WO2019194020A1 - 環境特性測定装置および環境特性測定方法 - Google Patents

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frequency
brillouin
optical
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央 高橋
邦弘 戸毛
友和 小田
真鍋　哲也
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日本電信電話株式会社
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    • G01D5/35354—Sensor working in reflection
    • G01D5/35358—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
    • G01D5/35364—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity using inelastic backscattering to detect the measured quantity, e.g. using Brillouin or Raman backscattering

Definitions

  • the present invention relates to an environmental characteristic measuring apparatus and an environmental characteristic measuring method, and in particular, in a number mode optical fiber (hereinafter also referred to as “FMF”) and an optical fiber distributed sensing system using the same, the environment along the optical fiber
  • FMF number mode optical fiber
  • the present invention relates to an environmental characteristic measuring apparatus and an environmental characteristic measuring method for evaluating characteristics nondestructively.
  • Brillouin optical sensing technology is a technology that monitors changes in temperature and strain along the sensing optical fiber by measuring Brillouin frequency shift (BFS) changes.
  • BFS Brillouin frequency shift
  • FMF Few mode fiber
  • the sensing optical fiber has both a temperature change and a strain change
  • the optical mode is mode-converted / coupled when strain is applied to a few-mode optical fiber, or when the light mode is mode-converted / coupled by connection points or bending in a real environment, the output Brillouin gain spectra overlap.
  • the Brillouin gains generated in the light mode and the acoustic wave mode cannot be measured accurately.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to accurately perform sensing in an optical fiber in which mode conversion and mode coupling occur in Brillouin optical sensing technology using the Brillouin gain of an optical mode and an acoustic wave mode. Another object is to provide an environmental characteristic measuring apparatus and an environmental characteristic measuring method using a number mode optical fiber for measuring Brillouin gain.
  • the invention described in one embodiment is based on a Brillouin time domain analysis method using a Brillouin time domain analysis method along a length direction using a number mode optical fiber that multiplexes a plurality of modes as a measurement optical fiber.
  • An environmental characteristic measuring apparatus for measuring by analyzing a Brillouin frequency shift, the means for inputting a probe light of a desired mode from the far end of the measurement optical fiber, and an optical pulse of the desired mode, Means for inputting an optical pulse having a frequency difference corresponding to a Brillouin frequency shift of the measurement optical fiber on the high frequency side with respect to the probe light from the near end of the measurement optical fiber as a pump light pulse for the probe light; and
  • the probe has a frequency difference corresponding to the Brillouin frequency shift of the measurement optical fiber on the low frequency side with respect to the probe light.
  • the desired mode is an environmental characteristic measuring apparatus characterized by comprising a means for inputting a second probe light becomes the probe light with respect to the probe light in a different mode different from the near end of the measuring optical fiber.
  • the invention described in another embodiment is based on analyzing a Brillouin frequency shift by a Brillouin time domain analysis method using a Brillouin time-domain analysis method using a number mode optical fiber that multiplexes a plurality of modes as a measurement optical fiber.
  • An environmental characteristic measuring method for measuring comprising: inputting a probe light of a desired mode from a far end of the measurement optical fiber; and a light pulse of the desired mode, wherein the measurement light is compared with the probe light.
  • An environmental characteristic measuring method which is characterized in that the second probe light becomes the probe light in a different mode for the probe light and a step of inputting from the proximal end of said measured optical fiber made.
  • a 0 in the LP01 mode of the pump light pulse at the measuring point according to the environmental characteristics measuring method of this embodiment is an example of observation Brillouin gain spectrum.
  • By the amplitude a 0 in the LP11 mode of the pump light pulse at the measuring point according to the environmental characteristics measuring method of this embodiment is an example of observation Brillouin gain spectrum.
  • an environment characteristic measuring apparatus for measuring environmental characteristics along the length direction by measuring a Brillouin time domain analysis method (BOTDA) using a number mode optical fiber that multiplexes a plurality of modes as a measurement optical fiber
  • BOTDA Brillouin time domain analysis method
  • the Brillouin gain can be measured accurately even in the sensing.
  • the environmental characteristics include temperature and strain measured along the length direction of the optical fiber as in Non-Patent Documents 1 and 2.
  • the environmental characteristic measurement apparatus further includes means for inputting probe light of a desired mode from the far end of the measurement optical fiber in the environmental characteristic measurement apparatus for analyzing by the Brillouin time domain analysis method (BOTDA),
  • BOTDA Brillouin time domain analysis method
  • a mode optical pulse having a frequency difference on the high frequency side corresponding to the Brillouin frequency shift of the measurement optical fiber with respect to the probe light is input from the near end of the measurement optical fiber as a pump light pulse for the probe light.
  • a second probe light having a frequency difference corresponding to a Brillouin frequency shift of another mode different from the desired mode with respect to the probe light, and being a probe light with respect to the probe light in another mode.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of an environmental characteristic measuring apparatus according to this embodiment.
  • the environmental characteristic measuring apparatus shown in the figure can evaluate the Brillouin gain spectrum in a distributed and non-destructive manner in an optical fiber to be measured connected to an optical output end.
  • the laser light generating means 11 has three outputs, the mode selecting means 12, the first optical frequency control means 13, and the second light. Each is connected to the frequency control means 14.
  • the mode selection means 12 is connected to the far end of the measurement optical fiber F.
  • the first optical frequency control means 13 is directly connected to the mode selection / multiplexing means 17 via the first optical pulse forming means 15.
  • the mode selection / multiplexing means 17 is further connected to the near end of the optical fiber F to be determined and to the optical filter 18.
  • the optical filter 18 is further connected to an optical receiving means 19, and a numerical processing means 21 and a numerical calculation means 22, which are measurement systems, are sequentially connected to the optical receiving means 19.
  • the light output from the laser light generation unit 11 that generates coherent light is branched into three, and the first of the branched light out of the three branched outputs is a mode.
  • a desired mode is selected by inputting to the selection means 12 and used as probe light input from the far end of the measurement optical fiber F.
  • the second of the branched lights is light after the first optical frequency control means 13 gives a frequency difference of about 10 to 11 GHz corresponding to the Brillouin frequency shift of the measurement optical fiber F to the high frequency side. It is pulsed by the pulsing means 15 and used as a pump light pulse that causes Brillouin amplification with the probe light.
  • the third of the branched lights is the probe light after the second optical frequency control means 14 gives a frequency difference of about 10 to 11 GHz corresponding to the Brillouin frequency shift of the measurement optical fiber to the lower frequency side. And used as secondary probe light that causes Brillouin loss.
  • the absolute value of the frequency difference generated between the pump light pulse and the probe light and the absolute value of the frequency difference generated between the probe light and the secondary probe light are set to be equal to each other.
  • the configuration of the first optical frequency control means 13 and the second optical frequency control means 14 shown in FIG. 1 can be replaced with the configuration shown in FIG. 2 or the configuration shown in FIG.
  • the configuration of FIG. 2 and the configuration of FIG. 3 will be described.
  • first optical filter means 32 In the configuration of FIG. 2, instead of the first optical frequency control means 13 and the second optical frequency control means 14, one double sideband modulation means 31, first optical filter means 32, and second optical frequency control means An optical filter means 33 can be used.
  • the first optical filter means 32 and the second optical filter means 33 select the higher frequency side as the pump light pulse, The lower side can be selected as the secondary probe light.
  • the number of sinusoidal modulators that drive the modulator is one, and the apparatus configuration can be simplified.
  • a single double sideband modulation means 31 and a reflection type optical filter means 34 are used instead of the first optical frequency control means 13 and the second optical frequency control means 14. Can do.
  • the high frequency side is selected as the reflection spectrum of the reflection type optical filter means 34
  • the low frequency side light is selected as the transmission spectrum of the reflection type optical filter means 34.
  • the selection of the high side and the low side of the transmission spectrum and reflection spectrum of the reflection type optical filter means 34 may be reversed.
  • the transmission spectrum is connected to the first optical pulse forming means 15.
  • the reflection spectrum may be connected to the mode selection / multiplexing means 17.
  • the pump light pulse and the secondary probe light are selected from the mode selection / multiplexing / demultiplexing means 17 of FIG.
  • An arbitrary mode of the probe light is selected by the mode selection multiplexing unit 12 in FIG. 1 and is incident from the far end of the measurement optical fiber F.
  • the probe light interacts with the pump light pulse, is amplified by Brillouin, and an arbitrary mode is selected again by the mode selection / multiplexing / demultiplexing means 17 of FIG.
  • the light receiving means 19 converts it into an electrical signal.
  • the electric signal received by the light receiving means 19 is appropriately amplified and then digitized by the numerical processing means 21 and the intensity of the probe light not interacting with the pump light pulse using the numerical operation means 22.
  • the Brillouin gain is calculated by averaging the difference.
  • the means for controlling the optical frequency in FIGS. 1 to 3 calculates the Brillouin gain by appropriately changing the frequency difference between the probe light and the pump light pulse, and calculates the frequency.
  • Each Brillouin gain (Brillouin gain spectrum) can be acquired.
  • the stimulated Brillouin scattering spectrum for each mode of the measurement optical fiber F can be obtained. Even when they overlap, it is possible to remove the Brillouin spectrum of the non-measurement mode and obtain the Brillouin gain spectrum at an arbitrary position of the desired measurement optical fiber.
  • the configuration of the environmental characteristic measuring apparatus of the present embodiment shown in FIG. 1 is an example, and an optical frequency difference corresponding to a Brillouin frequency shift is given between the pump light pulse and the probe light, and between the probe light and the secondary probe light. Any means can be used as long as it is an apparatus configuration capable of selecting and exciting the mode and extracting a Brillouin gain intensity signal in the time domain.
  • the Brillouin frequency shift ⁇ b in an arbitrary mode is given by the following formula (1).
  • n i is the effective refractive index of the mode
  • lambda is the wavelength in vacuum
  • the environmental characteristic measuring and analyzing apparatus of the present embodiment utilizes the fact that the Brillouin spectrum information has a peak with respect to a different frequency for each mode.
  • ⁇ 01-01 pump between LP01 and interaction between probe components
  • ⁇ 01-11 Interaction between the pump component of LP01 and the probe component of LP11, and between the pump component of LP11 and the probe component of LP01
  • ⁇ 11-11 Peak between LP11, interaction between probe components
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an optical fiber transmission line model considered in the environmental characteristic measurement method of the present embodiment.
  • an optical fiber transmission line model as shown in FIG. 4 is considered. Assume that the total length of the transmission line is L, the position of the mode conversion point is z, and a mode conversion point having a coupling matrix M is included in the transmission line.
  • the power of the LP01 and LP11 mode pump light pulses at the position of the measurement point is a 0 and a 1 and the incident probe
  • the probe light powers b 0 and b 1 at the position of the measurement point undergo mode conversion by the coupling matrix M (Lz) and are given by the following equation (2).
  • m ij (Lz) is an element of the coupling matrix M (Lz).
  • the probe light that has undergone Brillouin amplification by the pump light pulse at the measurement point further undergoes mode conversion by the coupling matrix M (z), and arrives at the near end as LP01 and LP11 modes.
  • the probe light intensity observed in the LP01 mode at the near end can be calculated by using the equation (2) and the equation (3), if the loss other than the mode conversion point is ignored. It becomes.
  • g 01-01 ( ⁇ ) is a gain profile having a peak at ⁇ 01-01
  • m ij (z) is an element of the coupling matrix M (z).
  • the probe light intensity observed in the LP11 mode at the near end is expressed by Equation (4).
  • the probe light intensity observed in the LP11 mode at the near end is expressed by Equation (7).
  • the Brillouin gain spectrum received by the LP01 mode of the probe light at the measurement point is expressed by Equation (5) and Equation (11), as shown in FIG. Further, the Brillouin gain spectrum received by the LP11 mode of the probe light at the measurement point is shown by the equations (8) and (14), as shown in FIG.
  • the probe light since the probe light has amplitudes of both b 0 and b 1 at the measurement point, the sum of the spectra shown in FIGS. 5 and 6 is obtained when measurement is performed. As described above, it has three spectral peaks ⁇ 01-01 , ⁇ 01-11 , ⁇ 11-11 , and the gain profile having the peak at ⁇ 01-01 , the equation (14) Represents the gain spectrum having a peak at ⁇ 11-11 , and Equations (8) and (11) mean that the gain spectra having a peak at ⁇ 01-11 overlap on the frequency axis.
  • Non-Patent Document 2 By measuring changes in the frequencies of ⁇ 01-01 , ⁇ 01-11 , and ⁇ 11-11 , it is possible to measure the amount of change in temperature and the amount of change in strain as in Non-Patent Document 2.
  • a desired Brillouin frequency peak is selected using secondary probe light for the overlap of the spectrum peaks.
  • LP01, LP01 is incident on both the pump light pulse and the probe light.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the combined Brillouin gain that occurs when secondary probe light is used.
  • (a) shows the Brillouin gain by the pump light pulse and the probe light
  • (b) shows the relationship between the Brillouin gain of (a) and the Brillouin gain by the probe light and the secondary probe light
  • (c) is a combination of the two types of Brillouin gains. This is a Brillouin gain spectrum generated in a desired mode ( ⁇ 01-01 ) and a non-desired mode ( ⁇ 01-11 ) in FIG.
  • the spectra of ⁇ 01-11 and ⁇ 11-11 shown in FIG. 6 are generated, but for simplicity, only the spectra of ⁇ 01-01 and ⁇ 11-01 generated in the LP01 mode are used.
  • the secondary probe light of LP11 shown by a broken line in the figure
  • the frequency difference between the secondary probe light and the probe light is the same as the frequency difference between the pump light pulse and the probe light, and is set on the lower optical frequency side.
  • the mode conversion amount is not larger than 1.
  • the pump light pulse, the probe light, and the secondary probe light are the main light modes LP01, LP01, and LP11, respectively, and the light intensity is large in the whole fiber. That is, in the entire fiber, ⁇ 01-01 is mainly generated in the pump light pulse and the probe light (solid line), and ⁇ 11-01 is smaller than ⁇ 01-01 . Subsequently, in the probe light and the secondary probe light, ⁇ 01-11 is mainly generated (broken line).
  • the Brillouin gain generated between the pump light pulse and the probe light is generated by the influence of the Brillouin acoustic wave (primary Brillouin acoustic wave) traveling in the same direction as the pump light pulse.
  • the Brillouin gain generated between the probe light and the secondary probe light is influenced by the Brillouin acoustic wave (second-order Brillouin acoustic wave) traveling in the same direction as the probe light because the probe light acts as a pump light pulse. appear. That is, the primary and secondary Brillouin acoustic waves propagate in opposite directions.
  • the undesired Brillouin gain ⁇ 11-01 can be suppressed by the Brillouin gain ⁇ 01-11 due to the secondary Brillouin acoustic wave of the probe light / secondary probe light.
  • This is related to the fact that ⁇ 01-11 and ⁇ 11-01 occur at the same frequency. That is, since the primary and secondary acoustic waves that travel in the opposite directions and oscillate at the same frequency are suppressed (FIG. 7B), the secondary probe light is incident in a mode other than the desired mode so that ⁇ 11 ⁇ The Brillouin gain of 01 is suppressed.
  • the Brillouin gain ⁇ 01-01 of the desired mode is a frequency different from ⁇ 01-11 , when ⁇ 01-01 is measured, the second-order Brillouin acoustic wave of ⁇ 01-11 is not strongly excited. Therefore , ⁇ 01-01 is not suppressed a little.
  • a mode multiplex transmission line having two modes is targeted.
  • an optical fiber having three or more modes may be used, and in addition to a desired mode, the frequency difference is set to the same frequency difference between the pump light pulse and the probe light.
  • optical fiber 11 laser light generation means 12 mode selection means 13 first optical frequency control means 14 second optical frequency control means 15 first optical pulse forming means 17 mode selection / multiplexing means 18 optical filter 19 optical reception Means 21 Numerical processing means 22 Numerical operation means 31 Double sideband modulation means 32 First optical filter means 33 Second optical filter means 34 Reflective optical filter means

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Abstract

ブリルアン時間領域解析法によりブリルアン周波数シフトを解析することにより、複数のモードを多重する数モード光ファイバを測定光ファイバとして長さ方向に沿った環境特性を測定する環境特性測定装置であって、所望のモードのプローブ光を前記測定光ファイバの遠端から入力する手段と、前記所望のモードの光パルスであって、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を高周波数側に有する光パルスを、前記プローブ光に対するポンプ光パルスとして前記測定光ファイバの近端から入力する手段と、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を低周波数側に有し、前記所望のモードとは異なる別モードで前記プローブ光に対するプローブ光となる第２のプローブ光を前記測定光ファイバの近端から入力する手段とを備えたことを特徴とする環境特性測定装置。

Description

環境特性測定装置および環境特性測定方法
　本発明は、環境特性測定装置および環境特性測定方法に関し、特に、主に数モード光ファイバ（以下、「ＦＭＦ」とも称する）やそれを用いた光ファイバ分布センシングシステムにおいて、光ファイバに沿った環境特性を非破壊に評価するための環境特性測定装置および環境特性測定方法に関する。
　ブリルアン光センシング技術はブリルアン周波数シフト（Brillouin frequency shift:　ＢＦＳ）変化を測定することで、センシング光ファイバに沿った温度や歪変化をモニタリングする技術である。ＢＦＳを測定することで、大型構造物や飛行機などの温度・歪みセンシングが実施されるなど、測定対象構造物のヘルスモニタリングへの応用が期待されている。
　しかし、センシング光ファイバに温度変化と歪み変化の両方がある場合、ＢＦＳが温度／歪みの両方に感度を持つことに起因して、温度変化量と歪み変化量をそれぞれ測定することが難しい。そこで、ＦＭＦ（Ｆｅｗ　ｍｏｄｅ　ｆｉｂｅｒ）をセンシング光ファイバとして応用し、非特許文献１では高次の光モード、非特許文献２では高次の音響モードで発生した複数のブリルアン利得スペクトルピークの変化量の違いから、温度と歪みのそれぞれの変化量を分けて測定する方法が提案されている。
　一方、数モード光ファイバに歪みが加わる場合や、実環境への敷設での接続点や曲げによって、光のモードがモード変換・結合される場合、出力されたモード毎のブリルアン利得スペクトルは重なるため、光のモードと音響波のモードで生じた複数のブリルアン利得を精確に測定することができなくなる。
Y. Weng, et al., Opt. Express., 23, No. 7, pp. 9024-9039 (2015) X. Zhou, et al., proc. of APOS 2016, Th4A.47 (2016).
　本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、光のモードと音響波のモードのブリルアン利得を利用したブリルアン光センシング技術において、モード変換・モード結合が生じた光ファイバのセンシングにおいても精確にブリルアン利得を測定する数モード光ファイバを用いた環境特性測定装置および環境特性測定方法を提供することである。
　上記の課題を解決するために、一実施形態に記載された発明は、複数のモードを多重する数モード光ファイバを測定光ファイバとして長さ方向に沿った環境特性を、ブリルアン時間領域解析法によりブリルアン周波数シフトを解析することにより測定する環境特性測定装置であって、所望のモードのプローブ光を前記測定光ファイバの遠端から入力する手段と、前記所望のモードの光パルスであって、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を高周波数側に有する光パルスを、前記プローブ光に対するポンプ光パルスとして前記測定光ファイバの近端から入力する手段と、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を低周波数側に有し、前記所望のモードとは異なる別モードで前記プローブ光に対するプローブ光となる第２のプローブ光を前記測定光ファイバの近端から入力する手段とを備えたことを特徴とする環境特性測定装置である。
　他の実施形態に記載された発明は、複数のモードを多重する数モード光ファイバを測定光ファイバとして長さ方向に沿った環境特性を、ブリルアン時間領域解析法によりブリルアン周波数シフトを解析することにより測定する環境特性測定方法であって、所望のモードのプローブ光を前記測定光ファイバの遠端から入力するステップと、前記所望のモードの光パルスであって、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を高周波数側に有する光パルスを、前記プローブ光に対するポンプ光パルスとして前記測定光ファイバの近端から入力するステップと、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を低周波数側に有し、前記所望のモードとは異なる別モードで前記プローブ光に対するプローブ光となる第２のプローブ光を前記測定光ファイバの近端から入力するステップとを備えたことを特徴とする環境特性測定方法である。
本実施形態の環境特性測定装置を示すブロック構成図である。 本実施形態の環境特性測定装置の一変形例を示すブロック構成図である。 本実施形態の環境特性測定装置の他の変形例を示すブロック構成図である。 本実施形態の環境特性測定方法で考えた光ファイバ伝送路モデルの一例を示す図である。 本実施形態の環境特性測定方法に係る測定点でのポンプ光パルスのＬＰ０１モードにおける振幅ａ０によるブリルアン利得スペクトルの観測例である。 本実施形態の環境特性測定方法に係る測定点でのポンプ光パルスのＬＰ１１モードにおける振幅ａ０によるブリルアン利得スペクトルの観測例である。 ２次プローブ光を用いた場合の発生する合成ブリルアン利得を説明する図である。（ａ）はポンプ光パルスとプローブ光によるブリルアン利得を示し、（ｂ）は（ａ）のブリルアン利得とプローブ光と２次プローブ光によるブリルアン利得との関係を示し、（ｃ）は（ｂ）の２種類のブリルアン利得を合成したものである。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
　複数のモードを多重する数モード光ファイバを測定光ファイバとして長さ方向に沿った環境特性を、ブリルアン時間領域解析法（ＢＯＴＤＡ）によりブリルアン周波数シフトを解析することにより測定する環境特性測定装置において、プローブ光と２次のプローブ光とによる２次のブリルアン音響波によるブリルアン利得により、所望のモードとは異なる別モードにより発生するブリルアン利得を抑圧することによって、モード変換・モード結合が生じた光ファイバのセンシングにおいても精確にブリルアン利得を測定することができる。環境特性とは、非特許文献１、２と同様に、光ファイバの長さ方向に沿って測定される、温度や歪みが挙げられる。
　本実施形態の環境特性測定装置は、さらに、ブリルアン時間領域解析法（ＢＯＴＤＡ）により解析する環境特性測定装置において、所望のモードのプローブ光を測定光ファイバの遠端から入力する手段と、所望のモードの光パルスであって、プローブ光に対して測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を高周波数側に有する光パルスを、プローブ光に対するポンプ光パルスとして測定光ファイバの近端から入力する手段と、所望のモードとは異なる別モードのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差をプローブ光に対して有し、別モードでプローブ光に対するプローブ光となる第２のプローブ光を測定光ファイバの近端から入力する手段とを備えている。
　本実施形態の環境特性測定装置によれば、数モードファイバを用いたブリルアン光ファイバセンシングにおいて、モード変換やモード結合の影響によりブリルアン利得スペクトルが重なる場合でも、ブリルアン利得スペクトルを正確に把握することが可能となる。
図１は、本実施形態に係る環境特性測定装置の一例を示すブロック構成図である。同図に示す環境特性測定装置は、光出力端に接続した被測定対象の光ファイバにおいて、ブリルアン利得スペクトルを分布的にかつ非破壊に評価することができるものである。本実施形態の環境特性測定装置では、図１に示すように、レーザ光発生手段１１は、出力が３分岐され、モード選択手段１２と、第１の光周波数制御手段１３と、第２の光周波数制御手段１４とにそれぞれ接続されている。モード選択手段１２は測定光ファイバＦの遠端に接続されている。第１の光周波数制御手段１３は、第１の光パルス化手段１５を介して、第２の光周波数制御手段１４は直接、モード選択・合波手段１７に接続されている。モード選択・合波手段１７は、さらに被定光ファイバＦの近端に接続されるとともに光フィルタ１８に接続されている。光フィルタ１８は、さらに光受信手段１９に接続されており、光受信手段１９には、測定系である、数値化処理手段２１および数値演算手段２２が順次接続されている。
　本実施形態の環境特性測定装置では、コヒーレントな光を発生させるレーザ光発生手段１１から出力された光が３分岐され、３分岐された出力のうち、分岐された光の１つ目は、モード選択手段１２に入力されて所望のモードが選択されて、測定光ファイバＦの遠端から入力されるプローブ光として用いられる。
　分岐された光の２つ目は、第１の光周波数制御手段１３によって測定光ファイバＦのブリルアン周波数シフトに相当する約１０～１１ＧＨｚ程度の周波数差を、高い周波数側に付与されたのちに光パルス化手段１５によってパルス化され、プローブ光との間でブリルアン増幅を生じさせるポンプ光パルスとして用いられる。
　分岐された光の３つ目は、第２の光周波数制御手段１４によって測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する約１０～１１ＧＨｚ程度の周波数差を、低い周波数側に付与されたのちにプローブ光との間でブリルアン損失を生じさせる２次プローブ光として用いられる。
　本実施形態の環境特性測定装置では、ポンプ光パルスとプローブ光間で発生させる周波数差の絶対値とプローブ光と２次プローブ光間で発生させる周波数差の絶対値は互いに等しく設定される。この場合、図１に示す第１の光周波数制御手段１３と第２の光周波数制御手段１４の構成は、図２に示す構成や図３に示す構成に代えることができる。ここで、図２の構成と図３の構成を説明する。
　図２の構成においては、第１の光周波数制御手段１３および第２の光周波数制御手段１４の代わりに、１台のダブルサイドバンド変調手段３１と、第１の光フィルタ手段３２および第２の光フィルタ手段３３とを用いることができる。たとえば強度変調器を正弦波変調して得られる２つのサイドバンドのうち、第１の光フィルタ手段３２および第２の光フィルタ手段３３で、周波数の高い側をポンプ光パルスとして選択し、周波数の低い側を２次プローブ光として選択することができる。この場合、変調器を駆動する正弦波変調器が１台となり、装置構成が簡易化できる。
　図３に示す構成においては、第１の光周波数制御手段１３と第２の光周波数制御手段１４の代わりに、１台のダブルサイドバンド変調手段３１と、反射型光フィルタ手段３４とを用いることができる。この場合、反射型光フィルタ手段３４の反射スペクトルとしては周波数が高い側を選択し、反射型光フィルタ手段３４の透過スペクトルとしては周波数が低い側の光を選択する。ここで、反射型光フィルタ手段３４の透過スペクトルと反射スペクトルの周波数の高い側と低い側の選択は、逆であってもよく、その場合、透過スペクトルは第１の光パルス化手段１５に接続し、反射スペクトルはモード選択・合波手段１７に接続すればよい。
　図１に戻って、ポンプ光パルス、２次プローブ光は図１のモード選択・合分波手段１７によって任意のモードが選択されて測定光ファイバＦの近端から入射される。プローブ光は図１のモード選択合波手段１２によって任意のモードが選択されて測定光ファイバＦの遠端から入射される。
　測定光ファイバＦの任意の位置において、プローブ光はポンプ光パルスと相互作用し、ブリルアン増幅され、再び図１のモード選択・合分波手段１７によって任意のモードが選択され、光フィルタ手段１８によってポンプ光パルスおよび２次プローブ光のレイリー散乱が除去されたのち、光受信手段１９にて電気信号に変換される。光受信手段１９にて受信された電気信号は適宜増幅された後に、数値化処理手段２１にて数値化され、数値演算手段２２を用いてポンプ光パルスと相互作用していないプローブ光強度との差分を、平均化処理を行うことによって、ブリルアン利得を演算する。
　図１から３における光周波数を制御する手段（１３、１４、３１、３２、３３、３４）にて、プローブ光とポンプ光パルスの間の周波数差を適宜変えて、ブリルアン利得を演算し、周波数毎のブリルアン利得（ブリルアン利得スペクトル）を取得することができる。
また、プローブ光と２次プローブ光間の周波数差を適宜変えて、プローブ光とポンプ光パルスの間と同様のブリルアン利得分布を得ることで、測定光ファイバＦのモード毎の誘導ブリルアン散乱スペクトルが重なっている場合でも、測定対象外のモードのブリルアンスペクトルを除去し、所望の測定光ファイバの任意の位置におけるブリルアン利得スペクトルを取得することができる。
　図１で示した本実施形態の環境特性測定装置の構成は一例であり、ブリルアン周波数シフトに相当する光周波数差をポンプ光パルスとプローブ光間、プローブ光と２次プローブ光間に与え、任意のモードを選択して励起してブリルアン利得強度の信号を時間領域で取り出すことのできる装置構成であれば、手段は問わない。
　次に、本実施形態の環境特定測定装置における測定方法の原理についてさらに詳細に説明する。
　ところで、ＦＭＦにおける誘導ブリルアン散乱現象を考えると、任意のモードにおけるブリルアン周波数シフトνｂは、下記式（１）で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）において、ｎｉは当該モードの実効屈折率、Ｖａは音響波の実効速度、λは真空中の波長である。
　式（１）によれば、ＦＭＦにおいては、伝搬するモードによりブリルアン周波数シフトが異なることを意味しており、得られる各モードにおける任意の位置でのブリルアンスペクトル情報が、モード毎に異なる周波数に対するピークを有する。本実施形態の環境特性測定析装置は、ブリルアンスペクトル情報が、モード毎に異なる周波数に対するピークを有することを利用するものであるといえる。
　簡単のために２つのモードで伝搬するＦＭＦを考えた場合、ポンプ光パルスと、プローブ光とが各々、ＬＰ０１およびＬＰ１１モードの双方で振幅を有する場合には、
　ν０１－０１（ＬＰ０１同士のポンプ、プローブ成分間の相互作用）
　ν０１－１１（ＬＰ０１のポンプ成分とＬＰ１１のプローブ成分間、およびＬＰ１１のポンプ成分とＬＰ０１のプローブ成分間の相互作用）
　ν１１－１１（ＬＰ１１同士のポンプ、プローブ成分間の相互作用）
の３つのスペクトルピークを有する。
　図４は、本実施形態の環境特性測定方法で考えた光ファイバ伝送路モデルの一例を示す図である。本実施形態の環境特性測定装置における測定方法の説明のため、図４に示すような光ファイバ伝送路モデルを考える。伝送路の全長をＬ、モード変換点の位置をｚとし、伝送路途中に結合行列がＭなるモード変換点が含まれているとする。今、簡単のためＬＰ０１のポンプ光パルス、プローブ光を測定光ファイバに入射した場合について考えると、測定点の位置におけるＬＰ０１、ＬＰ１１モードのポンプ光パルスのパワーをａ０、ａ１とし、入射プローブ光のパワーをＰｒとすると、測定点の位置におけるプローブ光のパワーｂ０、ｂ１は結合行列Ｍ（Ｌ－ｚ）によってモード変換を生じ、以下の式（２）で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、ｍｉｊ（Ｌ－ｚ）は結合行列Ｍ（Ｌ－ｚ）の要素である。測定点においてポンプ光パルスによりブリルアン増幅を受けたプローブ光は、さらに結合行列Ｍ（ｚ）によってモード変換を生じ、ＬＰ０１、ＬＰ１１モードとして近端に到着する。ａ０とｂ０の間の相互作用を考えると、近端でＬＰ０１モードで観測されるプローブ光強度は、モード変換点以外の損失を無視すると、式（２）を用いて、式（３）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、ｇ０１－０１（ν）は、ν０１－０１にピークを持つ利得プロファイルであり、ｍｉｊ（ｚ）は結合行列Ｍ（ｚ）の要素である。同様に、近端でＬＰ１１モードで観測されるプローブ光強度は、式（４）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　したがって、測定点におけるブリルアン利得の総和は、式（３）と（４）より、式（５）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　同様に、ａ０とｂ１の間の相互作用を考えると、近端でＬＰ０１モードで観測されるプローブ光強度は、式（６）となり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　近端でＬＰ１１モードで観測されるプローブ光強度は、式（７）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　となる。したがって、測定点におけるブリルアン利得の総和は、式（６）と（７）より、式（８）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　同様に、ａ１とｂ０の間の相互作用を考えると、近端でＬＰ０１モードで観測されるプローブ光強度は、式（９）となり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　近端でＬＰ１１モードで観測されるプローブ光強度は、式（１０）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　したがって、測定点におけるブリルアン利得の総和は、式（９）と（１０）より、式（１１）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　同様に、ａ１とｂ１の間の相互作用を考えると、近端でＬＰ０１モードで観測されるプローブ光強度は、式（１２）となり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　近端でＬＰ１１モードで観測されるプローブ光強度は、式（１３）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　したがって、測定点におけるブリルアン利得の総和は、式（１２）と（１３）より、式（１４）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　したがって、測定点におけるプローブ光のＬＰ０１モードが受けたブリルアン利得スペクトルは式（５）と式（１１）で示され、図５のようになる。また、測定点におけるプローブ光のＬＰ１１モードが受けたブリルアン利得スペクトルは式（８）と式（１４）で示され、図６のようになる。
　実際には、測定点において、プローブ光はｂ０、ｂ１双方の振幅を持つことになるため、測定を行うと図５と図６のスペクトルの和が得られることになる。前述のように、ν０１－０１、ν０１－１１、ν１１－１１という３つのスペクトルピークを持つこととなり、式（５）がν０１－０１にてピークを持つ利得プロファイル、式（１４）がν１１－１１にてピークを持つ利得スペクトルをそれぞれ示し、式（８）および式（１１）はν０１－１１にてピークを持つ利得スペクトルが周波数軸上で重なることを意味している。
　このν０１－０１、ν０１－１１、ν１１－１１の周波数の変化を測定することで、非特許文献２同様、温度変化量と歪み変化量をそれぞれ測定可能である。
　しかしながら、このままでは、これら周波数ピーク差は数ＭＨｚ～数十ＭＨｚと小さいため、ν０１－０１、ν０１－１１、ν１１－１１が同時に発生すると、数十ＭＨｚのブリルアン利得スペクトル幅の影響で、スペクトルピークは重なってしまう。
　本実施形態の環境特性測定装置における測定方法では、このスペクトルピークの重なりに対して、２次のプローブ光を用いて所望のブリルアン周波数ピークを選択する。所望のモード、ＬＰ０１を測定するために、ポンプ光パルス、プローブ光ともにＬＰ０１を入射する。
　図７は２次プローブ光を用いた場合に発生する合成ブリルアン利得を説明する図である。図７において、（ａ）はポンプ光パルスとプローブ光によるブリルアン利得を示し、（ｂ）は（ａ）のブリルアン利得とプローブ光と２次プローブ光によるブリルアン利得との関係を示し、（ｃ）は（ｂ）の２種類のブリルアン利得を合成したものである。図７（ａ）の所望のモード（ν０１－０１）、所望のモード以外（ν０１－１１）で発生したブリルアン利得スペクトルである。
　ここで、ＬＰ１１モードでは、図６に示したν０１－１１、ν１１－１１のスペクトルが発生するが、簡単のため、ＬＰ０１モードで発生したν０１－０１及びν１１－０１のスペクトルのみで考える。図７（ａ）のブリルアン利得に対して、２次プローブ光をν１１－０１のブリルアン利得が減少するように、ＬＰ１１の２次プローブ（図では破線で示す）を入射する。このとき、２次プローブ光とプローブ光の周波数差は、ポンプ光パルスとプローブ光の周波数差と同じで、光周波数が低い側に設定する。また、被測定ファイバは弱結合、つまりモード変換量は１より大きくならないことを前提とする。
　このとき、図７（ｂ）に示すように、ポンプ光パルス、プローブ光、２次プローブ光は、それぞれＬＰ０１、ＬＰ０１、ＬＰ１１が主要な光のモードであり、ファイバ全体で光強度が大きい。つまり、ファイバ全体で、ポンプ光パルスとプローブ光では、ν０１－０１が主要に発生し（実線）、ν１１－０１はν０１－０１よりは小さい。続いて、プローブ光と２次プローブ光では、ν０１－１１が主要に発生する（破線）。
　ここで、ポンプ光パルス／プローブ光間で発生したブリルアン利得は、ポンプ光パルスと同じ方向に進むブリルアン音響波（１次のブリルアン音響波）の影響で発生する。一方、プローブ光／２次プローブ光間で発生したブリルアン利得は、プローブ光がポンプ光パルスの役割をするため、プローブ光と同じ方向に進むブリルアン音響波（２次のブリルアン音響波）の影響で発生する。つまり、１次と２次のブリルアン音響波は反対方向に伝搬する。
　このとき、所望外のブリルアン利得ν１１－０１は、プローブ光／２次プローブ光の２次のブリルアン音響波によるブリルアン利得ν０１－１１で抑圧できる。これは、ν０１－１１とν１１－０１は、同じ周波数で発生することが関係している。つまり、逆方向に進み、同じ周波数で振動する１次と２次の音響波は抑圧しあうため（図７（ｂ））、２次プローブ光を所望のモード以外で入射することでν１１－０１のブリルアン利得は抑圧される。
　一方、所望のモードのブリルアン利得ν０１－０１は、ν０１－１１とは異なる周波数であるため、ν０１－０１を測定する場合は、ν０１－１１の２次ブリルアン音響波は強く励起されないため、ν０１－０１は少しか抑圧されない。
　結果として、図７（ｃ）のように、ν０１－０１のみが発生し、ν１１－０１は抑圧される。
　以上のように、モード結合がある光ファイバにおいて、所望のモードのみのブリルアン利得スペクトルを精確に得ることが可能である。
　本実施形態では２つのモードを有するモード多重伝送路を対象としたが、３以上のモード数の光ファイバでもよく、所望のモード以外にポンプ光パルスとプローブ光の周波数差と同じ周波数差に設定した２次プローブ光を入射することで、同様の手段でブリルアン利得スペクトルを把握することができる。
　Ｆ　　測定光ファイバ
　１１　レーザ光発生手段
　１２　モード選択手段
　１３　第１の光周波数制御手段
　１４　第２の光周波数制御手段
　１５　第１の光パルス化手段
　１７　モード選択・合波手段
　１８　光フィルタ
　１９　光受信手段
　２１　数値化処理手段
　２２　数値演算手段
　３１　ダブルサイドバンド変調手段
　３２　第１の光フィルタ手段
　３３　第２の光フィルタ手段
　３４　反射型光フィルタ手段

Claims (5)

  1. 　複数のモードを多重する数モード光ファイバを測定光ファイバとして長さ方向に沿った環境特性を、ブリルアン時間領域解析法によりブリルアン周波数シフトを解析することにより測定する環境特性測定装置であって、
    　所望のモードのプローブ光を前記測定光ファイバの遠端から入力する手段と、
    　前記所望のモードの光パルスであって、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を高周波数側に有する光パルスを、前記プローブ光に対するポンプ光パルスとして前記測定光ファイバの近端から入力する手段と、
    　前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を低周波数側に有し、前記所望のモードとは異なる別モードで前記プローブ光に対するプローブ光となる第２のプローブ光を前記測定光ファイバの近端から入力する手段とを備えたことを特徴とする環境特性測定装置。
  2. 　第１の光周波数制御手段と第２の光周波数制御手段とをさらに備え、
    　前記第１の光周波数制御手段は、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を前記光パルスに与えるように光周波数を制御し、
    　前記第２の光周波数制御手段は、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を前記第２のプローブ光に与えるように光周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載の環境特性測定装置。
  3. 　ダブルサイドバンド変調手段と、２つの光フィルタ手段とをさらに備え、
    　前記ダブルサイドバンド変調手段が２つのサイドバンドを生成し、前記２つの光フィルタ手段の一方が、前記２つのサイドバンドのうちの一方を選択することにより、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を前記光パルスに与えるように光周波数を制御し、前記２つの光フィルタ手段の他方が、前記２つのサイドバンドのうちの他方を選択することにより、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を前記第２のプローブ光に与えるように光周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載の環境特性測定装置。
  4. 　ダブルサイドバンド変調手段と、反射型光フィルタ手段とをさらに備え、
    　前記ダブルサイドバンド変調手段により２つのサイドバンドを生成し、前記反射型光フィルタ手段が、前記２つのサイドバンドのうちの一方を選択することにより、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を前記光パルスに与えるように光周波数を制御するとともに、前記２つのサイドバンドのうちの他方を選択することにより、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を前記第２のプローブ光に与えるように光周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載の環境特性測定装置。
  5. 　複数のモードを多重する数モード光ファイバを測定光ファイバとして長さ方向に沿った環境特性を、ブリルアン時間領域解析法によりブリルアン周波数シフトを解析することにより測定する環境特性測定方法であって、
    　所望のモードのプローブ光を前記測定光ファイバの遠端から入力するステップと、
    　前記所望のモードの光パルスであって、前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を高周波数側に有する光パルスを、前記プローブ光に対するポンプ光パルスとして前記測定光ファイバの近端から入力するステップと、
    　前記プローブ光に対して前記測定光ファイバのブリルアン周波数シフトに相当する周波数差を低周波数側に有し、前記所望のモードとは異なる別モードで前記プローブ光に対するプローブ光となる第２のプローブ光を前記測定光ファイバの近端から入力するステップとを備えたことを特徴とする環境特性測定方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114812633A (zh) * 2022-04-01 2022-07-29 北京邮电大学 宽谱接收的布里渊光时域反射计

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7059864B2 (ja) * 2018-08-09 2022-04-26 日本電信電話株式会社 光ファイバの損失測定装置および光ファイバの損失測定方法
JP7156386B2 (ja) * 2018-10-22 2022-10-19 日本電信電話株式会社 光パルス試験装置及び光パルス試験方法
JP7322960B2 (ja) * 2019-10-10 2023-08-08 日本電信電話株式会社 光ファイバ試験方法および光ファイバ試験装置
WO2022181373A1 (ja) * 2021-02-26 2022-09-01 国立大学法人東京農工大学 測定装置、測定装置の調整方法及び測定方法
CN113959376A (zh) * 2021-10-12 2022-01-21 桂林电子科技大学 一种基于少模光纤的表面粗糙度测量系统
US20230125375A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 Nec Laboratories America, Inc Few-mode rayleigh-based distributed fiber sensor for simultaneous temperature and strain sensing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015169525A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 日本電信電話株式会社 光ファイバの伝搬定数測定装置及び方法
US20160109222A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Nec Laboratories America, Inc. Hybrid raman and brillouin scattering in few-mode fibers
JP2017003338A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 日本電信電話株式会社 モード結合比率分布測定方法及びモード結合比率分布測定装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2571515C (en) * 2004-06-25 2010-10-26 Neubrex Co., Ltd. Distributed optical fiber sensor
EP2362190B1 (en) * 2008-11-27 2018-02-21 Neubrex Co., Ltd. Distributed optical fiber sensor
WO2012156978A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 Bar Ilan University Distributed sensing employing stimulated brillouin scattering in optical fibers
US8948550B2 (en) * 2012-02-21 2015-02-03 Corning Incorporated Sensing systems and few-mode optical fiber for use in such systems
IL254803B2 (en) * 2017-09-29 2023-09-01 Prisma Photonics Ltd Distributed amplification optimized for fiber sensing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015169525A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 日本電信電話株式会社 光ファイバの伝搬定数測定装置及び方法
US20160109222A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Nec Laboratories America, Inc. Hybrid raman and brillouin scattering in few-mode fibers
JP2017003338A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 日本電信電話株式会社 モード結合比率分布測定方法及びモード結合比率分布測定装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIM ET AL.: "Mapping of intermodal beat length distribution in an elliptical-core two-mode fiber based on Brillouin dynamic grating", OPTICS EXPRESS, vol. 22, no. 14, 2014, pages 17292 - 17302, XP055634183, DOI: 10.1364/OE.22.017292 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114812633A (zh) * 2022-04-01 2022-07-29 北京邮电大学 宽谱接收的布里渊光时域反射计

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