnivået i de optiske retursignalene fra de fjernere (mer distale) sensorene i oppstillingen (dvs. sensorene i den distale grenen 58) være svært svak sammenlignet med de fra den første oppstillingen 56. Dette oppstår på grunn av tapet som akkumuleres når lyset går nedover oppstillingen gjennom koblingselementene og skjøtene og tilbake til det kompenserende interferometeret og påvisningssystem. Denne effekten kan delvis kompenseres ved økning av refleksjonen fra fiber Bragg gitterelementene ved de mer distale punktene i oppstillingen. For eksempel kan fiber Bragg gitrene i den første grenen 56 være 1% reflekterende, mens fiber Bragg gitrene i den siste grenen 58 kan være laget å være 2% reflekterende. Dette er kun illustrerende, og hver oppstilling kan spesiallages for å ta med i beregningen tapene i koblingsinnretningene og skjøtene for en gitt oppstillingskonfigurasjon.
En alternativ oppstillingstopologi er illustrert i figur 7. Det henvises til figur 7 der
hybridnaturen til oppstillingen tas et skritt videre ved at en inngangsbussfiber 75 og en utgangsbussfiber 77 er innlemmet i oppstillingskonfigurasjonen. Lys frembringes fra en inngangslyskilde 78 til påfølgende grener 79, 80, 81 i oppstillingen. Hver gren 79, 80, 81 innbefatter en eller flere deloppstillinger 83. Lyset for hver gren 79, 80 i oppstillingen, unntatt for den siste grenen i oppstillingen 81, splittes fra
inngangsbussfiber (input bus fiber) 75 til grenene 79, 80 via en kobler 85. Hver gren 79, 80, 81 innbefatter en retningskobler 88 som fremskaffer inngangslyset fra inngangsbussfiberen 75 til deloppstillingen(e) i grenen. Lyset for deloppstillingen 80 i den siste grenen 81 fremskaffes direkte fra inngangsbussfiberen 75 til retningskobleren 88. De tilbakesendte optiske signalene fra deloppstillingen(e) i hver gren går tilbake gjennom kobleren 88 til utgangsbussfiberen 77. Lys fra deloppstillingen(e) i den første grenen 79 går direkte til utgangsbussfiberen 77 via kobleren 88. Lys fra underoppstillingene i de gjenværende grenene 80, 81 kobles fremover til utgangsbussfiberen 77 via koblere 92.
Fremoverkoblingen av signalene sikrer at hver vei (path) gjennom hver av sensoroppstillingene opplever tilnærmet det samme antallet koblere og derved utjevnes tapene. De første og siste grenene i hver oppstilling har hver en mindre kobler. Denne forskjellen er imidlertid ikke viktig. I oppstillingskonfigurasjonen i figur 7 går hvert optiske inngangssignal gjennom omtrent den samme lengden av optisk fiber, og derfor vil de optiske retursignalene fra de forskjellige oppstillingene 80 ankomme det kompenserende interferometeret 95 ved omtrent det samme tidspunkt. For å anvende teknikken med tidsinndelingsmultipleksing (time division multiplexing) for å differensiere mellom optiske retursignaler fra de forskjellige oppstillingene 80, innsettes optiske forsinkelseselementer 97 i den optiske inngangsfiberen mellom hver gren (etter hver kobler 85). Hvert forsinkelseselement 97 kan simpelthen være en lang lengde av en optisk fiber, f.eks. 40 meter av optisk fiber, for å fremskaffe den ønskede forsinkelsen slik at det optiske retursignalet fra de forskjellige deloppstillingene 80 ankommer det kompenserende interferometeret 95 til forskjellige tider.
Oppstillingstopologien i figur 7 produserer lite krysstale og gir balanserte optiske retursignaler mens den anvender en topologi med kun ett begrenset antall av fiberkoblere (f.eks. 3 pr. "deloppstilling"). For en deloppstilling på 16 sensorer, blir dette omtrent 0,18 koblere pr. sensor. Dette sammenlignet med omtrent 4 koblere pr. sensor i en konvensjonell Mach-Zehnder stigeoppstillingstopologi.
Som med oppstillingskonfigurasjonen i figur 5, kan hver gren i oppstillingskonfigurasjonen i figur 7 innbefatte mer enn en deloppstilling av interferometeret koblet i serie. Det totale antallet med sensorer i oppstillingskonfigurasjonen bestemmes basert på antallet deloppstillingsgrener, antallet sensorer pr. deloppstilling og antallet deloppstillinger pr. gren.
Oppfinnelsen er her beskrevet ved anvendelse av fiber Bragg gitterinterferometre som sensorer. Imidlertid er oppstillingstopologiene i oppfinnelsen også anvendbare for fiber Bragg gitter lasersensorer. I en slik konfigurasjon er den avfølende lengden av optisk fiber dopet med et sjeldent jordmetallmateriale, slik som erbium, for derved å lage fiber Bragg gitter lasersensorer.

Claims (12)

1. Interferometeroppstilling omfattende: flere interferometer deloppstillinger (12, 59,65, 66, 83), hver deloppstilling (12, 59, 65, 66, 83) innbefatter flere interferometre (17, 60), hvert interferometer er implementert med et respektivt par av fiber Bragg gittere (22) og en avfølende lengde optisk fiber (25) anbrakt mellom nevnte respektive par av fiber Bragg gittere (22), nevnte fiber Bragg gittere i hvert respektive par av fiber Bragg gittere (22) har den samme karakteristiske bølgelengden som er forskjellig fra den karakteristiske bølgelengden til ethvert annet par av fiber Bragg gittere (22) i nevnte deloppstilling (12, 59, 65, 66, 83); og deloppstillingssammenkoblingsinnretninger som sammenkobler nevnte deloppstillinger (12, 59,65, 66, 83) til hverandre for å danne nevnte interferometeroppstilling, karakterisert ved at nevnte deloppstillingssarnmenkoblingsinnretninger innbefatter optiske signalforsinkelsesinnretninger for å forsinke signaler fra et par av fiber Bragg gittere i en deloppstilling (12, 59, 65,66, 83) i forhold til hvert par av fiber Bragg gittere i en annen deloppstilling (12, 59, 65, 66, 83) som har den samme karakteristiske bølgelengden som den karakteristiske bølgelengden til det ene paret av fiber Bragg gittere; og ved at nevnte optiske signalforsinkelsesinnretninger i nevnte deloppstillingssarnmenkoblingsinnretninger minimaliserer krysstalen ved samme bølgelengde mellom interferometrene (17, 60) i interferometeroppstillingen.
2. Interferometeroppstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte deloppstillingssarnmenkoblingsinnretninger innbefatter en seriesammenkobling av nevnte deloppstillinger langs en felles lengde med optisk fiber (97) og der nevnte optiske signalforsinkelsesinnretninger innbefatter en lengde av optisk fiber mellom nevnte deloppstillinger valgt ut for å gi en ønsket tidsforsinkelse for å minimalisere krysstale ved samme bølgelengde.
3. Interferometeroppstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte deloppstillingssammenkoblingsinnretning innbefatter: en inngangs/utgangsoptisk fiber (75, 77); og flere grener som hver er sammenkoblet til nevnte inngangs/utgangsoptiske fiber via optiske koblingsinnretninger (85, 92); der hver av nevnte flere grener innbefatter en eller flere av nevnte deloppstillinger (83) sammenkoblet i serie; og der nevnte optiske signalforsinkelsesinnretninger innbefatter en lengde av nevnte inngangs/utgangsoptiske fiber (75, 77) anbrakt mellom hver av nevnte optiske koblingsinnretninger.
4. Interferometeroppstilling ifølge krav 3, karakterisert v e d at refleksjonen fra hver av nevnte fiber Bragg gittere (22) velges ut slik at de primæroptiske retursignalene fra hver av nevnte fiber Bragg gittere (22) generelt balanserer i forhold til hverandre når det gjelder effekt.
5. Interferometeroppstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte deloppstillingssammenkoblingsinnretninger innbefatter: en optisk inngangsfiber (75); en optisk utgangsfiber (77); og flere grener sammenkoblet mellom nevnte optiske inngangsfiber (75) og nevnte optiske utgangsfiber (77) med optiske sammenkoblingsinnretninger (85, 88, 92); der hver av nevnte mange grener innbefatter en eller flere av nevnte deloppstillinger (83) sammenkoblet i serie, og der hver optiske signalforsinkelsesinnretning (97) er koblet til nevnte optiske inngangsfiber (75) mellom sammenkoblingen av nevnte optiske inngangsfiber (75) til hver av nevnte grener.
6. Interferometeroppstilling ifølge krav 5, karakterisert v e d at nevnte optiske signalforsinkelsesinnretninger (97) inkrementelt øker forsinkelsen av et inngangssignal før det når hver påfølgende gren forbundet til nevnte optiske inngangsfiber (75).
7. Optisk fibersystem, omfattende en lyskilde som gir et optisk inngangssignal; og en interferometeroppstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, koblet til nevnte lyskilde (20, 78) med en optisk fiber, karakterisert v e d at hvert fiber Bragg gitter (22) reagerer på nevnte optiske inngangssignal ved å gi et primært optisk retursignal.
8. Optisk system ifølge krav 7, karakterisert ved at det ytterligere omfatter påvisningsinnretninger for påvisning av nevnte primære optiske retursignaler, nevnte påvisningsinnretninger gir flere interferenssignaler, hvert interferenssignal produseres av de primære optiske retursignalene fra et par med fiber Bragg gittere (22) som danner et interferometer, nevnte interferenssignaler er relatert til fase- perturbasjoner i hver avfølende lengde optisk fiber (25).
9. Optisk system ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte påvisningsinnretning innbefatter: et kompenserende interferometer (40,95) tilkoblet for å motta nevnte primære optiske retursignal for frembringelse av nevnte interferenssignaler; og filterinnretninger for en differensiering mellom interferenssignalene produsert ved forskjellige interferometre i hver deloppstilling.
10. Optisk system ifølge krav 7, karakterisert ved at nevnte optiske inngangssignal går gjennom en lengde med optisk fiber for å nå hver av nevnte fiber Bragg gittere (22) i hver oppstilling, og der refleksjonen av et respektivt fiber Bragg (22) gitter koblet nær til nevnte lyskilde (20, 78), slik at nevnte optiske inngangssignal går gjennom en kort lengde av optisk fiber for å nå nevnte respektive fiber Bragg gitter, er mindre enn refleksjonen av nevnte fiber Bragg gittere koblet lenger vekk til nevnte lyskilde (20, 78).
11. Optisk system ifølge krav 7, der nevnte interferomter har trekkene i krav 6, karakterisert ved at nevnte grener er koblet til nevnte optiske utgangsfiber (77) på en foroverrettet måte med nevnte optiske koblingsinnretninger.
12. Optisk system ifølge krav 7, der nevnte interferomter har trekkene i krav 5, karakterisert ved at nevnte grener er koblet til nevnte optiske utgangsfiber på en foroverrettet måte med nevnte optiske koblingsinnretninger.
NO20002369A 1997-11-07 2000-05-05 Interferometeroppstilling for implementering av serielle fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger, og optisk fibersystem som benytter denne NO324687B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/966,260 US5987197A (en) 1997-11-07 1997-11-07 Array topologies for implementing serial fiber Bragg grating interferometer arrays
PCT/US1998/023413 WO1999024790A1 (en) 1997-11-07 1998-11-03 Improved array topologies for implementing serial fiber bragg grating interferometer arrays

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20002369D0 NO20002369D0 (no) 2000-05-05
NO20002369L NO20002369L (no) 2000-07-04
NO324687B1 true NO324687B1 (no) 2007-12-03

Family

ID=25511126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20002369A NO324687B1 (no) 1997-11-07 2000-05-05 Interferometeroppstilling for implementering av serielle fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger, og optisk fibersystem som benytter denne

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5987197A (no)
EP (1) EP1029222B1 (no)
JP (1) JP4535614B2 (no)
AU (1) AU1302599A (no)
CA (1) CA2309192C (no)
DE (1) DE69828899D1 (no)
NO (1) NO324687B1 (no)
WO (1) WO1999024790A1 (no)

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2762732B1 (fr) * 1997-04-28 1999-06-04 Alsthom Cge Alcatel Procede et dispositif de decompression d'impulsions constituant un signal optique binaire
FR2765055B1 (fr) * 1997-06-23 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel Procede et dispositif pour concatener des informations binaires et application a la transmission optique de paquets
US6285806B1 (en) * 1998-05-31 2001-09-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Coherent reflectometric fiber Bragg grating sensor array
US6522797B1 (en) * 1998-09-01 2003-02-18 Input/Output, Inc. Seismic optical acoustic recursive sensor system
CA2351713C (en) * 1998-11-17 2006-02-21 Templex Technology, Inc. Codes, methods, and apparatus for optical encoding and decoding
US6278823B1 (en) * 1999-03-09 2001-08-21 Litton Systems, Inc. Sensor array cable and fabrication method
GB2348000B (en) * 1999-03-19 2001-02-07 Marconi Electronic Syst Ltd Strain sensing
US6233746B1 (en) * 1999-03-22 2001-05-22 Halliburton Energy Services, Inc. Multiplexed fiber optic transducer for use in a well and method
US6233373B1 (en) * 1999-06-21 2001-05-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical spectrometer with improved geometry and data processing for monitoring fiber optic bragg gratings
US6274863B1 (en) 1999-07-23 2001-08-14 Cidra Corporation Selective aperture arrays for seismic monitoring
US6571027B2 (en) 1999-10-07 2003-05-27 Peter W. E. Smith Method and devices for time domain demultiplexing of serial fiber bragg grating sensor arrays
US6212306B1 (en) * 1999-10-07 2001-04-03 David J. F. Cooper Method and device for time domain demultiplexing of serial fiber Bragg grating sensor arrays
US6313771B1 (en) 1999-11-17 2001-11-06 Templex Technology, Inc. Codes, methods, and apparatus for optical encoding and decoding
DE10014175C2 (de) * 2000-03-23 2002-12-12 Daimler Chrysler Ag Anordnung aus mehreren faseroptischen Bragg-Gitter-Sensoren und Verfahren zur Meßwertbestimmung in einer solchen
US6601671B1 (en) 2000-07-10 2003-08-05 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for seismically surveying an earth formation in relation to a borehole
US6785004B2 (en) * 2000-11-29 2004-08-31 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for interrogating fiber optic sensors
US6619864B2 (en) 2001-03-15 2003-09-16 Optinel Systems, Inc. Optical channel monitor with continuous gas cell calibration
US6959153B2 (en) * 2001-05-24 2005-10-25 Broadband Royalty Corporation Dynamically reconfigurable add/drop multiplexer with low coherent cross-talk for optical communication networks
JP4625593B2 (ja) * 2001-05-29 2011-02-02 株式会社東芝 光ファイバ多点物理量計測システム
US6701191B2 (en) * 2001-05-30 2004-03-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Lead having composite tubing
US6993257B2 (en) * 2001-08-15 2006-01-31 Broadband Royalty Corporation Optical channel monitor utilizing multiple Fabry-Perot filter pass-bands
US6738536B2 (en) * 2001-12-20 2004-05-18 Optinel Systems, Inc. Wavelength tunable filter device for fiber optic systems
US20040046109A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-11 Chen Peter C. Method and apparatus for high speed interrogation of fiber optic detector arrays
US6994162B2 (en) * 2003-01-21 2006-02-07 Weatherford/Lamb, Inc. Linear displacement measurement method and apparatus
GB0302434D0 (en) * 2003-02-03 2003-03-05 Sensor Highway Ltd Interferometric method and apparatus for measuring physical parameters
US6915686B2 (en) 2003-02-11 2005-07-12 Optoplan A.S. Downhole sub for instrumentation
US7159653B2 (en) 2003-02-27 2007-01-09 Weatherford/Lamb, Inc. Spacer sub
US6957574B2 (en) * 2003-05-19 2005-10-25 Weatherford/Lamb, Inc. Well integrity monitoring system
US6840114B2 (en) * 2003-05-19 2005-01-11 Weatherford/Lamb, Inc. Housing on the exterior of a well casing for optical fiber sensors
US7488929B2 (en) * 2003-08-13 2009-02-10 Zygo Corporation Perimeter detection using fiber optic sensors
US6995683B2 (en) * 2004-03-12 2006-02-07 Welldynamics, Inc. System and method for transmitting downhole data to the surface
CN1938559A (zh) * 2004-03-24 2007-03-28 法国昙卡土合成材料公司 定位和测量土木工程工作中的变形的方法
US7109471B2 (en) * 2004-06-04 2006-09-19 Weatherford/Lamb, Inc. Optical wavelength determination using multiple measurable features
US7480056B2 (en) * 2004-06-04 2009-01-20 Optoplan As Multi-pulse heterodyne sub-carrier interrogation of interferometric sensors
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
US7327907B2 (en) * 2004-10-14 2008-02-05 Northrop Grumman Corporation Optical sensor fiber with protective jacketing layers
US7095925B2 (en) * 2004-11-03 2006-08-22 Intel Corporation Optical phased array transmitter/receiver
US7130506B2 (en) 2004-12-15 2006-10-31 Northrop Grumman Corporation Compensating interferometer with Bragg reflectors
US7336365B2 (en) * 2005-02-11 2008-02-26 Optoplan As Method and apparatus for suppression of crosstalk and noise in time-division multiplexed interferometric sensor systems
US7137299B2 (en) * 2005-04-21 2006-11-21 Northrop Grumman Corporation Fiber optic accelerometer
FR2889305B1 (fr) * 2005-07-28 2007-10-19 Sercel Sa Reseau d'interferometres a fibre optique
US20090269001A1 (en) * 2005-10-10 2009-10-29 Geumsuk Lee Apparatus and Method for Detecting Intrusion by Using Fiber Bragg Grating Sensor
US8064286B2 (en) * 2006-05-05 2011-11-22 Optoplan As Seismic streamer array
US7366055B2 (en) * 2006-05-05 2008-04-29 Optoplan As Ocean bottom seismic sensing system
GB2440953B (en) 2006-08-18 2009-09-30 Insensys Ltd Wind turbines
JP5008182B2 (ja) 2006-12-01 2012-08-22 富士重工業株式会社 衝撃探知システム
JP2008139170A (ja) 2006-12-01 2008-06-19 Fuji Heavy Ind Ltd 衝撃探知システム
US7729567B2 (en) * 2007-05-14 2010-06-01 The Hong Kong Polytechnic University Fiber optic transducer for simultaneous pressure and temperature measurement in fluid flow
US7995209B2 (en) * 2008-10-06 2011-08-09 Schlumberger Technology Corporation Time domain multiplexing of interferometric sensors
GB2464477B (en) * 2008-10-15 2011-09-07 Insensys Ltd Apparatus for interrogating fibre Bragg gratings
US9042202B2 (en) 2009-06-10 2015-05-26 Optoplan As Split-element optical hydrophone
EP2261615B1 (en) * 2009-06-10 2023-02-01 Optoplan AS Seismic streamer
US8773650B2 (en) 2009-09-18 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Optical position and/or shape sensing
GB2474882B (en) * 2009-10-29 2014-04-09 Tgs Geophysical Company Uk Ltd Signal processing
WO2011153018A2 (en) * 2010-06-01 2011-12-08 Luna Innovations Incorporated Interferometric measurement with crosstalk suppression
GB201111030D0 (en) * 2011-06-29 2011-08-10 Univ Strathclyde Optical fibre sensor interrogation system
CN102435213A (zh) * 2011-09-02 2012-05-02 厦门大学 基于菲涅尔全息型波分复用器的光纤光栅波长解调装置
CN102519502B (zh) * 2011-10-25 2014-07-23 合肥工业大学 基于波分复用多通道输出时域地址查询技术的光纤光栅传感方法及系统
US8989573B2 (en) * 2012-04-05 2015-03-24 Gwangju Institute Of Science And Technology Sensing apparatus
US9228890B2 (en) * 2012-06-01 2016-01-05 Fujikura Ltd. Method of measuring acoustic distribution and distributed acoustic sensor
US9488786B2 (en) 2012-11-16 2016-11-08 General Electric Company Fiber optic sensing apparatus including fiber gratings and method for sensing parameters involving different parameter modalities
CN102928063B (zh) * 2012-11-20 2014-02-26 重庆大学 基于波分复用技术的分布式光纤振动传感系统
US9784862B2 (en) * 2012-11-30 2017-10-10 Baker Hughes Incorporated Distributed downhole acousting sensing
US9151924B2 (en) 2013-08-16 2015-10-06 General Electric Company Fiber optic sensing apparatus and method for sensing parameters involving different parameter modalities
US9689714B2 (en) 2014-01-22 2017-06-27 Micron Optics, Inc. Multiplexed fiber-coupled fabry-perot sensors and method therefor
CA2952015C (en) 2014-06-26 2022-05-31 Baker Hughes Incorporated Ofdr system for localized vibration detection
GB2531799B (en) * 2014-10-31 2018-05-23 Stingray Geophysical Hong Kong Ltd Seabed optical sensor cable system
US10843290B2 (en) 2015-01-19 2020-11-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Acoustically enhanced optical cables
GB201503861D0 (en) * 2015-03-06 2015-04-22 Silixa Ltd Method and apparatus for optical sensing
GB2553720A (en) * 2015-06-17 2018-03-14 Halliburton Energy Services Inc Multiplexed microvolt sensor systems
CN105547460B (zh) * 2016-01-21 2018-11-23 南京大学 融合弱反射光栅的双脉冲相位敏感光时域反射计及其方法
CN113155165B (zh) * 2021-05-14 2022-07-05 武汉理工大学 大容量光纤光栅传感网络的干涉型解调系统及方法
CN114295322B (zh) * 2021-12-09 2024-01-26 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光栅的测试系统、方法、装置、存储介质和电子装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2284256A (en) * 1993-11-26 1995-05-31 Sensor Dynamics Ltd Wavelength addressed network of fibre optic interferometric sensors

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0765910B2 (ja) * 1986-09-26 1995-07-19 株式会社安川電機 光フアイバセンサ装置
JPH03231116A (ja) * 1990-02-06 1991-10-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバセンサ
US5513913A (en) * 1993-01-29 1996-05-07 United Technologies Corporation Active multipoint fiber laser sensor
JP3407435B2 (ja) * 1994-11-22 2003-05-19 住友電気工業株式会社 光ファイバセンサ
JP3579142B2 (ja) * 1995-09-08 2004-10-20 株式会社モリテックス 光ファイバ干渉型伸縮量測定装置
GB9605144D0 (en) * 1996-03-11 1996-05-08 Sensor Dynamics Ltd Apparatus for sensing one or more parameters
US5680489A (en) * 1996-06-28 1997-10-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical sensor system utilizing bragg grating sensors
US5818585A (en) * 1997-02-28 1998-10-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber Bragg grating interrogation system with adaptive calibration

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2284256A (en) * 1993-11-26 1995-05-31 Sensor Dynamics Ltd Wavelength addressed network of fibre optic interferometric sensors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. B. Lobo: "Progressive ladder network topology combining interferometric and intensity fibre-optic-based sensors", Applied Optics, vol. 34, no. 28, 1. October 1995, pp. 6481 - 6488 *

Also Published As

Publication number Publication date
NO20002369L (no) 2000-07-04
DE69828899D1 (de) 2005-03-10
JP4535614B2 (ja) 2010-09-01
WO1999024790A1 (en) 1999-05-20
EP1029222A1 (en) 2000-08-23
EP1029222B1 (en) 2005-02-02
CA2309192A1 (en) 1999-05-20
JP2001522987A (ja) 2001-11-20
CA2309192C (en) 2004-06-15
AU1302599A (en) 1999-05-31
US5987197A (en) 1999-11-16
NO20002369D0 (no) 2000-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO324687B1 (no) Interferometeroppstilling for implementering av serielle fiber Bragg gitterinterferometeroppstillinger, og optisk fibersystem som benytter denne
CN101715547B (zh) 地震缆结构
US8189200B2 (en) Fiber optic interferometric sensor array with increased multiplexing density
US20070024857A1 (en) Fiber optic interferometric sensor array
KR20070094615A (ko) 광학 시스템
JPH1062826A (ja) 光学ルータ
US5071214A (en) Interferometric fibre optic network
CN107196731B (zh) 一种用于potdr分布式光纤传感的光纤复用系统
CN101267254A (zh) 基于谱分复用方法的二线制光纤传感网络及其方法
CN108964775B (zh) 基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法
JP4840869B2 (ja) 光ファイバ電流センサ装置
US5028801A (en) Apparatus and method for multiplexing fiber optic sensors
JPH04301502A (ja) 光学検出システムに関する改良
GB2189880A (en) Optical sensor system
JPH0458736B2 (no)
JP2001099702A (ja) 光ファイバ多重センサシステム
EP2494321A2 (en) Signal processing
GB2152689A (en) Optical fibre sensing apparatus
GB2157842A (en) Optical fibre sensing apparatus
GB2202046A (en) Optical fibre sensor arrangement
CN210518332U (zh) 一种基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统
GB2250593A (en) Optical sensing system
CN116698176A (zh) 一种多通道光栅阵列光纤振动传感系统及方法
JPH08101992A (ja) 多点形センサ
KR20190095968A (ko) 광학적 시간 영역 반사 측정기를 이용한 광선로 원거리 노드 식별 시스템 및 그 식별용 소자

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: HAMSOE PATENTBYRA ANS, POSTBOKS 171, 4301 SANDNES

MM1K Lapsed by not paying the annual fees