2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fast distributed optical fiber sensor using multiple wavelength-swept sources
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15K06130
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| 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) |
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Principal Investigator |
和田 篤 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, 准教授 (40434021)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光ファイバ / センシング / 分布測定 / 干渉計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、複数の半導体レーザを用い、注入電流変調による狭帯域波長掃引を利用した光周波数多重法式に基づく分布型光ファイバセンシングを実施することにより、分布センシング要する測定時間を大幅に短縮する事である。
分布帰還型半導体レーザの電流変調特性を実測した。分布帰還型半導体レーザは電流を注入する事でレーザ光を発振させるが、この注入電流を増減させると、レーザ光の出力強度だけでなく、発振波長も僅かに変化する。この波長変化は静的に電流を変化させた場合は、増減させた電流の変化量にほぼ比例する。一方、正弦波信号や鋸歯状波信号を用いて電流変調した場合においては、波長変化量と電流変化量は線形に対応しなくなる。本研究では所与の電流変調信号に対して得られる波長変化信号を把握する事は必須である。また、半導体レーザの注入電流制御に混入する雑音や、駆動温度のドリフトにより、発振波長に短期的な雑音や長期的なふらつきが生じる恐れがある。初年度は、偏波保持ファイバを用いた不等光路長マッハ・ツェンダ干渉計を用いて高分解能な瞬時波長の測定を行なった。さらに研究を進め、昨年度には、実際に複数の半導体レーザを導入した、光周波数多重化方式型の分布センシングシステムを構成し、低反射率のファイバブラッググレーティング(FBG)をセンサヘッドとした分布センシングを実際に行った。
本年度は、昨年度構成したセンサシステムの実証実験結果を国際会議で発表した。また、電流変調によって掃引される半導体レーザの瞬時波長を正確に把握するための光学系を改善した。
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