光ファイバ中のレイリー散乱を利用した高感度歪分布測定技術の研究開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550410
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 小山田 弥平 茨城大学, 工学部, 教授 (80292473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 真毅 茨城大学, 工学部, 講師 (90323211)
• Keywords: ファイバ応用 / 歪測定 / レイリー散乱 / OTDR

Research Abstract

本研究で提唱する歪分布測定法では、光ファイバにコヒーレントな光パルスを入射して得られるレイリー散乱ジグザグ波形が歪を受けると変化し、適度に光周波数を変えると元に戻ることを利用するものである。本測定法を実現するためには、環境変化のない状態においてジグザグ波形の再現性が保たれなければならない。しかし、従来のOTDRでは、パルス光源の光周波数の安定性がよくないため、再現性のある波形は得られていなかった。我々は、前年度までの研究において、光周波数の変動が10MHz程度に抑えられたレーザをパルス光源として使用することにより、数10分程度の時間間隔においては再現性が保たれることを示した。
しかし、この程度の再現性では提案する歪分布測定を実現できないため、今年度は、再現性の更なる向上を目指して、以下の検討を進めた。
(1)前年度まではパルス幅10nsで実験を行っていたが、これを最小1nsまで短パルス化する。このために、短パルス化の可能な新たなパルスジェネレータを購入した。また、短パルス化に伴って、受光系の受信帯城幅を前年度までの50MHzから10GHzに拡大した。
(2)前年度までは手動で偏光面の制御を行っていたが、これを自動化し、偏光スクランブリング機能を改善するとともに、平均化回数を増やしてSN比の改善を図った。
(3)前年度までは被測定ファイバを恒温槽内で空中放置していたが、これを水中に浸すことにより環境のより一層の安定化を図った。
上記施策は、実験系の調整が不十分なために現時点ではまだ満足な効果を得るに至っていないが、今後の進展が大いに期待できる。