特許 7599468 ハイブリッド分散光ファイバセンシングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】ハイブリッド分散光ファイバセンシングシステム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/353 20060101AFI20241206BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

G01D5/353 B

G01B11/00 A

【請求項の数】 6

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022193657

(22)【出願日】2022-12-02

(65)【公開番号】P2024080455

(43)【公開日】2024-06-13

【審査請求日】2023-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１９５，Ｓｅｃ．４，ＣｈｕｎｇＨｓｉｎｇＲｄ．，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ ３１０４０

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】リャウ シェンケイ

(72)【発明者】

【氏名】リ イェンチン

(72)【発明者】

【氏名】チェン ゲンイン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ヤメイ

(72)【発明者】

【氏名】リ ボヘン

(72)【発明者】

【氏名】リャオ チウェン

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１５５４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１６１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１６５８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－８０６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７６０７１３５（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６４４１４４７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／３５３

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｍ １１／００－１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブリルアン光時間領域解析法（Brillouin Optical Time Domain Analysis）および位相敏感光時間領域反射率計（Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometry）に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムであって、
少なくとも、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラおよび第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラに接続された、カプラに接続された狭線幅ファイバレーザを含み、
電気光学変調器が信号発生器を介して接続され、前記第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラが前記電気光学変調器に接続され、前記電気光学変調器はさらに第１可変光減衰器、光アイソレータ、スイッチおよび被試験ファイバに接続され、
前記第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラは、音響光学変調器、第１エルビウムドープファイバ増幅器、第２可変光減衰器、光サーキュレーター、第２エルビウムドープファイバ増幅器、チューナブルフィルタ、光検出器、ＤＣブロック、およびデジタル蛍光体オシロスコープを接続するように構成され、
音響光学変調器は、ドライバおよびパルス発生器に接続される、ハイブリッド分散光ファイバセンシングシステム。

【請求項2】

前記第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ及び前記第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラは、出力パワーを最大にするように光偏光状態を調整可能である、請求項１に記載の光ファイバセンシングシステム。

【請求項3】

前記音響光学変調器は、プローブ光を生成するために必要な正弦波信号をロードするために、前記ドライバに接続され、前記パルス発生器に接続される、請求項１に記載の光ファイバセンシングシステム。

【請求項4】

ブリルアン光時間領域解析法（Brillouin Optical Time Domain Analysis）および位相敏感光時間領域反射率計（Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometry）に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムであって、
少なくとも、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラおよび第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラに接続された、カプラに接続された狭線幅ファイバレーザを含み、
電気光学変調器が信号発生器を介して接続され、前記第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラが前記電気光学変調器に接続され、前記電気光学変調器は第１可変光減衰器、光アイソレータ、スイッチおよび被試験ファイバに接続され、
第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラは、音響光学変調器、第１エルビウムドープファイバ増幅器、第２可変光減衰器、光サーキュレーター、第２エルビウムドープファイバ増幅器、第２カプラ、第１チューナブルフィルタ、および第２チューナブルフィルタを接続するように構成され、
第１チューナブルフィルタは、第１光検出器およびデジタル蛍光オシロスコープに接続され、
第２チューナブルフィルタは、第２光検出器および前記デジタル蛍光オシロスコープに接続され、
前記音響光学変調器は、ドライバおよびパルス発生器に接続される、ハイブリッド分散光ファイバセンシングシステム。

【請求項5】

前記第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ及び前記第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラは、出力パワーを最大にするように光偏光状態を調整可能である、請求項４に記載の光ファイバセンシングシステム。

【請求項6】

前記音響光学変調器は、プローブ光を生成するために必要な正弦波信号をロードするために、前記ドライバに接続され、前記パルス発生器に接続される、請求項４に記載の光ファイバセンシングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は光ファイバセンシングシステムに関し、特に、ブリルアン光時間領域解析法（Brillouin Optical Time Domain Analysis）と位相敏感光時間領域反射率計（Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometry）に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の測定技術の分野では、測定が必要な場合、ある長さを測定する必要があり、光ファイバセンシングを単独で測定に用いた場合、長さごとに温度変化または地形が異なるため、正確な位置を測定することが困難であり、悪影響が温度によって引き起こされるのか、または他の応力などの他の要因によって引き起こされるのかを判断することが困難である。

【0003】

図１は従来技術のブリルアン光時間領域解析法および測定システムを示し、これは、例えば、以下の要素を含む。最初に、システム光源１００１はレーザ光源であり、次いで、カプラ１００２がポンプ光源およびプローブ光源に分割し、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ１００３および第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ１００４が出力パワーを最大にするように光偏光状態を調整する。

【0004】

また、図１に示されるように、信号発生器１００５を使用して連続波信号を生成し、被試験ファイバのブリルアン周波数をセンシングし、第１電気光学変調器１００６および第２電気光学変調器１００７を使用して電気信号を光信号に変換し、パルスパターン発生器１００８および任意波形発生器１００９を使用して、システムによって必要とされるパルス波信号を生成する。

【0005】

また、図１に示すように、アイソレータ１０１４には可変光減衰器１０１０が接続され、可変光減衰器１０１０は光パワーを調整し、アイソレータ１０１４は、当該光路が被試験ファイバ１０１５に一方向のみにおいて接続されるように制限する。変調器バイアスコントローラ１０１１は、安定したパルス波信号出力を生成するようにバイアス電圧を自動的に調整することができ、変調器バイアスコントローラ１０１１は、コンピュータ１０１２に接続される。

【0006】

また、図１に示されるように、コンピュータ１０１２はデジタル蛍光オシロスコープ１０１３に電気的に接続され、変調器バイアスコントローラ１０１１は第１エルビウムドープファイバ増幅器１０１６に接続され、第１エルビウムドープファイバ増幅器１０１６は偏光スクランブラ１０１７に接続される。偏光スクランブラ１０１７は、偏光ノイズを抑制することができる。

【0007】

また、図１に示すように、偏光スクランブラ１０１７は可変光減衰器１０１８に接続され、可変光減衰器１０１８は光サーキュレーター１０１９および第２エルビウムドープファイバ増幅器１０２０に接続され、第２エルビウムドープファイバ増幅器１０２０は、チューナブルフィルタ１０２１を使用して必要なブリルアン散乱光帯域をフィルタリングするためのチューナブルフィルタ１０２１に接続される。

【0008】

最後に、図１に示すように、チューナブルフィルタ１０２１は光検出器１０２２に接続され、光検出器１０２２はＤＣブロック１０２３に接続される。

【0009】

光ファイバセンシング技術などの従来の既知の技術は、数キロメートルから数十キロメートルに及ぶ任意の測定対象領域におけるセンシング測定として使用することができ、センシング範囲はかなり広いが、センシングヘッドが多いほど、センシングコストが高くなり、光源の光エネルギー挿入損失が生じやすい。一方、ポイントバイポイントの光ファイバセンシングでは、短距離で正確な精度を有し、外乱の正しい位置を判断することができるが、長距離測定に使用すると、被試験ファイバが分断点を有しやすく、プローブ光とポンプレーザとが通信できない場合にシステムが検出できなくなる。すなわち、従来技術のブリルアン光学時間領域分析測定システムは、長距離測定に使用することができない。

【0010】

上記から分かるように、既存の従来技術の分散型光ファイバセンシングおよびポイントバイポイントの光ファイバセンシングは依然として改善を必要とし、さらなる見直しが必要であり、実現可能な解決策が求められ、したがって、新しいタイプの光ファイバのための測定システムに関する研究および進歩が、実際に実行するために必要である。さらに、光ファイバ測定システムの更新および商品化が依然として必要である。

【発明の概要】

【0011】

本開示のブリルアン光時間領域解析法と位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムはブリルアン散乱およびブリルアン周波数シフトを使用してセンシングを行い、それによって、任意の位置で被試験物体の温度を測定する。

【0012】

本開示の第１実施形態のブリルアン光時間領域解析法と位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムは以下の要素を含む。第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラおよび第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラに接続された、カプラに接続された狭線幅ファイバレーザ、電気光学変調器が信号発生器を介して接続され、前記第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラが前記電気光学変調器に接続され、前記電気光学変調器はさらに第１可変光減衰器、アイソレータ、スイッチおよび被試験ファイバに接続され、前記第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラは、音響光学変調器に接続され、第１エルビウムドープファイバ増幅器、第２可変光減衰器、光サーキュレーター、第２エルビウムドープファイバ増幅器、チューナブルフィルタ、光検出器、ＤＣブロック、およびデジタル蛍光体オシロスコープに順次接続されるように構成され、音響光学変調器は、ドライバおよびパルス発生器に接続される。

【0013】

本開示の第２実施形態のブリルアン光時間領域解析法と位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムは以下の要素を含む。カプラに接続された狭線幅ファイバレーザ、第１カプラはポンプ光源およびプローブ光源を分割し、第１カプラは第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラおよび第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラに接続され、信号発生器を介して電気光学変調器に接続され、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラは電気光学変調器に接続され、電気光学変調器は、第１可変光減衰器、アイソレータ、スイッチ、および被試験ファイバに順次接続され、第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラは音響光学変調器に接続されるように構成され、第１エルビウムドープファイバ増幅器、第２可変光減衰器、光サーキュレーター、第２エルビウムドープファイバ増幅器、第２カプラ、および第１チューナブルに順次接続され、第１チューナブルフィルタは第１光検出器に接続され、最終的にデジタル蛍光体オシロスコープに接続され、第２チューナブルフィルタは第２光検出器に接続され、最終的にデジタル蛍光体オシロスコープに接続され、音響光学変調器はドライバに接続され、パルス発生器に接続される。

【0014】

本開示の上述の特徴をより透明かつ理解可能にするために、以下の実施例を詳細に示す。以下、添付図面を詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

本開示の前述および多くの他の利点は、以下の図面の好ましい実施形態の詳細な説明においてより明確に提示されるのであろう。

【図1】図１は、従来技術のブリルアン光時間領域解析法および測定システムを示す。

【図2】図２は、本開示の第１実施形態のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を示す。

【図3】図３は、本開示の第２実施形態のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

様々な態様および実施形態は例示的かつ非限定的なものにすぎないので、本明細書を読んだ後、当業者は本開示の範囲から逸脱することなく、他の態様および実施形態も有することができる。以下の詳細な説明および特許請求される範囲によれば、これらの実施形態の特徴および利点は、より明白になるのであろう。

【0017】

本開示のブリルアンブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムは、任意の位置における被試験物体の温度を測定するために、ブリルアン散乱およびブリルアン周波数シフトを使用する。

【0018】

まず、図２に示される本開示の第１実施形態２００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を参照されたい。これは、示されるように、第１に、狭線幅ファイバレーザ（ＮＬＦＬ）２００１がレーザ光源を提供し、狭線幅ファイバレーザ２００１がカプラ（カプラ）２００２に接続され、カプラ２００２がポンプ光源（ポンプ光）とプローブ光源とを分割する。カプラ２００２は第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ（ＰＣ）２００３に接続され、同時に、第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ（ＰＣ）２００４に接続され、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ２００３および第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ２００４は、出力パワーを最大にするように光偏光状態を調整することができる。

【0019】

図２に示される本開示の第１実施形態２００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を続けると、信号発生器（ＳＧ）２００５が電気光学変調器（ＥＯＭ）２００６に接続され、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ２００３が電気光学変調器（ＥＯＭ）２００６に接続され、連続波信号を生成する。続いて、被試験ファイバのブリルアン周波数を検出することができる。次いで、電気光学変調器（ＥＯＭ）２００６は、第１可変光減衰器（ＶＯＡ）２００７、アイソレータ（ＩＳＯ）２００８、スイッチ２００９、および被試験ファイバ（ＦＵＴ）２０１０に順次接続される。

【0020】

図２に示される本開示の第１実施形態２００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を続けると、第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ２００４は、音響光学変調器（ＡＯＭ）２０１１、第１エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）２０１２、第２可変光減衰器（ＶＯＡ）２０１３、光サーキュレーター（ＯＣ）２０１４、第２エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）２０１７、チューナブルフィルタ２０１８、光検出器（ＰＤ）２０１９、直流（ＤＣ）ブロック２０２０、およびデジタル蛍光オシロスコープ（ＤＰＯ）２０２１に順次接続される。

【0021】

図２に示される本開示の第１実施形態２００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を続けると、音響光学変調器（ＡＯＭ）２０１１はプローブ光を生成するために必要な正弦波信号をロードするために、ドライバ２０１５およびパルス発生器（ＰＧ）２０１６に順次接続される。コンピュータ２０２２は、ドライバ２０１５およびチューナブルフィルタ２０１８との信号伝送を行う。

【0022】

加えて、図３に示される本開示の第２実施形態３００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を参照されたい。これは、示されるように、以下の要素を含む。第１に、狭線幅ファイバレーザ３００１がレーザ光源を提供し、狭線幅ファイバレーザ３００１がカプラ３００２に接続され、第１カプラ３００２がポンプ光源およびプローブ光源を分割し、第１カプラ３００２が第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ３００３に接続され、同時に第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ３００４に接続され、第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ３００３および第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ３００４が電気光学変調器３００６および音響光学変調器３０１１への入力パワーを最大にするように光偏光状態を調整し得る。

【0023】

図３に示される本開示の第２実施形態３００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を続けると、信号発生器３００５が電気光学変調器３００６に接続され、被試験ファイバのブリルアン周波数のその後のセンシングのための連続波信号を生成するために第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ３００３が電気光学変調器３００６に接続される。次いで、電気光学変調器３００６は、第１可変光減衰器３００７、アイソレータ３００８、スイッチ３００９、および被試験ファイバ３０１０に順次接続される。

【0024】

図３に示される本開示の第２実施形態３００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を続けると、第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ３００４は、音響光学変調器３０１１、第１エルビウムドープファイバ増幅器３０１２、第２可変光減衰器３０１３、光サーキュレーター３０１４、第２エルビウムドープファイバ増幅器３０１７、および第２カプラ３０１８に順次接続され、次いで、第１チューナブルフィルタ３０１９および第２チューナブルフィルタ３０２０に同時に接続され、第１チューナブルフィルタ３０１９は第１光検出器３０２１、および最終的にデジタル蛍光オシロスコープ３０２３に接続される。第２チューナブルフィルタ３０２０は、第２光検出器３０２２に接続され、最終的にデジタル蛍光体オシロスコープ３０２３に接続される。

【0025】

図３に示される本開示の第２実施形態３００のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの概略図を続けると、音響光学変調器３０１１は、ドライバ３０１５に接続され、次いでパルス発生器３０１６に接続され、それによって、プローブ光を生成するために必要な正弦波信号をロードする。コンピュータ３０２４は、ドライバ３０１５から音響光学変調器３０１１に送信される信号を制御する。

【0026】

本開示のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムは、電気光学変調器３００６の効果を有することができる。電気光学変調器３００６は良好な光波周波数シフト効果を有するので、本開示は２つの光波の周波数差をブリルアンゲイン（利得）を介してフィッティングすることを必要とし、したがって、光波周波数シフト効果の特性は、電気光学変調器３００６を使用してレーザキャリアの光路変調を実行することによって実現され得る。このとき、パルス波形発生器３０１６で所望のパルスを発生させ、ドライバ３０１５を介して音響光学変調器３０１１にパルスを送ることができる。パルスはポンプレーザの１つの経路に供給され、次いで、第１エルビウムドープファイバ増幅器３０１２を通過し、ポンプレーザとプローブ光との間のパワー比を調整するために光減衰器３０１３を通過し、制限されるようにアイソレータを通過し、非試験領域に伝送されることを防止する。さらに、プローブ光としてのポンプレーザ３００１の他の経路は、正弦波信号発生器３００５からの必要な正弦波信号がロードされた電気光学変調器３００６を通過することができる。

【0027】

本開示のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムは、各チャネルの下のブリルアン散乱光およびレイリー散乱光の光信号雑音比（ＯＳＮＲ）、ならびにフィルタチャネルを調整することによるブリルアン散乱光の利得を観測することができる。加えて、入射ポンプパワーおよびプローブ光パワーの両方がより良好であるので、２つの間の相互作用を可能にすることによって、ブリルアン散乱光の利得が増加し、信号対雑音比が増加し得る。したがって、プローブ光パワーを変化させる際には、表１に示すように、電気信号のパルスの振幅にも同時に注意を払う必要がある。本開示は、ポンプ光パワーの固定を提案する。ブリルアン散乱光の利得は、プローブ光パワーの変化と共に観測され、それによってセンシング距離を改善することができる。以下の表１は、実験データを示す。

【0028】

表１：プローブ光の調整

【表1】

【0029】

本開示のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの基本動作原理のために、スイッチ３００９が開回路として設定されるとき、それはブリルアン光時間領域分析の枠組みである。このフレームワークは、シングルモードファイバ１０３内の電歪効果を有する励起ブリルアン散乱を使用する。すなわち、ポンプ光と後方ブリルアン散乱光との間の干渉は、ビート周波数電場を推定する。ブリルアン散乱光のパワーがより小さいとき、後方入射連続プローブ光はポンプ光と相互作用するように通過することができ、それによって、プローブ光およびポンプ光の両方が特定の周波数および偏光を維持することを保証し、プローブ光およびポンプ光が互いに遭遇するとき、励起されたブリルアン散乱が生成され、エネルギー伝達が実行される。光信号は第１光検出器３０２１を介して受信され、信号はオシロスコープ３０２３を介して観察される。スイッチ３００９が短絡されると、ＢＯＴＤＡのプローブ光路が遮断され、この枠組みは、位相感応光時間領域反射測定の枠組みである。狭線幅ファイバレーザ３００１を光源として用いて、音響光学変調器３０１１に入ることによって、実験に必要なパルス波信号がロードされる。変調された信号はかなりの電力損失を有するので、光信号は第１エルビウムドープファイバ増幅器３０１２を介して初めて増幅される。位相感応光時間領域反射測定のプローブ原理はレイリー後方散乱を使用し、レイリー散乱光は、入射光および散乱光をコヒーレントにするための光の弾性衝突である。散乱光は、信号処理のために受信される。入射光が被試験ファイバ３０１０に入射するとき、過剰なパワーは励起されたブリルアン散乱光効果および他の不必要な非線形効果につながり、散乱信号の処理が困難になり、システムのＳＮＲが低減される。したがって、光減衰器は入射光のパワーを調整することができ、入射光の品質は、光スペクトルアナライザによって観察することができる。光が被試験ファイバ３０１０に入射した後、レイリー後方散乱光は、光サーキュレーター３０１４のポート３から出力され、光スペクトルアナライザがブリルアン散乱光を観測しなかった後、第２エルビウムドープファイバ増幅器３０１７に入射する。第２増幅は、長距離伝送後に損失を有する光信号に対して実行される。しかしながら、光信号は、光増幅器３０１７によって増幅されるので、光信号は広スペクトル光源を含み、チューナブル光学フィルタ３０２０によって、必要なレイリー散乱光にフィルタリングされる。最後に、第２光検出器３０２２によって受信され、デジタル蛍光体オシロスコープ３０２３は最終的な信号処理のために信号を抽出するために使用される。

【0030】

上記の実施形態のブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステムの利点は、従来の検出技術とは異なる。光ファイバセンシング技術は正確な位置を測定することが容易であり、他の因子の影響を回避することができる測定のために単独で使用することができる。また、光ファイバセンシング技術により、上記実施形態はセンシング計測として数キロメートル～数十キロメートルの任意の間隔に拡張することができ、センシング範囲が広い。また、上記実施形態によれば、センシングコストの低減を図ることができ、光源の光エネルギー挿入損失を低減することができる。上記の実施形態の光ファイバ検知システムは長距離にわたって合理的に正確な精度を有し、外乱の正確な位置を決定することもできる。

【0031】

上記実施形態の利点の１つは、光ファイバ自体のブリルアン周波数の増加及び減少を使用することである。この現象は、光ファイバの直径の変化および光ファイバの密度の変化によって引き起こされる。上記の説明は本開示の好ましい実施形態にすぎず、本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、本開示に開示される趣旨から逸脱しない他のすべての同等の変更または修正は以下の特許請求の範囲に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0032】

１０１：分散光ファイバセンシングシステム
１０２：分散シフトファイバ
１０３：シングルモードファイバ
１００１：システム光源
１００２：カプラ
１００３：全ファイバコンポーネント偏光コントローラ
１００４：全ファイバコンポーネント偏光コントローラ
１００５：信号発生器
１００６：第１電気光学変調器
１００７：第２電気光学変調器
１００８：パルスパターン発生器
１００９：任意波形発生器
１０１０：可変光減衰器
１０１１：変調器バイアスコントローラ
１０１２：コンピュータ
１０１３：デジタル蛍光体オシロスコープ
１０１４：アイソレータ
１０１５：被試験ファイバ
１０１６：第１エルビウムドープファイバ増幅器
１０１７：偏光スクランブラ
１０１８：可変光減衰器
１０１９：光サーキュレーター
１０２０：第２エルビウムドープファイバ増幅器
１０２１：波長可変フィルタ（チューナブルフィルタ）
１０２２：光検出器
１０２３：ＤＣブロック
２００：ブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散光ファイバセンシングシステム
２００１：狭線幅ファイバレーザ
２００２：カプラ
２００３：第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ
２００４：第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ
２００５：信号発生器
２００６：電気光学変調器
２００７：第１可変光減衰器
２００８：アイソレータ
２００９：スイッチ
２０１０：被試験ファイバ
２０１１：音響光学変調器
２０１２：第１エルビウムドープファイバ増幅器
２０１３：第２可変光減衰器
２０１４：光サーキュレーター
２０１５：ドライバ
２０１６：パルス発生器
２０１７：第２エルビウムドープファイバ増幅器
２０１８：チューナブルフィルタ
２０１９：光検出器
２０２０：ＤＣブロック
２０２１：デジタル蛍光オシロスコープ
２０２２：コンピュータ
３００：ブリルアン光時間領域解析法および位相敏感光時間領域反射率計に基づくハイブリッド分散型光ファイバセンシングシステム
３００１：狭線幅ファイバレーザ
３００２：カプラ
３００３：第１全ファイバコンポーネント偏光コントローラ
３００４：第２全ファイバコンポーネント偏光コントローラ
３００５：信号発生器
３００６：電気光学変調器
３００７：第１可変光減衰器
３００８：アイソレータ
３００９：スイッチ
３０１０：被試験ファイバ
３０１１：音響光学変調器
３０１２：第１エルビウムドープファイバ増幅器
３０１３：第２可変光減衰器
３０１４：光サーキュレーター
３０１５：ドライバ
３０１６：パルス発生器
３０１７：第２エルビウムドープファイバ増幅器
３０１８：第２カプラ
３０１９：第１チューナブルフィルタ
３０２０：第２チューナブルフィルタ
３０２１：第１光検出器
３０２２：第２光検出器
３０２３：デジタル蛍光体オシロスコープ
３０２４：コンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】