光ファイバ遅延時間高速走査法による低コヒーレンス干渉計測の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450027
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 芳野 俊彦 群馬大学, 工学部, 教授 (90013169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SINHA Pranay 群馬大学, 工学部, 助手 (60272259) ; 高橋 佳孝 群馬大学, 工学部, 助手 (30216767)
• Keywords: 光計測 / 光ファイバ / 音響光学効果 / 低コヒーレンス光干渉計測 / 光ファイバ歪みセンサ / 光ファイバ温度センサ

Research Abstract

低コヒーレンス光を用いる干渉計測法(LGI)は、レーザ干渉法では困難な光路差を絶対計測や位置のコード化による分布計測が可能であり、強い関心を集めているが、本研究では光ファイバを同一方向に進行する2つのモード間の音響光学結合と光ファイバのモード分散を利用してLCIにおける遅延時間走査を行う超音波駆動の光ファイバ遅延時間走査方式(FTDS)を開発した。これは2モードファイバを受信干渉計の2つのアームとし、PZTにより超音波パルスを照射すると超音波パルスは等速移動ビームスプリッターとして働くので光路差の走査が高速で行われることを利用している。
1.全ファイバ音響光学遅延時間スキャナー(FTDS)の開発
単一モードファイバピグテ-ルSLD光を、ファイバ偏光子を通し、ファイバ偏光コントローラで、2モードHiBiファイバの一偏光基本モードLP_<01>(x)を励起し、LP^<even>_<11>(x)へのモード変換を起こさせることができることを確認した。次にコーティングを一部除去し軽く引っ張りを加え緊張状態にした50cm程度の2モードファイバの側面からPZTディスクに装着した円錐振動子を精密に位置制御して接触させ、電気短パルスをミックスした正弦波駆動信号を印可することによって励振超音波パルスを周期的に発生させられることができ、この超音波パルスにより2モードファイバ中で光路差の走査が高速で行われることを確認し、FTDSの基本動作を実現することができた。
2.信号処理システムの研究
計測の実時間性、単純性を重視し、ロ-パスフィルタ、微分回路、飽和増幅回路を構成要素とする高速アナログ信号処理電子回路を作成した。この回路により干渉出力信号のフリンジ位置を測定することが可能となった。
3.干渉計実験
作成したFTDSを用いファイバ歪みセンサや歪み/温度の同時測定等の干渉計実験を行い基礎的知見を得た。

Research Products

• [Publications] P.G.Sinha and T.Yoshino: "Absolute Measurement by an Acoustooptically scanned Fiber Interferometry:Application to Strain Measurement" Tech.Dig.CLEO/Pacific Eim'97,Makuhari,Japan. 256- (1997)
• [Publications] P.G.Sinha and T.Yoshino: "Absolute Strain Demodulation with Acoustooptic Scanning Low-Coherence Fiber Interferometry" IEEE Photon.Technol.Lett.9. 1137-1139 (1997)