JP3663966B2 - Wavelength measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度や歪み(圧力)等の物理量を、光ファイバのブラッグ回折格子(Fiber Bragg Grating、以下FBGと略す)からの反射光の波長によって測定する物理量測定システムに適用可能な波長計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9は、従来技術としての、光ファイバ上の温度分布を測定する温度分布測定システムの全体構成図である。
図9において、1は後述する波長検出部及び演算部を有する温度分布測定部、11,12,13,14は測定光及び反射光が通過する光ファイバ、15,16,17は測定点に対応する位置に形成されたセンサ用のブラッグ回折格子、2は光分岐器、3は接続用光ファイバ、4は広帯域光源である。
【0003】
光ファイバのブラッグ回折格子は、周知のようにコアの屈折率が光軸に沿って周期的に変化しており、屈折率に応じて特定波長を中心とした狭帯域の光を反射する。
例えば、測定対象である物理量が温度である場合、図9のあるブラッグ回折格子の位置(測定点)で温度変化が生じると、ブラッグ回折格子のコアの平均屈折率が変化するため反射光の波長も変化する。従って、広帯域光源4から照射された光の各ブラッグ回折格子からの反射波長の変化と温度変化との関係を予め測定しておけば、温度分布測定部1により検出される反射光の波長から各測定点の温度を測定することができ、光ファイバの長手方向の温度分布を得ることができる。
ここで、図9におけるブラッグ回折格子15,16,17には、所定の温度範囲に対応する固有の反射波長範囲が、互いに重複しないように予め割り当てられている。
【0004】
図10は、温度分布測定部1に使用される波長検出部の一例を示す図である。図10において、21は各ブラッグ回折格子からの反射光が入射する入力光ファイバ、22は出力光ファイバ、23,24はコリメータレンズ、25,26はハーフミラー、27,28はハーフミラー25,26の間に密接して配置された圧電素子、29は圧電素子駆動回路である。
【0005】
この波長検出部は、ハーフミラー25,26間のギャップ長gが入射光の波長に対して一定の関係にある場合に入射光が強められ、または弱められて出射することを利用したもので、圧電素子駆動回路29から圧電素子27,28に電圧を印加してギャップ長gを調節しながら出射光強度を観察し、そのときのギャップ長gから入射光の波長を検出するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図10に示したような波長検出部はメカニカルな構成であるため、耐振性に課題があった。つまり、外部から振動を受けても高い機械精度を保たなければならないからである。
また、ハーフミラー25,26同士の平行性や、ハーフミラー25,26に対するコリメータレンズ23,24の光軸の直交性を維持することも構造上、難しく、これらが製造コストの上昇や歩留まり低下の原因となっていた。
【0007】
そこで本発明は、従来のように可動部品を使用せずに反射光の波長を検出する波長計測装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、測定光が入射される光ファイバに一以上のセンサ用ブラッグ回折格子が形成され、前記センサ用ブラッグ回折格子からの反射光の波長を検出して前記センサ用ブラッグ回折格子の位置における物理量を測定する物理量測定システムにおいて、前記センサ用ブラッグ回折格子からの反射光を、特定の波長範囲で直線状に反射率が変化するリニア減衰型ブラッグ回折格子に入射させ、このリニア減衰型ブラッグ回折格子による反射光を受光素子に入射させてその光電流の変化に基づいて前記センサ用ブラッグ回折格子による反射光の波長を測定するものである。
【0009】
請求項2記載の発明は、センサ用ブラッグ回折格子からの反射光を、特定の波長範囲で直線状に反射率が変化するリニア減衰型ブラッグ回折格子に入射させ、このリニア減衰型ブラッグ回折格子による反射光を第1の受光素子に入射させ、かつ、リニア減衰型ブラッグ回折格子による透過光を第2の受光素子に入射させ、第1、第2の受光素子の光電流の比の対数に基づいてセンサ用ブラッグ回折格子による反射光の波長を測定するものである。
ここで、「光電流の比の対数」を実現するに当たっては、二つの受光素子(フォトダイオード)の電流出力(I1,I2)から換算された二つの電圧出力(V1,V2)を対数増幅器にて対数出力(logV1,logV2)に換算した後、それらの差分出力(logV1−logV2)をとることにより、「光電流の比の対数」に相当するlog(V1/V2)の出力が得られる。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の波長計測装置において、複数のセンサ用ブラッグ回折格子の波長変化範囲に対応した同数のリニア減衰型ブラッグ回折格子を備え、各リニア減衰型ブラッグ回折格子による複数の反射光をそれぞれ同数の受光素子に入射させ、各受光素子の光電流の変化に基づいて各センサ用ブラッグ回折格子による複数の反射光の波長を同時に測定するものである。
【0011】
請求項4記載の発明は、請求項1記載の波長計測装置において、複数のセンサ用ブラッグ回折格子の波長変化範囲に対応した同数のリニア減衰型ブラッグ回折格子を備え、各リニア減衰型ブラッグ回折格子による複数の反射光を光スイッチの切り替えにより単一の受光素子に入射させ、この受光素子の光電流の変化に基づいて各センサ用ブラッグ回折格子による複数の反射光の波長を順次測定するものである。
【0012】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか1項に記載した波長計測装置において、リニア減衰型ブラッグ回折格子の温度検出信号に基づき温度制御素子を動作させてリニア減衰型ブラッグ回折格子の温度を一定に保つことにより、波長測定精度を向上させるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図1は本発明の第1実施形態であり、請求項1に記載した発明の実施形態に相当する。
図1において、31は中心波長が1.55〔μm〕の光を照射する1.55μm光源であり、光ファイバ38には光分岐器32を介してセンサ用ブラッグ回折格子S−FBGが形成されている。
ブラッグ回折格子S−FBGによって反射された光源31の光は、光分岐器32を経て波長計測装置51に入射する。
【0014】
波長計測装置51は、光ファイバ39により前記光分岐器32に接続される光分岐器33と、光ファイバ39の端部に形成されたリニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGと、このブラッグ回折格子L−FBGによる反射光が光分岐器33及び光ファイバ40を介して入射するフォトダイオード(PD)34とを備えている。
【0015】
ここで、図2に示すように中心波長がほぼ1.55〔μm〕であるセンサ用ブラッグ回折格子S−FBGの反射波形がリニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGに入射すると、リニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGは図3に示すような特性(実際に販売されている加Innovative Fibers社製の「リニア分別器ファイバーブラッググレーティング」の特性を基に中心波長だけ変更したもの)を持っているので、センサ用ブラッグ回折格子S−FBGの中心波長の変化と、リニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGにより反射してフォトダイオード34により測定される反射受光光量との関係は、図4のようになる。
この図4の特性は完全な直線ではないが、この特性を利用すれば、センサ用ブラッグ回折格子S−FBGによる反射波長をフォトダイオード34の光電流出力から測定することができる。
【0016】
なお、上記実施形態において、センサ用ブラッグ回折格子S−FBGの特性は、グレーティング長さ10〔mm〕、屈折率変調0.00006、屈折率1.458として論文「ファイバーグレーティングとその応用」(応用物理、Vol.66,No.1)を参考に計算したものである。
【0017】
本実施形態は基本的に可動部分がなく、光ファイバと光分岐器との接続だけによって構成されているので、耐震性に強く、構成が簡単なため低コストであると共に、高速応答性を有することが明らかである。
また、リニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGは、その減衰範囲、中心波長等を通常のブラッグ回折格子と同様な範囲で製作可能である。
【0018】
上述した第1実施形態においては、光源31の光量が変動すると、この影響を受けて図4の波長と受光光量との関係が変化してしまう。また、波長と受光光量との関係は厳密には直線関係でないことから、図4の特性をパソコン等に記憶させてその都度、参照しなくてはならない。
【0019】
図5に示す第2実施形態は上記の点を改良したもので、リニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGの透過光と反射光を検出する二つのフォトダイオードの受光出力の比の対数をとるようにした。この実施形態は請求項2の発明の実施形態に相当する。
すなわち、図5の構成が図1と異なるのは、波長計測装置52において、リニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBGの透過光を検出するフォトダイオード35が追加された点である。
【0020】
この実施形態によれば、図6に示すように、センサ用ブラッグ回折格子S−FBGの中心波長とフォトダイオード34,35の受光出力の比の対数(図6の縦軸ではLOG(PD2/PD1)として示してある)との関係が直線になる。このように受光出力の比をとっているので、光源31に光量変動があったとしても両方のフォトダイオード34,35の出力が同様に変化することになり、影響を受けにくくなる。
【0021】
次に、図7は本発明の第3実施形態であり、請求項3に記載した発明の実施形態に相当する。この実施形態は、第1実施形態(図1)に対して、センサ用ブラッグ回折格子を複数備え、更に、リニア減衰型ブラッグ回折格子、光分岐器及びフォトダイオードの組を複数、縦続接続して多点計測システムとしたものである。
図7において、S−FBG1〜S−FBGnは光ファイバ38上のセンサ用ブラッグ回折格子、波長計測装置53内のL−FBG1〜L−FBGnは光ファイバ39上のリニア減衰型ブラッグ回折格子、331,332,……,33nは光分岐器、341,342,……,34nはフォトダイオードである。
【0022】
この実施形態では、各センサ用ブラッグ回折格子S−FBG1〜S−FBGnの波長変化範囲に対して、それぞれの変化範囲で反射特性が直線状に変化する同数のリニア減衰型ブラッグ回折格子L−FBG1〜L−FBGnを用意しておき、それぞれの検出波長範囲が重ならないようにしておく。これにより、波長多重化による多点計測が可能となり、各センサ用ブラッグ回折格子S−FBG1〜S−FBGnの位置における温度等の物理量の同時測定が可能になる。
【0023】
図8は本発明の第4実施形態であり、請求項4に記載した発明の実施形態に相当する。この実施形態は、第3実施形態のフォトダイオード341,342,……,34nの特性上のバラツキによる影響を取り除くために、光スイッチを用いた例である。
図8において、波長計測装置54内の光分岐器331,332,……,33nには光スイッチ37を介して単一のフォトダイオード34が接続されており、光スイッチ37を切り替えることで所望のリニア減衰型ブラッグ回折格子からの反射光(すなわち、対応するセンサ用ブラッグ回折格子からの反射光)をフォトダイオード34が受光する。
このように構成すると、第3実施形態に見られるフォトダイオード間の特性のバラツキがなくなり、波長測定精度を高めることができる。
【0024】
上記各実施形態において、リニア減衰型ブラッグ回折格子の温度を検出し、その温度検出信号に基づきペルチェ素子等の温度制御素子によりリニア減衰型ブラッグ回折格子の温度を一定に保って光フィルタリング特性の変動を少なくすれば、波長測定精度が一層向上する。これは、請求項5に記載した発明の実施形態に相当する。
【0025】
なお、本発明に適用される波長検出方法は、光ファイバを用いた波長多重通信にも適用できることは明らかである。
【0026】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、従来のようにギャップ長の微小変位を得るために機械的可動部分を有する波長検出部を用いるのではなく、リニア減衰型ブラッグ回折格子の反射光量を受光素子により計測するようにしたので、耐震性に強く、低コストで製品の歩留まりも高いとともに、高速応答性を有する波長計測装置を実現することができる。
請求項2記載の発明によれば、センサ用ブラッグ回折格子の中心波長と二つの受光素子の光電流出力の比の対数値とが直線関係となり、光源の光量変動を受けにくいシステムを構成することができる。
請求項3記載の発明によれば、中心波長とリニア減衰範囲とが異なるリニア減衰型ブラッグ回折格子をセンサ用ブラッグ回折格子と同数用意することで多点計測が可能となり、また、請求項4記載の発明によれば、多点計測時に問題となる受光素子間の特性上のバラツキを低減できるという効果がある。
更に、請求項5に記載したごとく、リニア減衰型ブラッグ回折格子の温度を一定に保つようにすれば、光フィルタリング特性の変動が少なくなって波長測定精度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す構成図である。
【図2】図1のセンサ用ブラッグ回折格子の反射波長と光量との関係を示す図である。
【図3】図1のリニア減衰型ブラッグ回折格子の波長と透過率との関係を示す図である。
【図4】図1のセンサ用ブラッグ回折格子の中心波長とフォトダイオードにより測定される反射受光光量との関係を示す図である。
【図5】本発明の第2実施形態を示す構成図である。
【図6】図5のセンサ用ブラッグ回折格子の中心波長と二つのフォトダイオードの受光出力の比の対数との関係を示す図である。
【図7】本発明の第3実施形態を示す構成図である。
【図8】本発明の第4実施形態を示す構成図である。
【図9】従来技術としての温度分布測定システムの全体構成図である。
【図10】従来技術における温度検出部の構成図である。
【符号の説明】
S−FBG,S−FBG1〜S−FBGn センサ用ブラッグ回折格子
L−FBG,L−FBG1〜L−FBGn リニア減衰型ブラッグ回折格子
31 1.55μm光源
32,33,331,332,……,33n 光分岐器
34,35,341,342,……,34n フォトダイオード(PD)
36 光スイッチ
38,39,40 光ファイバ
51,52,53,54 波長計測装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a wavelength measuring device applicable to a physical quantity measuring system that measures physical quantities such as temperature and strain (pressure) by the wavelength of reflected light from an optical fiber Bragg grating (hereinafter referred to as FBG). About.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is an overall configuration diagram of a temperature distribution measuring system for measuring a temperature distribution on an optical fiber as a conventional technique.
In FIG. 9, 1 is a temperature distribution measurement unit having a wavelength detection unit and a calculation unit to be described later, 11, 12, 13, and 14 are optical fibers through which measurement light and reflected light pass, and 15, 16, and 17 correspond to measurement points. A Bragg diffraction grating for a sensor formed at a position where 2 is an optical branching device, 3 is an optical fiber for connection, and 4 is a broadband light source.
[0003]
As is well known, the Bragg diffraction grating of an optical fiber has a refractive index of the core that periodically changes along the optical axis, and reflects light in a narrow band centered on a specific wavelength according to the refractive index.
For example, when the physical quantity to be measured is temperature, and the temperature changes at the position (measurement point) of a Bragg diffraction grating in FIG. 9, the average refractive index of the core of the Bragg diffraction grating changes, so the wavelength of the reflected light Also changes. Accordingly, if the relationship between the change in the reflection wavelength of the light emitted from the
Here, specific reflection wavelength ranges corresponding to a predetermined temperature range are assigned in advance to the Bragg
[0004]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a wavelength detection unit used in the temperature
[0005]
This wavelength detection unit utilizes the fact that the incident light is strengthened or weakened and emitted when the gap length g between the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the wavelength detection unit as shown in FIG. 10 has a mechanical configuration, there is a problem in vibration resistance. That is, high mechanical accuracy must be maintained even when subjected to vibration from the outside.
In addition, it is structurally difficult to maintain the parallelism between the
[0007]
Therefore, the present invention intends to provide a wavelength measuring device that detects the wavelength of reflected light without using a movable part as in the prior art.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to
[0009]
According to the second aspect of the present invention, the reflected light from the Bragg diffraction grating for sensor is incident on the linear attenuation Bragg diffraction grating whose reflectance changes linearly in a specific wavelength range, and the linear attenuation Bragg diffraction grating is used. Based on the logarithm of the ratio of the photocurrents of the first and second light receiving elements, the reflected light is incident on the first light receiving element and the light transmitted by the linear attenuating Bragg diffraction grating is incident on the second light receiving element. The wavelength of the reflected light by the Bragg diffraction grating for the sensor is measured.
Here, in realizing the “logarithm of the ratio of photocurrents”, two voltage outputs (V 1 , V 2 ) converted from the current outputs (I 1 , I 2 ) of the two light receiving elements (photodiodes). Is converted into a logarithmic output (logV 1 , logV 2 ) by a logarithmic amplifier, and then a differential output (logV 1 -logV 2 ) is taken to obtain log (V 1) corresponding to the “logarithm of the photocurrent ratio”. / V 2 ) is obtained.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the wavelength measuring device according to the first aspect, the linear attenuation type Bragg diffraction gratings having the same number of linear attenuation type Bragg diffraction gratings corresponding to the wavelength change ranges of the plurality of Bragg diffraction gratings for sensors are provided. Are incident on the same number of light receiving elements, and the wavelengths of the plurality of reflected lights by the Bragg diffraction gratings for each sensor are simultaneously measured based on the change in the photocurrent of each light receiving element.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the wavelength measuring device according to the first aspect, the linear attenuation type Bragg diffraction grating having the same number of linear attenuation type Bragg diffraction gratings corresponding to the wavelength change ranges of the plurality of Bragg diffraction gratings for sensors is provided. Is used to measure the wavelength of the reflected light from each Bragg diffraction grating for each sensor based on the change in the photocurrent of the light receiving element. is there.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the wavelength measuring apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the linear attenuation Bragg diffraction is performed by operating the temperature control element based on the temperature detection signal of the linear attenuation Bragg diffraction grating. By keeping the temperature of the grating constant, the wavelength measurement accuracy is improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which corresponds to the embodiment of the invention described in
In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a 1.55 μm light source that emits light having a center wavelength of 1.55 μm, and a Bragg diffraction grating S-FBG for a sensor is formed on an
The light of the light source 31 reflected by the Bragg diffraction grating S-FBG enters the wavelength measuring device 51 via the
[0014]
The wavelength measuring device 51 includes an optical branching device 33 connected to the
[0015]
As shown in FIG. 2, when the reflected waveform of the sensor Bragg diffraction grating S-FBG having a center wavelength of approximately 1.55 [μm] is incident on the linear attenuation Bragg diffraction grating L-FBG, the linear attenuation Bragg The diffraction grating L-FBG has the characteristics shown in FIG. 3 (changed only at the center wavelength based on the characteristics of “linear linearizer fiber Bragg grating” manufactured by Innovative Fibers, Inc., which is actually sold). Therefore, the relationship between the change in the center wavelength of the sensor Bragg diffraction grating S-FBG and the amount of reflected light received by the
Although the characteristic of FIG. 4 is not a perfect straight line, if this characteristic is used, the reflection wavelength by the Bragg diffraction grating S-FBG for sensor can be measured from the photocurrent output of the
[0016]
In the above embodiment, the characteristics of the sensor Bragg diffraction grating S-FBG are as follows: the grating length is 10 [mm], the refractive index modulation is 0.00006, and the refractive index is 1.458. Physics, Vol. 66, No. 1).
[0017]
Since this embodiment basically has no moving parts and is configured only by connection between an optical fiber and an optical branching device, it is strong in earthquake resistance, has a simple structure, is low in cost, and has high-speed response. It is clear.
The linear attenuation type Bragg diffraction grating L-FBG can be manufactured in the same range as the normal Bragg diffraction grating in the attenuation range, the center wavelength, and the like.
[0018]
In the first embodiment described above, when the light amount of the light source 31 varies, the relationship between the wavelength and the received light amount in FIG. 4 changes due to this influence. Further, since the relationship between the wavelength and the amount of received light is not strictly a linear relationship, the characteristics shown in FIG. 4 must be stored in a personal computer or the like and referenced each time.
[0019]
The second embodiment shown in FIG. 5 is an improvement of the above point, and takes the logarithm of the ratio of the received light output of two photodiodes that detect the transmitted light and reflected light of the linear attenuation type Bragg diffraction grating L-FBG. I made it. This embodiment corresponds to an embodiment of the invention of
That is, the configuration of FIG. 5 is different from that of FIG. 1 in that a
[0020]
According to this embodiment, as shown in FIG. 6, the logarithm of the ratio of the center wavelength of the Bragg diffraction grating S-FBG for sensor and the light receiving output of the
[0021]
Next, FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, which corresponds to the embodiment of the invention described in
In FIG. 7, S-
[0022]
In this embodiment, the same number of linear attenuating Bragg diffraction gratings L-FBG1 whose reflection characteristics change linearly in the respective change ranges with respect to the wavelength change ranges of the Bragg diffraction gratings S-FBG1 to S-FBGn for each sensor. ~ L-FBGn is prepared so that the respective detection wavelength ranges do not overlap. Thereby, multipoint measurement by wavelength multiplexing becomes possible, and simultaneous measurement of physical quantities such as temperature at the positions of the Bragg diffraction gratings S-FBG1 to S-FBGn for each sensor becomes possible.
[0023]
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, which corresponds to the embodiment of the invention described in
In FIG. 8, a
With this configuration, there is no variation in characteristics between the photodiodes seen in the third embodiment, and the wavelength measurement accuracy can be improved.
[0024]
In each of the above embodiments, the temperature of the linear attenuating Bragg diffraction grating is detected, and the temperature of the linear attenuating Bragg diffraction grating is kept constant by a temperature control element such as a Peltier element based on the temperature detection signal. If the number is reduced, the wavelength measurement accuracy is further improved. This corresponds to the embodiment of the invention described in
[0025]
It is obvious that the wavelength detection method applied to the present invention can also be applied to wavelength multiplexing communication using an optical fiber.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, instead of using a wavelength detecting unit having a mechanically movable portion to obtain a minute displacement of the gap length as in the prior art, the reflection of the linear attenuation type Bragg diffraction grating is used. Since the amount of light is measured by the light receiving element, it is possible to realize a wavelength measuring device that is strong in earthquake resistance, low in cost, high in product yield, and has high-speed response.
According to the second aspect of the present invention, the center wavelength of the sensor Bragg diffraction grating and the logarithmic value of the ratio of the photocurrent outputs of the two light receiving elements are linearly related, and the system is less susceptible to light quantity fluctuations of the light source. Can do.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to perform multipoint measurement by preparing the same number of linear attenuation type Bragg diffraction gratings having different center wavelengths and linear attenuation ranges as the Bragg diffraction gratings for sensors. According to this invention, there is an effect that it is possible to reduce the variation in characteristics between the light receiving elements which becomes a problem at the time of multipoint measurement.
Further, as described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a relationship between a reflection wavelength and a light amount of the Bragg diffraction grating for sensor in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the linear attenuation type Bragg diffraction grating of FIG. 1;
4 is a diagram showing the relationship between the center wavelength of the Bragg diffraction grating for sensors in FIG. 1 and the amount of reflected light received by a photodiode. FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the relationship between the center wavelength of the sensor Bragg diffraction grating of FIG. 5 and the logarithm of the ratio of the light receiving outputs of two photodiodes. FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an overall configuration diagram of a temperature distribution measuring system as a prior art.
FIG. 10 is a configuration diagram of a temperature detection unit in the prior art.
[Explanation of symbols]
S-FBG, S-FBG1 to S-FBGn Bragg diffraction grating for sensor L-FBG, L-FBG1 to L-FBGn Linear attenuation Bragg diffraction grating 31 1.55
36
Claims (5)
前記センサ用ブラッグ回折格子からの反射光を、特定の波長範囲で直線状に反射率が変化するリニア減衰型ブラッグ回折格子に入射させ、このリニア減衰型ブラッグ回折格子による反射光を受光素子に入射させてその光電流の変化に基づいて前記センサ用ブラッグ回折格子による反射光の波長を測定することを特徴とする波長計測装置。One or more sensor Bragg diffraction gratings are formed in the optical fiber into which the measurement light is incident, and the physical quantity at the position of the sensor Bragg diffraction grating is measured by detecting the wavelength of the reflected light from the sensor Bragg diffraction grating. In the physical quantity measurement system,
Reflected light from the Bragg diffraction grating for the sensor is incident on a linear attenuation type Bragg diffraction grating whose reflectance changes linearly in a specific wavelength range, and the reflected light from the linear attenuation type Bragg diffraction grating enters the light receiving element. And measuring the wavelength of the reflected light by the Bragg diffraction grating for sensors based on the change in the photocurrent.
前記センサ用ブラッグ回折格子からの反射光を、特定の波長範囲で直線状に反射率が変化するリニア減衰型ブラッグ回折格子に入射させ、このリニア減衰型ブラッグ回折格子による反射光を第1の受光素子に入射させ、かつ、前記リニア減衰型ブラッグ回折格子による透過光を第2の受光素子に入射させ、第1、第2の受光素子の光電流の比の対数に基づいて前記センサ用ブラッグ回折格子による反射光の波長を測定することを特徴とする波長計測装置。One or more sensor Bragg diffraction gratings are formed in the optical fiber into which the measurement light is incident, and the physical quantity at the position of the sensor Bragg diffraction grating is measured by detecting the wavelength of the reflected light from the sensor Bragg diffraction grating. In the physical quantity measurement system,
The reflected light from the sensor Bragg diffraction grating is incident on a linear attenuation type Bragg diffraction grating whose reflectance changes linearly in a specific wavelength range, and the reflected light from the linear attenuation type Bragg diffraction grating is received as a first light. The incident light is incident on the element, and the light transmitted by the linear attenuation Bragg diffraction grating is incident on the second light receiving element. Based on the logarithm of the ratio of the photocurrent of the first and second light receiving elements, the Bragg diffraction for sensor A wavelength measuring device for measuring the wavelength of reflected light from a grating.
複数のセンサ用ブラッグ回折格子の波長変化範囲に対応した同数のリニア減衰型ブラッグ回折格子を備え、各リニア減衰型ブラッグ回折格子による複数の反射光をそれぞれ同数の受光素子に入射させ、各受光素子の光電流の変化に基づいて各センサ用ブラッグ回折格子による複数の反射光の波長を同時に測定することを特徴とする波長計測装置。In the wavelength measuring device according to claim 1,
Equipped with the same number of linear attenuation type Bragg diffraction gratings corresponding to the wavelength change range of the plurality of Bragg diffraction gratings for sensors. A wavelength measuring device that simultaneously measures the wavelengths of a plurality of reflected lights by the Bragg diffraction gratings for each sensor based on a change in the photocurrent.
複数のセンサ用ブラッグ回折格子の波長変化範囲に対応した同数のリニア減衰型ブラッグ回折格子を備え、各リニア減衰型ブラッグ回折格子による複数の反射光を光スイッチの切り替えにより単一の受光素子に入射させ、この受光素子の光電流の変化に基づいて各センサ用ブラッグ回折格子による複数の反射光の波長を順次測定することを特徴とする波長計測装置。In the wavelength measuring device according to claim 1,
Equipped with the same number of linear attenuating Bragg diffraction gratings corresponding to the wavelength change range of multiple Bragg diffraction gratings for sensors. Multiple reflected lights from each linear attenuating Bragg diffraction grating are incident on a single light-receiving element by switching the optical switch. And a wavelength measuring device that sequentially measures wavelengths of a plurality of reflected lights by the Bragg diffraction gratings for each sensor based on a change in photocurrent of the light receiving element.
リニア減衰型ブラッグ回折格子の温度検出信号に基づき温度制御素子を動作させてリニア減衰型ブラッグ回折格子の温度を一定に保つことを特徴とする波長計測装置。In the wavelength measuring device according to any one of claims 1 to 4,
A wavelength measurement apparatus characterized in that a temperature control element is operated based on a temperature detection signal of a linear attenuation type Bragg diffraction grating to keep the temperature of the linear attenuation type Bragg diffraction grating constant.
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