Distributed strain sensing with high spatial resolution using sub-THz Brillouin optical beat along with a photoreceiver system based on two-photon absorption process

• Project/Area Number: 24K00894
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 田中 洋介 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283343)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塩田 達俊 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2024: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
• Keywords: 光ファイバ分布計測 / 二光子吸収応答 / 光ファイバセンサ

Outline of Research at the Start

光ファイバに沿って連続的に歪みを計測できる分布型ブリルアン歪み計測は、構造物の健全性診断等に使用可能な技術で、1 kmの範囲に分布する歪みを空間分解能1～2 mで計測できる。しかし、より高空間分解能を目指すと、計測距離、歪み計測精度、時間分解能等との両立が困難になる。本研究では、この問題を解決するため、ブリルアン散乱光のサブTHzビート光信号を生成し、受光素子の二光子吸収応答によるシンプルな強度相関計測を行うことにより新たな分布型ブリルアン歪み計測手法を提案する。まず、計測範囲1 kmのまま、従来法を超える空間分解能達成を目指す。さらに、提案手法の光ファイバ形状計測とその応用可能性を示す。