ブリルアン光相関領域リフレクトメトリの提案と実験的検証および性能向上

布里渊光学相关区域反射计的提出、实验验证和性能改进

基本信息

批准号：
07J55121
负责人：
水野洋輔
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

平成19年度、我々は片端入射の分布型歪センサとして、ブリルアン光相関領域リフレクトメトリ(BOCDR)を提案し、世界記録となる13mmという高空間分解能を達成した。平成20年度は、時間ゲート法による測定レンジの延伸や、偏波ビート長の分布測定への応用、偏波スクランブリングによる測定の安定性向上、などを行った。これに引き続き、平成21年度は、1、特殊ファイバにおけるブリルアン周波数シフト(BFS)の温度や歪に対する負の依存性の発見と理論解析、2、テルライトファイバを被測定ファイバ(FUT)として用いたBOCDRによる極限分解能の実現、3、二重周波数変調法による測定レンジの延伸、4、BOCDR動作の詳細な理論解明、を行った。1:一般のシリカファイバよりもブリルアン散乱が強いテルライトファイバおよび酸化ビスマスファイバ中の、BFSの温度および歪に対する依存性を調査した。その結果、シリカファイバとは逆符号の負の依存性を初観測した。この原因は、特殊ファイバのヤング率の歪や温度に対する負の依存性に起因していると考えている。2:従来得られていた13mmの分解能は、システムの信号対雑音(S/N)比に制限を受けていた。そこで、ブリルアン散乱信号の強いテルライトファイバをFUTとして用いることで、BOCDRの極限分解能である6mmの分解能を達成した。3:これまでに提案されていた時間ゲート法では、測定レンジを3倍程度までしか延伸することができなかった。そこで、光源の周波数を2つの周波数で同時に変調する二重周波数変調法を提案し、ノイズフロア補正技術と組み合わせることで、測定レンジを10倍に延伸することに成功した。4:BOCDR動作を既存技術とは独立に理論を構築した。観測される実効ブリルアン利得スペクトル(BGS)が真性BGS分布とビートスペクトルの2次元畳込み積分で与えられることを導き、これに基づいて実験とシミュレーションの比較を行った。また、各種ノイズの解析を行い、BOCDRの性能限界を明確にした。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dependence of the Brillouin Frequency Shift on Temperature in a Tellurite Glass Fiber and a Bismuth-Oxide Highly-Nonlinear Fiber

DOI：
10.1143/apex.2.112402
发表时间：
2009-11-01
期刊：
APPLIED PHYSICS EXPRESS
影响因子：
2.3
作者：
Mizuno, Yosuke;He, Zuyuan;Hotate, Kazuo
通讯作者：
Hotate, Kazuo

Brillouin optical correlation-domain reflectometry with 13-mm spatial resolution and 50-Hz sampling rate

DOI：
10.1109/cleo.2008.4551322
发表时间：
2008-05
期刊：
2008 Conference on Lasers and Electro-Optics and 2008 Conference on Quantum Electronics and Laser Science
影响因子：
0
作者：
Yosuke Mizuno;Zuyuan He;K. Hotate
通讯作者：
Yosuke Mizuno;Zuyuan He;K. Hotate

Stable entire-length measurement of fiber strain distribution by Brillouin optical correlation-domain reflectometry based on polarization scrambling scheme

基于扰偏方案的布里渊光相关域反射仪全长稳定测量光纤应变分布