Fibe optic multipoint vibration sensor using Fabry-Perot interferometer consisting of Low-reflective Fiber Bragg Gratings

• Project/Area Number: 18K04190
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: Wada Atshushi 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (40434021)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 光ファイバ / 振動測定 / 干渉計 / フーリエ変換 / 波長掃引 / 半導体レーザ / 振動計測 / 多点計測 / センシング / 干渉計測 / 干渉計則 / 分布測定 / 振動センサ / ファイバ・ブラッグ・グレーティング

Outline of Final Research Achievements

Fiber Bragg grating (FBG) is a fiber optic type device that reflects a specific type of light. A Fabry-Perot interferometer consisting of a low reflectance FBG is introduced as the sensor element for vibration measurement, thereby relaxing the restrictions on the sensor installation position. The sensor is read out using a high-speed wavelength sweep obtained by modulating the current of alaser diode, resulting in a high-speed measurement.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のFBG多点センサ方式では、測定時間、測定可能な計測点数、計測部配置の自由度のいずれかに大きな制限が存在している。本手法を用いれば、計測部の配置の自由度を確保しつつ、一本のファイバ上に設置した多数の測定点における振動を同時に測定可能なFBG 多点振動センシングを実現可能である。

Research Products

• [Journal Article] Simultaneous multi-point measurement of strain and temperature utilizing Fabry-Perot interferometric sensors composed of low reflective fiber Bragg gratings in a polarization-maintaining fiber (2020)
  • Author(s): Bui Quoc Hung、Wada Atsushi、Fukushima Koken、Nakaya Koki、Soares Manuel Guterres、Tanaka Satoshi
  • Journal Title: Optics Express Volume: 28 Issue: 9 Pages: 13104-13104
  • DOI: 10.1364/oe.389844
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Partial scanning frequency division multiplexing for interrogation of low-reflective fiber Bragg grating-based sensor array (2018)
  • Author(s): Wada Atsushi、Tanaka Satoshi、Takahashi Nobuaki
  • Journal Title: Optical Review Volume: 25 Issue: 5 Pages: 615-624
  • DOI: 10.1007/s10043-018-0455-y
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 低反射率FBG-FPI多点振動センサにおける時間遅延の補正 (2022)
  • Author(s): 和田 篤, 岡野 真人, 田中 哲
  • Organizer: 2022年春季第69回応用物理学会
• [Presentation] 正弦波で電流変調した半導体レーザを読み出し光源に用いる低反射率 FBG-FPI 多点振動センシング (2021)
  • Author(s): 和田 篤, 仲矢 光希, 福嶋 匡謙, 田中 哲
  • Organizer: 第65回光波センシング技術研究会
• [Presentation] 反射率FBG-FPIによる多点振動センシング ～ 測定速度向上の検討 ～ (2021)
  • Author(s): 和田 篤，仲矢 光希，福嶋 匡謙，田中 哲
  • Organizer: 光ファイバ技術研究会
• [Presentation] 電流変調半導体レーザを用いた低反射率FBG-FPI多点振動センシングにおける変調波形の検討 (2020)
  • Author(s): 仲矢 光希, 福嶋 匡謙, マヌエル グテレス ソアレス, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 2020年秋季第81回応用物理学会
• [Presentation] 仲矢 光希, 福嶋 匡謙, マヌエル グテレス ソアレス, 和田 篤, 田中 哲 (2020)
  • Author(s): 三角波を変調波形に用いた電流変調半導体レーザによる低反射率FBG-FPI多点振動センシングの試み
  • Organizer: 2020年度第3回光ファイバ応用技術研究会
• [Presentation] 電流変調半導体レーザを読み取りに用いた低反射率FBG-FPI多点振動センサの試み (2020)
  • Author(s): 仲矢 光希, ブイ クォック ハン, 福嶋 匡謙, マヌエル グテレス ソアレス, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 2020年第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 低反射率偏波保持型ファイバブラッググレーティングで構成したファブリ・ペロー干渉計による温度とひずみの同時測定 (2019)
  • Author(s): ブイ クォック ハン, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 第44回光学シンポジウム
• [Presentation] 低反射率偏波保持ファイバブラッググレーティングで構成したファブリ・ペロー干渉計センサによる温度とひずみの多点同時測定 (2019)
  • Author(s): ブイ クォック ハン, 和田 篤, 仲矢 光希, 田中 哲
  • Organizer: 2019年秋季第80回応用物理学会学術講演会
• [Presentation] 電流変調半導体レーザを読み取りに用いた低反射率FBG-FPIひずみセンサの測定分解能の評価 (2019)
  • Author(s): 仲矢 光希, ブイ クォック ハン, 福嶋 匡謙, マヌエル グテレス ソアレス, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 2019年秋季第80回応用物理学会学術講演会
• [Presentation] 低反射率光ファイバ・ブラッグ・グレーティングで構成したファブリ・ペロー干渉計による多点固体振動計測 (2019)
  • Author(s): 和田 篤, ブイ クォック ハン, 仲矢 光希, 田中 哲
  • Organizer: 2019年度第6回光ファイバ応用技術研究会,
• [Presentation] Simultaneous multipoint sensing of strain and temperature using Fabry-Perot interferometers consisting of low reflective FBGs written in polarization maintaining fiber (2019)
  • Author(s): Bui Quoc Hung, Atsushi Wada, Koken Fukushima, Koki Nakaya, Manuel Guterres Soares, Satoshi Tanaka
  • Organizer: 8th Asia Pacific Optical Sensors Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 低反射率FBG-FPIを用いたひずみセンサの測定分解能の評価 (2018)
  • Author(s): ブイ クォック ハン, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 2018年秋季第79回応用物理学会学術講演会
• [Presentation] 低反射率偏波保持型ファイバブラッググレーティングで構成したファブリ・ペロー干渉計を用いた多点ひずみセンシング (2018)
  • Author(s): ブイ クォック ハン, 和田 篤, 田中 哲. 竹山 隼人, 福嶋 匡謙
  • Organizer: 2018年日本光学会年次学術講演会
• [Presentation] 偏波保持ファイバに書き込まれた低反射率ファイバブラッググレーティングを用いたファブリ・ペロー干渉計型ひずみセンサ (2018)
  • Author(s): ブイ クォック ハン, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 第3回フォトニクス研究会
• [Presentation] 低反射率偏波保持型ファイバブラッググレーティングで構成したファブリ・ペロー干渉計の温度依存性測定 (2018)
  • Author(s): ブイ クォック ハン, 和田 篤, 田中 哲
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会