Multi-point and high-speed optical fiber sensor measurement system improving limit of wavelength division multiplexing

• Project/Area Number: 24K17288
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 山口 達也 日本大学, 理工学部, 助教 (90822205)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 光ファイバセンサ / ファイバブラッググレーティング / 波長掃引レーザ / 機械学習 / ディープラーニング

Outline of Research at the Start

光ファイバセンサは防爆性や耐腐食性に優れるとともに、耐熱温度が約－270~1000℃に上るため、高い環境適応能力を有しており、社会インフラから極限環境下に至るまで応用が拡大している。申請者は光ファイバセンサの多点化の限界に挑戦するため、波長分割多重の限界を機械学習で克服する方法を開発した。この方法は高波長分解能かつ低コストを達成でき、多点化性能を数倍に向上できる利点を備えるが、計測速度の高速化が課題として残されていた。そこで本研究では、高速波長掃引レーザと機械学習を組み合わせた計測システムを開発し、機械学習を用いる方法において世界最速の測定レートに挑戦する。