[go: up one dir, main page]

JPH0545209A - Photoacoustic sensor array system - Google Patents

Photoacoustic sensor array system

Info

Publication number
JPH0545209A
JPH0545209A JP3200356A JP20035691A JPH0545209A JP H0545209 A JPH0545209 A JP H0545209A JP 3200356 A JP3200356 A JP 3200356A JP 20035691 A JP20035691 A JP 20035691A JP H0545209 A JPH0545209 A JP H0545209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sensor array
pulse
coupler
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3200356A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Dobashi
孝治 土橋
Keiichi Kobayashi
圭一 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP3200356A priority Critical patent/JPH0545209A/en
Publication of JPH0545209A publication Critical patent/JPH0545209A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce influence of the phase noise, and obtain a compact and light-weight system having high reliability, in which corrective action for vibration resistance is facilitated. CONSTITUTION:The continuous light from a light source 41 is divided into two systems by a coupler 42-1, and shifting of frequency and pulse conversion are performed to the divided light of the two systems by Bragg cells 43-1, 43-2. The output light of the Bragg cell 43-2 is delayed by a delay coil 44. The output light of the Bragg cell 43-1 and the output light of the delay coil 44 is combined by a coupler 42-2, and is transmitted to a sensor array 50.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを利用した
多チャンネルの光音響センサアレイシステムに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-channel photoacoustic sensor array system using an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, some documents were described in the following documents.

【0003】「エス ピー アイ イー ボリュウム
586 ファイバ オプティックセンサーズ(SPIE Vo
l.586 Fiber Optic Sensors) 」(1985)(米)Mic
hael Henning “インプルーブメンツ イン リフレク
トメトリック ファイバ オプティック ハイドロホー
ンズ(Improvements in reflectrometric fibre optic
hydrophones)”P.58−64 図2は、前記文献に記載された従来の干渉型光音響セン
サアレイシステムの一構成例を示す図である。
"SP I Volume
586 Fiber Optic Sensors (SPIE Vo
l.586 Fiber Optic Sensors) "(1985) (US) Mic
hael Henning “Improvements in reflectrometric fiber optic
hydrophones) "P.58-64 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a conventional interferometric photoacoustic sensor array system described in the above document.

【0004】この干渉型光音響センサアレイシステム
は、光ファイバに音波が印加されると、その光ファイバ
の屈折率及びファイバ長が変化し、伝搬光の位相が変化
するので、その位相変化を利用して音波情報を検出する
ものである。
In this interferometric photoacoustic sensor array system, when a sound wave is applied to an optical fiber, the refractive index and the fiber length of the optical fiber change, and the phase of propagating light changes, so the phase change is utilized. Then, the sound wave information is detected.

【0005】即ち、この光音響センサアレイシステム
は、光パルスを発生する光パルス発生手段10を有し、
それには、センサアレイ20と光検出器30とが接続さ
れている。光パルス発生手段10は、コヒーレントな連
続光を発生する光源11を有し、その光源11には、ブ
ラッグセル12の入力端12aが接続されている。ブラ
ッグセル12は、制御信号CSに基づき、入力端12a
の入射光の周波数をシフトし、ゲート制御によって一定
時間のみ入出力端12bへパルス光を送出すると共に、
通常時は該入出力端12bより出力端12cへ光を送出
する機能を有している。
That is, this photoacoustic sensor array system has an optical pulse generating means 10 for generating an optical pulse,
The sensor array 20 and the photodetector 30 are connected to it. The optical pulse generating means 10 has a light source 11 for generating coherent continuous light, and an input end 12a of a Bragg cell 12 is connected to the light source 11. The Bragg cell 12 receives the input end 12a based on the control signal CS.
The frequency of the incident light of is shifted and the pulsed light is sent to the input / output end 12b only for a fixed time by the gate control,
Normally, it has a function of sending light from the input / output terminal 12b to the output terminal 12c.

【0006】ブラッグセル12の入出力端12bには、
センサアレイ20が接続され、さらにその出力端12c
に、光検出器30が接続されている。センサアレイ20
は、音波を検出するもので、光ファイバからなる複数の
センサ21−1,21−2,…と、その各センサ21−
1,21−2,…の先端及び後端に設けられた反射係数
の小さい複数のセミ反射器22−1,22−2,22−
3,…とで、構成されている。
At the input / output end 12b of the Bragg cell 12,
The sensor array 20 is connected to the output terminal 12c.
Is connected to the photodetector 30. Sensor array 20
Is a sensor for detecting sound waves, and includes a plurality of sensors 21-1, 21-2, ...
A plurality of semi-reflectors 22-1, 22-2, 22- with a small reflection coefficient provided at the front and rear ends of 1, 21, 2 ...
3 and so on.

【0007】図3は図2のタイミングチャートであり、
この図を参照しつつ図2の動作を説明する。
FIG. 3 is a timing chart of FIG.
The operation of FIG. 2 will be described with reference to this figure.

【0008】光源11から発生した連続光は、ブラッグ
セル12によって変換され、時間間隔T、及びパルス幅
dの周波数f1及びf2の2個のパルス列として入出力
端12bからセンサアレイ20へ送出される。センサア
レイ20では、セミ反射器22−1で第1の反射が起こ
り、同様に、他のセミ反射器22−2,22−3,…で
も順次反射が発生する。
Continuous light generated from the light source 11 is converted by the Bragg cell 12 and sent out from the input / output terminal 12b to the sensor array 20 as two pulse trains of the frequency f1 and f2 having the time interval T and the pulse width d. In the sensor array 20, the semi-reflector 22-1 causes the first reflection, and similarly, the other semi-reflectors 22-2, 22-3, ...

【0009】各セミ反射器22−1,22−2,22−
3,…間の往復伝搬時間は、T秒となるように設定され
ているので、セミ反射器22−1での周波数f2のパル
スの反射波と、セミ反射器22−2での周波数f1のパ
ルスの反射波とが重なって、ブラッグセル12の入出力
端12bより出力端12cへ送出される。そして、光検
出器30により、干渉成分が検波され、電気出力に変換
される。この場合、周波数f2のパルスは干渉作用にお
ける参照光となり、周波数f1のパルスがセンサ21−
1のセンシング光となる。
Each semi-reflector 22-1, 22-2, 22-
Since the round-trip propagation time between 3, ... Is set to be T seconds, the reflected wave of the pulse of the frequency f2 at the semi-reflector 22-1 and the frequency f1 at the semi-reflector 22-2 are compared. The reflected wave of the pulse overlaps and is sent from the input / output end 12b of the Bragg cell 12 to the output end 12c. Then, the photodetector 30 detects the interference component and converts it into an electrical output. In this case, the pulse of the frequency f2 becomes the reference light in the interference action, and the pulse of the frequency f1 is the sensor 21-
It becomes the sensing light of 1.

【0010】例えば、センサ21−1に音波信号が印加
されていると、位相変化を生じ、周波数f1とf2の干
渉成分を周波数変調(FM)復調等の処理を施し、音波
情報を検出することになる。他のセンサ21−2,…以
後も、順次同様の動作で処理され、音波情報が検出され
ていく。
For example, when a sound wave signal is applied to the sensor 21-1, a phase change occurs, and the interference components of the frequencies f1 and f2 are subjected to processing such as frequency modulation (FM) demodulation to detect sound wave information. become. The other sensors 21-2, ... Are sequentially processed by the same operation, and the sound wave information is detected.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のシステムでは、次のような課題があった。
However, the system having the above structure has the following problems.

【0012】従来のシステムでは、時間差Tのパルス間
の干渉を利用して位相変化を検出するため、光源11は
高い干渉性を有するものを必要とする。時間差Tは1μ
sec程度であるため、光源11のスペクトル幅は数K
Hz以下の狭帯域特性が要求れさる。そのため、光源1
1として、He−Ne等のガスレーザが用いられること
になり、光源自体が大型となる。しかも、船舶等の振動
のある環境においては、除振台等を必要とし、省スペー
スの要求れさる環境には適合しにくいという課題があ
り、それらを解決することが困難であった。
In the conventional system, since the phase change is detected by utilizing the interference between the pulses having the time difference T, the light source 11 needs to have a high coherence. Time difference T is 1μ
Since it is about sec, the spectral width of the light source 11 is several K
Narrow band characteristics below Hz are required. Therefore, the light source 1
1, a gas laser such as He-Ne is used, and the light source itself becomes large. Moreover, in an environment with vibration such as a ship, there is a problem that a vibration isolation table and the like are required, and it is difficult to adapt to an environment where space saving is required, and it is difficult to solve them.

【0013】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、光源のコヒーレンス性の悪さにより発生する雑
音(位相ノイズ)、装置が大型化する、特別の除振台等
が必要、及び信頼性が低いといった点について解決した
光音響センサアレイシステムを提供するものである。
The present invention has the problems that the above-mentioned prior art has such as noise (phase noise) generated due to poor coherence of the light source, size increase of the apparatus, special vibration isolation table, etc., and reliability. The present invention provides a photoacoustic sensor array system that solves the problem of low.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、複数の光ファイバ及びセミ反射器で
構成された音波検出用のセンサアレイと、前記センサア
レイに光パルスを供給する光パルス発生手段とを備え、
前記センサアレイ中の伝搬光の位相変化から音波情報を
検出する光音響センサアレイシステムにおいて、前記光
パルス発生手段を次のように構成している。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention provides a sensor array for detecting a sound wave, which is composed of a plurality of optical fibers and a semi-reflector, and an optical pulse to the sensor array. And a light pulse generating means for supplying,
In the photoacoustic sensor array system that detects sound wave information from the phase change of propagating light in the sensor array, the optical pulse generating means is configured as follows.

【0015】即ち、この第1の発明の光パルス発生手段
は、コヒーレントな連続光を発生する光源と、前記連続
光を2系統の出力光に分岐する第1のカプラと、前記2
系統のうちの一方の出力光を一定のパルス幅及び周波数
の光パルスに変換する第1のブラッグセルと、前記2系
統のうちの他方の出力光を一定のパルス幅及び周波数の
光パルスに変換する第2のブラッグセルと、前記第2の
ブラッグセルの出力光を一定時間遅延させる遅延コイル
と、前記第1のブラッグセル及び遅延コイルの両出力光
を結合して前記センサアレイに供給する第2のカプラと
を、備えている。
That is, the optical pulse generating means of the first invention is a light source for generating coherent continuous light, a first coupler for branching the continuous light into two output lights, and
A first Bragg cell for converting one output light of the system into an optical pulse having a constant pulse width and frequency, and another output light of the other system of the two systems into an optical pulse having a constant pulse width and frequency. A second Bragg cell, a delay coil for delaying the output light of the second Bragg cell for a fixed time, and a second coupler for coupling both output lights of the first Bragg cell and the delay coil and supplying the combined light to the sensor array. Is equipped with.

【0016】第2の発明では、第1の発明の光パルス発
生手段は、制御信号によって一定のパルス幅の光パルス
を発生する光源と、前記光パルスを2系統の光パルスに
分岐する第1のカプラと、前記2系統のうちの一方の光
パルスを一定時間遅延させる遅延コイルと、前記2系統
のうちの他方の光パルスと前記遅延コイルの出力光とを
結合して前記センサアレイに供給する第2のカプラと
を、備えている。
In a second invention, the optical pulse generating means of the first invention is a light source which generates an optical pulse having a constant pulse width by a control signal, and a first optical pulse which branches the optical pulse into two optical pulses. Coupler, a delay coil for delaying one optical pulse of the two systems for a fixed time, and the other optical pulse of the two systems and the output light of the delay coil are combined and supplied to the sensor array. And a second coupler that does.

【0017】[0017]

【作用】第1の発明によれば、以上のように光音響セン
サアレイシステムを構成したので、光源から発生した連
続光は、第1のカプラで2系統に分岐される。この2つ
の系統の分岐光は、光源から同一時間に発せられたもの
であり、第1,第2のブラッグセルにより、周波数のシ
フト及びパルス変換が行われる。そして、第2のブラッ
グセルの出力光が遅延コイルで遅延され、その遅延出力
光と第1のブラッグセルの出力とが、第2のカプラで結
合された後、センサアレイ50へ送られる。
According to the first aspect of the present invention, since the photoacoustic sensor array system is configured as described above, continuous light generated from the light source is split into two systems by the first coupler. The branched lights of these two systems are emitted from the light source at the same time, and the frequency shift and pulse conversion are performed by the first and second Bragg cells. Then, the output light of the second Bragg cell is delayed by the delay coil, and the delayed output light and the output of the first Bragg cell are combined by the second coupler and then sent to the sensor array 50.

【0018】第2の発明によれば、光源から発生した光
パルスは、第1のカプラで2系統の光パルスに分岐さ
れ、その一方が遅延コイルで遅延され、その遅延出力光
と他方の分岐光とが、第2のカプラで結合された後、セ
ンサアレイ側へ送られる。
According to the second invention, the optical pulse generated from the light source is branched into two optical pulses by the first coupler, one of which is delayed by the delay coil, and the delayed output light and the other branch. The light and the light are coupled by the second coupler and then sent to the sensor array side.

【0019】これにより、パルス発生手段の構成が簡単
となり、小型軽量化が図れると共に、防振対策も容易で
あり、位相ノイズも抑制できるので、システムの信頼性
の向上が図れる。従って、前記課題を解決できるのであ
る。
As a result, the structure of the pulse generating means can be simplified, the size and weight can be reduced, the anti-vibration measures can be easily taken, and the phase noise can be suppressed, so that the reliability of the system can be improved. Therefore, the above problem can be solved.

【0020】[0020]

【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例を示す多チャンネルの干
渉型光音響センサアレイシステムの構成図である。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a multi-channel interference type photoacoustic sensor array system showing a first embodiment of the present invention.

【0021】この光音響センサアレイシステムは、時間
間隔T及びパルス幅dの周波数f1及びf2の2個のパ
ルス列を発生するパルス発生手段40を備えている。パ
ルス発生手段40は、レーザダイオード等のコヒーレン
トな光を出力する光源41を有し、その出力側には、第
1のカプラ42−1が接続されている。第1のカプラ4
2−1は、光源41からの入力光を2分岐するものであ
り、その出力側には、第1,第2のブラッグセル43−
1,43−2が接続されている。
This photoacoustic sensor array system comprises a pulse generating means 40 for generating two pulse trains of frequencies f1 and f2 having a time interval T and a pulse width d. The pulse generating means 40 has a light source 41 that outputs coherent light such as a laser diode, and the first coupler 42-1 is connected to the output side thereof. First coupler 4
Reference numeral 2-1 is for dividing the input light from the light source 41 into two, and at the output side thereof, the first and second Bragg cells 43-
1, 43-2 are connected.

【0022】第1,第2のブラッグセル43−1,43
−2は、制御信号CSにより制御され、各入力光に対し
て周波数をシフトさせると共に、ゲート制御によってパ
ルス変換する機能を有している。この第1のブラッグセ
ル43−1の出力側は、第2のカプラ42−2に接続さ
れ、第2のブラッグセル43−2が、遅延コイル44を
介して該第2のカプラ42−2に接続されている。
First and second Bragg cells 43-1 and 43-3
-2 is controlled by the control signal CS, has a function of shifting the frequency of each input light, and a function of performing pulse conversion by gate control. The output side of the first Bragg cell 43-1 is connected to the second coupler 42-2, and the second Bragg cell 43-2 is connected to the second coupler 42-2 via the delay coil 44. ing.

【0023】遅延コイル44は、ブラッグセル43−2
の出力光を一定時間T(秒)遅延させる機能を有してい
る。第2のカプラ42−2は、ブラッグセル43−1及
び遅延コイル44の各二つの出力を加算結合するもので
あり、その出力側には、センサアレイ50が接続されて
いる。
The delay coil 44 is a Bragg cell 43-2.
It has a function of delaying the output light of the above for a fixed time T (second). The second coupler 42-2 is for adding and coupling the two outputs of the Bragg cell 43-1 and the delay coil 44, and the sensor array 50 is connected to the output side thereof.

【0024】センサアレイ50は、音波を検出するもの
であり、光ファイバからなる複数の音波検出用のセンサ
51−1,51−2,…と、その各センサ51−1,5
1−2,…の先端及び後端に設けられ微小な反射係数
(例えば、1%程度)を有する複数のセミ反射器52−
1,52−2,52−3,…とで、構成されている。
The sensor array 50 is for detecting sound waves, and comprises a plurality of sound wave detecting sensors 51-1, 51-2, ...
A plurality of semi-reflectors 52- having small reflection coefficients (for example, about 1%) provided at the front and rear ends of 1-2 ,.
1, 52-2, 52-3, ...

【0025】また、第2のブラッグセル43−2の出力
端には、干渉成分を検波してその干渉成分を電気信号に
変換する光検出器60が接続されている。
A photodetector 60 for detecting an interference component and converting the interference component into an electric signal is connected to the output terminal of the second Bragg cell 43-2.

【0026】図4は図1のタイミングチャートであり、
この図を参照しつつ図1の動作を説明する。
FIG. 4 is a timing chart of FIG.
The operation of FIG. 1 will be described with reference to this figure.

【0027】光源41から発生した連続光は、第1のカ
プラ42−1で分岐され、その一方の出力光が第1のブ
ラッグセル43−1により、周波数f1及びパルス幅d
の光パルスに変換されて第2のカプラ42−2へ送られ
る。第1のカプラ42−1の他方の出力光は、第2のブ
ラッグセル43−2により、周波数f2及びパルス幅d
の光パルスに変換され、さらに遅延コイル44により、
時間T秒の遅延が施されて第2のカプラ42−2へ送ら
れる。
Continuous light generated from the light source 41 is branched by the first coupler 42-1 and one output light of the continuous light is frequency f1 and pulse width d by the first Bragg cell 43-1.
Is converted into an optical pulse of and transmitted to the second coupler 42-2. The other output light from the first coupler 42-1 is output by the second Bragg cell 43-2 at a frequency f2 and a pulse width d.
Is converted into an optical pulse of
It is delayed by time T seconds and sent to the second coupler 42-2.

【0028】第2のカプラ42−2では、第1のブラッ
グセル43−1の出力光と遅延コイル44の出力光とを
結合し、周波数f1及びパルス幅dと周波数f2及びパ
ルス幅dの二つの光パルスを時間間隔Tでセンサアレイ
50へ出力する。
In the second coupler 42-2, the output light of the first Bragg cell 43-1 and the output light of the delay coil 44 are combined, and two signals of frequency f1 and pulse width d and frequency f2 and pulse width d are combined. Light pulses are output to the sensor array 50 at time intervals T.

【0029】センサアレイ50では、セミ反射器52−
1で第1の反射が起こり、同様に他のセミ反射器52−
2,52−3,…でも順次、反射が発生する。各セミ反
射器52−1,52−2,52−3,…間の往復伝搬時
間がT秒となるように、予めセンサ51−1,51−
2,…及び伝送ケーブルのファイバ長を設定しておく。
すると、セミ反射器52−1での周波数f2のパルスの
反射波と、セミ反射器52−2での周波数f1のパルス
の反射波とが、それぞれ第2のカプラ42−2、遅延コ
イル44、及び第2のブラッグセル43−2を介して光
検出器60へ送られる。光検出器60では、周波数f1
のパルスと周波数f2のパルスとの干渉成分を検波し、
その検波した干渉信号を電気出力する。この場合、周波
数f2のパルスは干渉作用における参照光となり、周波
数f1のパルスがセンサ51−1のセンシング信号とな
る。
In the sensor array 50, the semi-reflector 52-
The first reflection occurs at 1, and the other semi-reflector 52-
2, 52-3, ..., Reflection occurs sequentially. Sensors 51-1 and 51- are preliminarily set so that the round-trip propagation time between the semi-reflectors 52-1, 52-2, 52-3, ... Is T seconds.
2, ... and the fiber length of the transmission cable are set in advance.
Then, the reflected wave of the pulse of the frequency f2 in the semi-reflector 52-1 and the reflected wave of the pulse of the frequency f1 in the semi-reflector 52-2 are respectively the second coupler 42-2 and the delay coil 44, And to the photodetector 60 via the second Bragg cell 43-2. In the photodetector 60, the frequency f1
The interference component between the pulse of frequency f2 and the pulse of frequency f2
The detected interference signal is electrically output. In this case, the pulse of the frequency f2 becomes the reference light in the interference action, and the pulse of the frequency f1 becomes the sensing signal of the sensor 51-1.

【0030】センサ51−1に音波信号が印加されてい
ると、位相変化を生じ、光検出器60の出力をFM復調
等の処理を施せば、音波情報が検出されることになる。
他のセンサ51−2,…以降も、順次同様の動作で処理
され、音波情報が検出されていく。
When a sound wave signal is applied to the sensor 51-1, a phase change occurs, and if the output of the photodetector 60 is subjected to processing such as FM demodulation, sound wave information will be detected.
The other sensors 51-2, ... And thereafter are sequentially processed by the same operation, and the sound wave information is detected.

【0031】この第1の実施例では、次のような利点を
有している。 (a) 光源41に高いコヒーレンス性を要求しないた
め、小型、軽量、安価でポータブルな通常のレーザダイ
オード等を使用できる。従って、船舶等の振動の高い環
境でも、光源41内で防振手段を施すことができ、従来
のような特別の除振台等を必要としないため、防振対策
が容易となる。
The first embodiment has the following advantages. (A) Since the light source 41 is not required to have high coherence, it is possible to use an ordinary laser diode which is small, lightweight, inexpensive and portable. Therefore, even in a high vibration environment of a ship or the like, it is possible to provide the vibration isolator within the light source 41, and a special vibration isolation table or the like as in the conventional case is not required, so that the antivibration measure becomes easy.

【0032】(b) 本実施例では、干渉時に同一光源
41における同一発生時のパルスを利用しているので、
基本的に、従来のような光源のコヒーレンス性の悪さに
より発生する雑音(位相ノイズ)を極力小さく抑えるこ
とができる。
(B) In the present embodiment, since the same pulse of the same light source 41 is used at the time of interference,
Basically, it is possible to suppress the noise (phase noise) generated due to the poor coherence of the light source as in the conventional case as much as possible.

【0033】(c) 前記(a),(b)のように、信
頼性も向上し、しかもアレイ方式として多チャンネル構
成に適しているため、ソーナ等といった水中音響センサ
アレイ等の種々の応用が可能である。
(C) As described in (a) and (b) above, the reliability is improved, and since it is suitable for a multi-channel configuration as an array system, various applications such as an underwater acoustic sensor array such as a sonar are possible. It is possible.

【0034】第2の実施例 図5は、本発明の第2の実施例を示す多チャンネルの干
渉型光音響センサアレイシステムの構成図であり、図1
中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
Second Embodiment FIG. 5 is a block diagram of a multi-channel interferometric photoacoustic sensor array system showing a second embodiment of the present invention.
Elements common to the elements inside are given common reference numerals.

【0035】この光音響センサアレイシステムでは、図
1のパルス発生手段40に代えて、構成の異なるパルス
発生手段40Aが設けられている。このパルス発生手段
40Aは、制御信号CSによってパルス幅dの光パルス
を発生する光源41Aを有し、その出力側に、第1のカ
プラ42−1が接続されている。第1のカプラ42−1
は、光源41Aからの光パルスを2系統に分岐するもの
であり、その一方の出力側が、第2のカプラ42−2に
接続され、他方の出力側が、遅延コイル44を介して該
第2のカプラ42−2に接続されている。遅延コイル4
4は、第1のカプラ42−1の出力光を遅延時間T秒だ
け遅らせて第2のカプラ42−2へ与えるものである。
In this photoacoustic sensor array system, pulse generating means 40A having a different structure is provided in place of the pulse generating means 40 of FIG. The pulse generating means 40A has a light source 41A for generating an optical pulse having a pulse width d by the control signal CS, and the first coupler 42-1 is connected to the output side thereof. First coupler 42-1
Is for branching the optical pulse from the light source 41A into two systems, one output side of which is connected to the second coupler 42-2, and the other output side of which is connected to the second coupler 42-2 via the delay coil 44. It is connected to the coupler 42-2. Delay coil 4
Reference numeral 4 delays the output light of the first coupler 42-1 by a delay time T seconds and supplies it to the second coupler 42-2.

【0036】第2のカプラ42−2は、第1のカプラ4
2−1の出力光と遅延コイル44の出力光とを結合する
ものであり、その出力側に第3のカプラ42−3が接続
されている。第3のカプラ42−3は、第2のカプラ4
2−2の出力光をセンサアレイ50へ供給すると共に、
該センサアレイ50からの反射光を光検出器60へ送る
機能を有している。
The second coupler 42-2 is connected to the first coupler 4-2.
The output light of 2-1 and the output light of the delay coil 44 are coupled, and the third coupler 42-3 is connected to the output side thereof. The third coupler 42-3 includes the second coupler 4-3.
While supplying the output light of 2-2 to the sensor array 50,
It has a function of sending the reflected light from the sensor array 50 to the photodetector 60.

【0037】次に、動作を説明する。光源41Aは、制
御信号CSによって制御され、パルス幅dの光パルスを
発生する。この光パルスは、第1のカプラ42−1で2
系統に分岐され、その一方が直接、第2のカプラ42−
2へ送られ、他方が遅延コイル44で遅延時間T秒だけ
遅延されて第2のカプラ42−2へ送られる。第2のカ
プラ42−2は、第1のカプラ42−1の出力光と遅延
コイル44の出力光とを結合し、同一周波数の光パルス
を時間間隔Tでセンサアレイ50へ出力する。
Next, the operation will be described. The light source 41A is controlled by the control signal CS and generates an optical pulse having a pulse width d. This optical pulse is output by the first coupler 42-1 to 2
To the system, one of which is directly connected to the second coupler 42-
2 is sent to the second coupler 42-2 after being delayed by the delay coil 44 for the delay time T seconds. The second coupler 42-2 couples the output light of the first coupler 42-1 and the output light of the delay coil 44, and outputs optical pulses of the same frequency to the sensor array 50 at time intervals T.

【0038】センサアレイ50では、第1の実施例と同
様に、セミ反射器52−1での反射波とセミ反射器52
−2での反射波とが、第3のカプラ42−3を介して光
検出器60へ送られる。光検出器60では、反射器52
−1,52−2からの反射波の干渉信号を電気出力す
る。ここで、光パルスの干渉を同一周波数で利用してい
るため、光検出器60の出力に対し、第1の実施例のよ
うなFM変調等ではなく、ホモダイン復調が施され、音
波情報が検出されることになる。センサ51−2以後
も、順次同様の動作で処理され、音波情報が検出されて
いく。
In the sensor array 50, the reflected wave from the semi-reflector 52-1 and the semi-reflector 52 are the same as in the first embodiment.
The reflected wave at -2 is sent to the photodetector 60 via the third coupler 42-3. In the photodetector 60, the reflector 52
The interference signals of the reflected waves from -1, 52-2 are electrically output. Here, since the interference of the optical pulses is used at the same frequency, the output of the photodetector 60 is not subjected to FM modulation or the like as in the first embodiment, but homodyne demodulation is performed to detect the sound wave information. Will be done. Even after the sensor 51-2, the same operation is sequentially performed and the sound wave information is detected.

【0039】この第2の実施例では、制御信号CSを用
いて光源41Aから光パルスを発生するようにしている
ので、図1の光源41に比べて構成が複雑になるが、図
1の第1,第2のブラッグセル43−1,43−2に代
えて構成の簡単な第1,第2のカプラ42−1,42−
2を設けているので、図1とほぼ同様の回路規模で、第
1の実施例とほぼ同様の利点が得られる。
In the second embodiment, since the light pulse is generated from the light source 41A by using the control signal CS, the structure becomes more complicated than that of the light source 41 in FIG. Simple first and second couplers 42-1 and 42-in place of the first and second Bragg cells 43-1 and 43-2
Since 2 is provided, almost the same advantages as those of the first embodiment can be obtained with a circuit scale similar to that of FIG.

【0040】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば図1及び図5のパルス発生手段40,40A内
に、機能向上のための他の光回路等を設ける等、種々の
変形が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications can be made, for example, by providing another optical circuit for improving the function in the pulse generating means 40, 40A shown in FIGS.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、光パルス発生手段は、光源、第1,第2のカ
プラ、第1,第2のブラッグセル、及び遅延コイルを備
えているので、従来のような光源のコヒーレンス性の悪
さにより発生する位相ノイズの影響を軽減できる。さら
に、光源自体には高いコヒーレンス性が要求されないの
で、通常のレーザダイオード等を使用できる。そのた
め、システム全体が小型、軽量化でき、さらに光源自体
で防振対策を施せるので、従来のような特別の除振台等
を必要とせず、信頼性の高いシステムを提供できる。
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, the optical pulse generating means includes the light source, the first and second couplers, the first and second Bragg cells, and the delay coil. Therefore, it is possible to reduce the influence of the phase noise generated due to the poor coherence of the light source as in the related art. Further, since the light source itself is not required to have high coherence, a usual laser diode or the like can be used. Therefore, the entire system can be made smaller and lighter, and since the light source itself can take anti-vibration measures, it is possible to provide a highly reliable system without requiring a special anti-vibration table or the like.

【0042】第2の発明によれば、光パルス発生手段
は、光源、第1,第2のカプラ、及び遅延コイルを備え
ているので、光源自体の構成が第1の発明よりも複雑に
なるが、第1の発明の第1,第2のブラッグセルに代え
て、構成の簡単な第1,第2のカプラを設けているの
で、パルス発生手段を第1の発明とほぼ同様の回路規模
で実現できる。従って、第1の発明と同様の効果が得ら
れる。
According to the second invention, the optical pulse generating means includes the light source, the first and second couplers, and the delay coil. Therefore, the structure of the light source itself becomes more complicated than that of the first invention. However, since the first and second couplers having a simple structure are provided in place of the first and second Bragg cells of the first invention, the pulse generating means has a circuit scale substantially similar to that of the first invention. realizable. Therefore, the same effect as the first invention can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す多チャンネルの干
渉型光音響センサアレイシステムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a multi-channel interferometric photoacoustic sensor array system showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の多チャンネルの干渉型光音響センサアレ
イシステムの構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional multi-channel interferometric photoacoustic sensor array system.

【図3】図2のタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart of FIG.

【図4】図1のタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart of FIG.

【図5】本発明の第2の実施例を示す多チャンネルの干
渉型光音響センサアレイシステムの構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a multi-channel interferometric photoacoustic sensor array system showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40,40A パルス発生手段 41,41A 光源 42−1,42−2,42−3 第1,第2,第3
のカプラ 43−1,43−2 第1,第2のブラ
ッグセル 44 遅延コイル 50 センサアレイ 51−1,51−2 センサ 52−1,52−2,52−3 セミ反射器 60 光検出器
40, 40A pulse generation means 41, 41A light source 42-1, 42-2, 42-3 1st, 2nd, 3rd
43-1, 43-2 first and second Bragg cells 44 delay coil 50 sensor array 51-1, 51-2 sensor 52-1, 52-2, 52-3 semi-reflector 60 photodetector

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光ファイバ及びセミ反射器で構成
された音波検出用のセンサアレイと、前記センサアレイ
に光パルスを供給する光パルス発生手段とを備え、前記
センサアレイ中の伝搬光の位相変化から音波情報を検出
する光音響センサアレイシステムにおいて、 前記光パルス発生手段は、コヒーレントな連続光を発生
する光源と、前記連続光を2系統の出力光に分岐する第
1のカプラと、前記2系統のうちの一方の出力光を一定
のパルス幅及び周波数の光パルスに変換する第1のブラ
ッグセルと、前記2系統のうちの他方の出力光を一定の
パルス幅及び周波数の光パルスに変換する第2のブラッ
グセルと、前記第2のブラッグセルの出力光を一定時間
遅延させる遅延コイルと、前記第1のブラッグセル及び
遅延コイルの両出力光を結合して前記センサアレイに供
給する第2のカプラとを、備えたことを特徴とする光音
響センサアレイシステム。
1. A sensor array for detecting a sound wave, which comprises a plurality of optical fibers and a semi-reflector, and an optical pulse generating means for supplying an optical pulse to the sensor array. In the photoacoustic sensor array system for detecting acoustic wave information from a phase change, the optical pulse generation means includes a light source that generates coherent continuous light, and a first coupler that branches the continuous light into two output light beams. A first Bragg cell for converting one output light of the two systems into a light pulse having a constant pulse width and frequency, and the other output light of the two systems into a light pulse having a constant pulse width and frequency. A second Bragg cell to be converted, a delay coil for delaying the output light of the second Bragg cell for a predetermined time, and a combination of the output lights of the first Bragg cell and the delay coil Photoacoustic sensor array system characterized by the second coupler to be supplied to the sensor array, comprising a Te.
【請求項2】 請求項1記載の光音響センサアレイシス
テムにおいて、 前記光パルス発生手段は、制御信号によって一定のパル
ス幅の光パルスを発生する光源と、前記光パルスを2系
統の光パルスに分岐する第1のカプラと、前記2系統の
うちの一方の光パルスを一定時間遅延させる遅延コイル
と、前記2系統のうちの他方の光パルスと前記遅延コイ
ルの出力光とを結合して前記センサアレイに供給する第
2のカプラとを、備えたことを特徴とする光音響センサ
アレイシステム。
2. The photoacoustic sensor array system according to claim 1, wherein the light pulse generating means generates a light pulse having a constant pulse width by a control signal, and the light pulse is divided into two systems of light pulses. A first coupler that branches, a delay coil that delays one optical pulse of the two systems for a certain period of time, and the other optical pulse of the two systems and the output light of the delay coil are coupled to each other. A photoacoustic sensor array system comprising: a second coupler that supplies the sensor array.
JP3200356A 1991-08-09 1991-08-09 Photoacoustic sensor array system Withdrawn JPH0545209A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3200356A JPH0545209A (en) 1991-08-09 1991-08-09 Photoacoustic sensor array system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3200356A JPH0545209A (en) 1991-08-09 1991-08-09 Photoacoustic sensor array system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0545209A true JPH0545209A (en) 1993-02-23

Family

ID=16422940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3200356A Withdrawn JPH0545209A (en) 1991-08-09 1991-08-09 Photoacoustic sensor array system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0545209A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013506828A (en) * 2009-09-30 2013-02-28 オプタセンス・ホールデイングス・リミテツド Phase-based detection
WO2016117044A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-28 ニューブレクス株式会社 Distributed fiber optic acoustic detection device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013506828A (en) * 2009-09-30 2013-02-28 オプタセンス・ホールデイングス・リミテツド Phase-based detection
WO2016117044A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-28 ニューブレクス株式会社 Distributed fiber optic acoustic detection device
JPWO2016117044A1 (en) * 2015-01-21 2017-08-10 ニューブレクス株式会社 Distributed optical fiber acoustic wave detector
CN107209052A (en) * 2015-01-21 2017-09-26 光纳株式会社 Profile optical fiber acoustic detector
CN107209052B (en) * 2015-01-21 2019-08-23 光纳株式会社 Profile optical fiber acoustic detector
US10429234B2 (en) 2015-01-21 2019-10-01 Neubrex Co., Ltd. Distributed fiber optic acoustic detection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4593385A (en) Fiber optic sensor lead fiber noise cancellation
US6591025B1 (en) Optical sensing system
US4297887A (en) High-sensitivity, low-noise, remote optical fiber
US6466706B1 (en) Pulsed system and method for fiber optic sensor
DE3176220D1 (en) Fibre-optical measuring equipment
CN114993450B (en) A low-loss, low-power, compact heterodyne acousto-optic modulation module
US4825424A (en) Sensing systems
EP0417162A1 (en) An interferometric fibre optic network
CN109186743B (en) A Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer Distributed Optical Fiber Three-Component Acoustic Sensing System
JPH09318462A (en) Multi-point optical fiber sensor
US6515939B1 (en) Pulse sampled optical fiber hydrophone array (U)
JPH0545209A (en) Photoacoustic sensor array system
US5227624A (en) Optical sensing systems with plural wavelengths and wavelength sensitive sensors
JP3004775B2 (en) Photoacoustic sensor array system
US4595284A (en) Method and apparatus for measuring distribution of elongation in an optical cable
US6990260B2 (en) Extended intensity-based optical sensor
Guo et al. Doppler noise in the inline FBG-based interferometric hydrophone array
Ma et al. An ultra-low crosstalk and polarization independent inline interferometric fiber Bragg grating sensor array
JPH01308988A (en) Optical sensor
JPH06337225A (en) Acousto-optic sensor array device
CN103595489A (en) Underwater talkback system based on optical fiber sensing technology
GB2250593A (en) Optical sensing system
CN116481629A (en) Heterodyne demodulation method for common mode noise suppression of interference type optical fiber hydrophone
US20220407607A1 (en) Transceiver, spatial light frequency transmission system and spatial light frequency transmission method
CN117606603A (en) Constant frequency pulse optical fiber interferometer acoustic wave sensing system and method based on optical path difference demodulation

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981112