新しいファイバ・ブリュアン散乱センシングに関する協力研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11695039
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 芳野 俊彦 群馬大学, 工学部, 教授 (90013169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横田 正幸 群馬大学, 工学部, 助手 (80323335) ; 高橋 佳孝 群馬大学, 工学部, 助教授 (30216767)
• Keywords: 光ファイバ / 分布センサ / ファイバ干渉計 / 温度測定 / 歪測定 / ブリュアン散乱

Research Abstract

本年度は、後方散乱から、強度が強くまた干渉ノイズの主な原因となるレイリー散乱を除去し、温度と歪みの情報を含む極めて弱いブリュアン散乱を検出するために、1:1ファイバカプラとファイバアイソレータでダブルパス全ファイバマッハツェンダ干渉計を作成した。PZTの印加電圧を制御することにより、干渉計の伝送特性を調整することでレイリーとブリュアン散乱を分離する実験を行った。1.5μm帯波長可変LDと光ファイバアンプ、広帯域スペクトルアナライザを用いて干渉計の特性を測定したところ、30dB以上のレイリー散乱抑制比を達成することが分かった。干渉計を隔離することにより外乱によらず、比較的に安定した特性を得ることができた。ブリュアン散乱を高感度、高分解能で検出するために広帯域(0〜10MHz)、高利得(1000倍)のアンプを作成した。上記の干渉計とアンプを利用して27kmの分散シフトファイバ中で自然ブリュアン散乱のOTDR波形を観測することに成功した。4kmの分散シフトファイバの末端に加える温度変化を13mの距離分解能で検出することができた。次に、温度、歪みの同時検出を実現するために、ブリュアン散乱周波数シフトを検出する2.5GHzのFSRを持つシングルパス全ファイバマッハツェンダ干渉計を作成した。2kmの分散シフトファイバの末端に加える歪み変化を40mの距離分解能で検出することに成功した。今後は、提案したマッハツェンダ干渉計による光源の周波数ドリフトと外乱によるダブルパス全ファイバマッハツェンダ干渉計への影響を除去する方法を実現し、さらにその安定性を高めると共に、ブリュアン散乱周波数検出干渉計の高精度な制御を行う。一方、高感度検出器と新しい信号処理方法を用いることにより、ファイバ長に渡って温度、歪み分布を同時に、高精度、高距離分解能で測定する実験を行う予定である。