測(cè)量裝置以及測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及測(cè)量裝置以及測(cè)量方法，上述測(cè)量裝置具備：光源部，生成探測(cè)光；分支部，將由上述探測(cè)光產(chǎn)生的后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光；延遲部，對(duì)上述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲；合波部，將上述第一光和第二光合波來生成合波光；相干檢波部，對(duì)上述合波光進(jìn)行零差檢波并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用后布里淵散射光進(jìn)行光纖的失真測(cè)量時(shí)，通過測(cè)量光的頻率變化作為由相干檢波所提供的差拍信號(hào)的相位差，由此取得時(shí)間和相位的2維信息。
【專利說明】
測(cè)量裝置以及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及使用了布里淵散射光的測(cè)量裝置以及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖通信的發(fā)展，光纖自身作為傳感介質(zhì)的分布型光纖傳感被廣泛研究。在分布型光纖傳感中，以光時(shí)域反射儀(0TDR:0ptical Time Domain Ref lectometry)為代表，在該光時(shí)域反射儀中，從光纖的一端入射光脈沖，并相對(duì)時(shí)間測(cè)量在光纖中被后方散射的光。在光纖中的后方散射中存在瑞利散射、布里淵散射以及拉曼散射。其中，測(cè)量自然布里淵散射被稱呼為BOTDR(Brillc)Uin 0TDR:布里淵光時(shí)域反射儀)(例如，參照非專利文獻(xiàn)
Do
[0003]布里淵散射在相對(duì)于入射到光纖的光脈沖的中心頻率在斯托克斯側(cè)以及反斯托克斯側(cè)頻移了 GHz的程度的地方被觀測(cè)到，該光譜被稱為布里淵增益光譜。布里淵增益光譜的頻移量和光譜線寬分別被稱為布里淵位移和布里淵線寬，并根據(jù)光纖的材質(zhì)以及入射到光纖的光脈沖的波長(zhǎng)而不同。例如，被報(bào)告內(nèi)容中，在波長(zhǎng)1.5 5 μπι的光脈沖入射到石英系的單模光纖的情況下，布里淵位移成為約11GHz，布里淵線寬成為約30MHz。
[0004]已知布里淵位移相對(duì)光纖的失真以500MHz/%的程度的比例線性變化。若將這些換算為拉伸失真和溫度，則分別對(duì)應(yīng)于0.058ΜΗζ/με、1.18MHz/°C。
[0005]如此，在BOTDR中，能夠測(cè)量針對(duì)光纖的長(zhǎng)度方向上的失真、溫度分布。因此，BOTDR作為橋梁、隧道等大型建筑物的監(jiān)控技術(shù)而被關(guān)注。
[0006]由于BOTDR測(cè)量在光纖中發(fā)生的自然布里淵散射光的光譜波形，因此該BOTDR—般進(jìn)行與另外準(zhǔn)備的參照光一起的外差檢波。自然布里淵散射光的強(qiáng)度比瑞利散射光的強(qiáng)度小2?3位。因此，外差檢波即便在使最小感光靈敏度增加上也變得有用。
[0007]參照?qǐng)D6，對(duì)以往的BOTDR進(jìn)行說明(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。圖6是以往的光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0008]從光源112被出射的連續(xù)光被光耦合器142分支為2個(gè)。被分支為2個(gè)的其中一個(gè)作為參照光使用，另一個(gè)通過光頻移器143接受與布里淵頻率相當(dāng)?shù)念l移后，通過光脈沖發(fā)生器114成為脈沖狀的探測(cè)光。
[0009]該探測(cè)光經(jīng)過光耦合器120被入射到成為測(cè)量對(duì)象的光纖(被測(cè)量纖維)100。來自被測(cè)量纖維100的后方布里淵散射光在光耦合器150中與參照光被合波后，被由平衡型光電二極管(PD) 162和FET放大器164構(gòu)成的接收器160外差檢波。
[0010]這里，由于探測(cè)光通過光頻移器143被實(shí)施了布里淵頻率程度的頻移，所以被外差檢波而被生成的差拍信號(hào)的頻率變低。通過混頻器170、電濾波器178使差拍信號(hào)降低頻率后，對(duì)通過利用檢波電路172進(jìn)行平方檢波或者包絡(luò)檢波而得到的IF( IntermediateFrequecy)信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量。該結(jié)果被發(fā)送至信號(hào)處理裝置174。
[0011]這里，由于BOTDR處理針對(duì)光纖的長(zhǎng)度方向上的頻率光譜分布的信息，所以需要取得時(shí)間、振幅以及頻率的3維信息。參照?qǐng)D7，在BOTDR中，對(duì)時(shí)間、振幅以及頻率的3維信息的取得方法進(jìn)行說明。圖7是用于說明在以往的光纖失真測(cè)量裝置中的時(shí)間、振幅以及頻率的3維信息的取得方法的示意圖。在上述的專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)中，在測(cè)量布里淵頻率光譜整體時(shí)，通過掃描局部振蕩電信號(hào)源183的頻率f來取得時(shí)間t以及振幅I的2維信息。
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001 —165808號(hào)公報(bào)
[0013]非專利文南犬1:T.Kurashima et al./'Brillouin Optical —fiber time domainref lectometry “，IEICE Trans.Commun.，vol.Ε76—B，n0.4，pp.382 —390( 1993)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]這里，由于自然布里淵散射光非常微弱，所以即使應(yīng)用外差檢波也不能確保足夠的信噪比(S/N)。其結(jié)果是，需要用于S/N改善的平均化處理。由于該平均化處理和上述3維信息的取得，所以在以往的光失真測(cè)量裝置中難以縮短測(cè)量時(shí)間。
[0015]本發(fā)明正是鑒于上述的問題點(diǎn)而提出。本發(fā)明的目的在于提供一種光纖失真測(cè)量裝置以及光纖失真測(cè)量方法，其通過測(cè)量光的頻率變化作為由相關(guān)檢波所提供的差拍信號(hào)的相位差，并使用了取得時(shí)間和相位的2維信息的自然布里淵散射光。
[0016]一種測(cè)量裝置，具備:光源部，生成探測(cè)光;分支部，將由上述探測(cè)光產(chǎn)生的后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光;延遲部，對(duì)上述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲;合波部，將上述第一光和第二光合波來生成合波光;相干檢波部，對(duì)上述合波光進(jìn)行零差檢波并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。
[0017]另外，測(cè)量裝置的構(gòu)成為具備:光源部、分支部、延遲部、合波部以及相干檢波部。而且，上述光源部生成探測(cè)光。探測(cè)光被入射至成為測(cè)量對(duì)象的光纖(被測(cè)量光纖)。分支部將由探測(cè)光在被測(cè)量光纖發(fā)生的后方布里淵散射光分支為第一光路和第二光路的2個(gè)。延遲部被設(shè)置在第一光路和第二光路的任一方，并對(duì)在第一光路和第二光路傳播的光之間賦予延遲時(shí)間差。合波部將在第一光路以及第二光路傳播的光合波來生成合波光。相干檢波部對(duì)合波光進(jìn)行零差檢波并將差頻作為相位差信號(hào)輸出。該相位差信號(hào)是所謂的差拍信號(hào)。
[0018]另外，根據(jù)上述測(cè)量裝置的優(yōu)選實(shí)施方式，測(cè)量裝置的構(gòu)成為具備:光源部、分支部、光頻移部、延遲部、合波部、相干檢波部、電信號(hào)生成部以及混頻部。而且，光源部生成探測(cè)光。探測(cè)光被入射至被測(cè)量光纖。分支部將由探測(cè)光在被測(cè)量光纖發(fā)生的后方布里淵散射光分支為第一光路和第二光路的2個(gè)。光頻移部被設(shè)置在第一光路和第二光路的任一方，并提供拍頻的頻移。延遲部被設(shè)置在第一光路和第二光路的任一方，對(duì)在第一光路和第二光路傳播的光之間賦予延遲時(shí)間差。合波部將在第一光路和第二光路傳播的光合波來生成合波光。相干檢波部對(duì)合波光進(jìn)行外差檢波并將差頻率作為第一電信號(hào)輸出。電信號(hào)生成部生成頻率與第一電信號(hào)保持相同頻率的第二電信號(hào)?；祛l部對(duì)第一電信號(hào)和第二電信號(hào)進(jìn)行零差檢波并將差頻作為相位差信號(hào)輸出。
[0019]該第一電信號(hào)是所謂的差拍信號(hào)。
[0020]另外，根據(jù)測(cè)量裝置的其它優(yōu)選實(shí)施方式，構(gòu)成為代替光頻移部具備第一光頻移部和第二光頻移部。而且，第一光頻移部被設(shè)置在第一光路，賦予第一頻率的頻移。第二光頻移部被設(shè)置在第二光路，賦予第二頻率的頻移。
[0021]該情況下，由于第二電信號(hào)作為第一頻率與第二頻率的差頻被生成，所以成為所謂的差拍信號(hào)。
[0022]另外，測(cè)量方法包含以下的過程。首先，生成探測(cè)光。探測(cè)光被入射至被測(cè)量光纖。接著，將由探測(cè)光在被測(cè)量光纖發(fā)生的后方布里淵散射光分支為第一光路和第二光路的2個(gè)。接著，對(duì)在第一光路和第二光路傳播的光之間賦予延遲時(shí)間差。接著，將在第一光路和第二光路傳播的光合波來生成合波光。接著，對(duì)合波光進(jìn)行零差檢波并將差頻作為相位差信號(hào)輸出。
[0023]另外，根據(jù)上述測(cè)量方法的其它優(yōu)選實(shí)施方式，構(gòu)成為具備以下過程。
[0024]首先，生成探測(cè)光。探測(cè)光被入射至被測(cè)量光纖。接著，將由探測(cè)光在被測(cè)量光纖發(fā)生的后方布里淵散射光分支為第一光路和第二光路的2個(gè)。對(duì)在第一光路和第二光路的任一方傳播的光賦予拍頻的頻移。接著，對(duì)在第一光路和第二光路傳播的光之間賦予延遲時(shí)間差。接著，將在第一光路和第二光路傳播的光合波來生成合波光。接著，對(duì)合波光進(jìn)行外差檢波來生成第一電信號(hào)。接著，生成頻率與第一電信號(hào)保持相同頻率的第二電信號(hào)。
[0025]接著，對(duì)第一電信號(hào)和第二電信號(hào)零差檢波并將差頻作為相位差信號(hào)輸出。
[0026]另外，根據(jù)測(cè)量方法的其它優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)在第一光路傳播的光提供第一頻率的頻移并對(duì)在第二光路傳播的光提供第二頻率的頻移。
【附圖說明】
[0027]圖1是第一光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0028]圖2是表示布里淵位移與差拍信號(hào)的相位變化的示意圖。
[0029]圖3是表示延遲時(shí)間與可測(cè)量頻率的關(guān)系的示意圖。
[0030]圖4是第二光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0031 ]圖5是第3光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0032]圖6是以往的光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0033]圖7是用于說明以往的光纖失真測(cè)量裝置的時(shí)間、振幅以及頻率的3維信息的取得方法的示意圖。
[0034]附圖標(biāo)記說明:10...光源部;20...循環(huán)器;30...光放大器;32...光帶通濾波器；40、41...自身延遲外差干涉儀;42...分支部;43...光頻移部;44...第一光頻移部;46...第二光頻移部;48...延遲部;50...合波部;60...相干檢波部;62...平衡型PD; 64...FET放大器;70、86...混頻部；72、88...低通濾波器(LPF);74...信號(hào)處理裝置;80、81...電信號(hào)生成部;82...第一局部振蕩電信號(hào)源;83...局部振蕩電信號(hào)源;84...第二局部振蕩電信號(hào)源;90...定時(shí)控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，雖然參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但是對(duì)于各構(gòu)成要素的形狀、大小以及配置關(guān)系只不過是為了能夠適度地理解本發(fā)明而概略地表示。另外，以下雖然說明本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)例，但各構(gòu)成要素的材質(zhì)以及數(shù)值的條件等只不過僅用于優(yōu)選例。因此，本發(fā)明并不限定在以下的實(shí)施方式，能夠進(jìn)行不脫離本發(fā)明的構(gòu)成的范圍而能夠達(dá)成本發(fā)明效果的多個(gè)變更或者變形。另外，關(guān)于各構(gòu)成要素，能夠使用實(shí)現(xiàn)以下說明的功能的任意優(yōu)選的公知的元件等。
[0036](第一實(shí)施方式)
[0037]參照?qǐng)D1，對(duì)第一實(shí)施方式的光纖失真測(cè)量裝置(以下也稱為第一光纖失真測(cè)量裝置。)進(jìn)行說明。圖1是第一光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0038]第一光纖失真測(cè)量裝置的構(gòu)成為具備:光源部10、循環(huán)器20、光放大器30、光帶通濾波器32、自身延遲外差干涉儀40以及定時(shí)控制器90。
[0039]光源部10生成探測(cè)光。光源部10構(gòu)成為具備生成連續(xù)光的光源12、由連續(xù)光生成光脈沖的光脈沖發(fā)生器14。
[0040]這里，第一光纖失真測(cè)量裝置測(cè)量頻率變化相應(yīng)的相位差。因此，光源12的頻率波動(dòng)必須比布里淵位移足夠小。鑒于此，使用頻率穩(wěn)定激光器作為光源12。例如，在將成為測(cè)量對(duì)象的光纖(以下，也稱為被測(cè)量光纖。)100的失真設(shè)為0.008%時(shí)，布里淵位移相當(dāng)于4MHz。因此，在測(cè)量0.008 %程度的失真時(shí)，期望光源12的頻率波動(dòng)與4MHz相比足夠小。
[0041 ] 光脈沖發(fā)生器14使用任意優(yōu)選的以往周知的聲光(A0:Acoust Optical)調(diào)制器或者電光(E0:Electric Optical)調(diào)制器而構(gòu)成。光脈沖發(fā)生器14根據(jù)由定時(shí)控制器90生成的電脈沖，由連續(xù)光生成光脈沖。該光脈沖的重復(fù)周期被設(shè)定為比光脈沖在被測(cè)量光纖100中往返所需要的時(shí)間長(zhǎng)。該光脈沖作為探測(cè)光從光源部10被輸出。
[0042]從該光源部10被輸出的探測(cè)光經(jīng)過循環(huán)器20被入射至被測(cè)量光纖100。其中，也可以使用光耦合器代替20。
[0043]來自被測(cè)量光纖100的后方散射光經(jīng)過循環(huán)器20被發(fā)送至光放大器30。由光放大器30被放大的后方散射光被發(fā)送至光帶通濾波器32。光帶通濾波器32具有1GHz程度的透射頻帶，僅透射自然布里淵散射光。該自然布里淵散射光被發(fā)送至自身延遲外差干涉儀40。從該光帶通濾波器32被出射的自然布里淵散射光的在時(shí)刻t時(shí)的信號(hào)E0(t)用以下的公式
(I)表示。
[0044]Eo(t) =Aoexp{ j(23ifbt+ Φ ο)} (I)
[0045]這里，Αο表示振幅，fb表示自然布里淵散射光的光頻率、Φ ο表示初期相位。
[0046]自身延遲外差干涉儀40的構(gòu)成為具備:分支部42、第一光頻移部44、第二光頻移部46、延遲部48、合波部50、相干檢波部60、混頻部70、低通濾波器(LPF)72、電信號(hào)生成部80和信號(hào)處理裝置74。
[0047]電信號(hào)生成部80的構(gòu)成為具備:第一局部振蕩電信號(hào)源82、第二局部振蕩電信號(hào)源84、混頻部86以及低通濾波器(LPF)88。其中，第一局部振蕩電信號(hào)源82、第二局部振蕩電信號(hào)源84也可以存在于電信號(hào)生成部80的外部。第一局部振蕩電信號(hào)源82生成第一頻率fi的電信號(hào)。第二局部振蕩電信號(hào)源84生成第二頻率5的電信號(hào)。混頻部86由第一頻率的電信號(hào)、第二頻率f2的電信號(hào)生成第一頻率^以及第二頻率f2的和頻分量、和差頻分量。LPF88從由混頻部86生成的信號(hào)輸出差頻分量Af(Zf1-A)的差拍信號(hào)。
[0048]分支部42利用探測(cè)光接收經(jīng)過光帶通濾波器32的由被測(cè)量光纖100發(fā)生的后方布里淵散射光，并將該后方布里淵散射光分支為第一光路以及第二光路。
[0049]第一光頻移部44被設(shè)置于第一光路。第一光頻移部44使用由第一局部振蕩電信號(hào)源82所生成的第一頻率的電信號(hào)針對(duì)在第一光路傳播的光提供第一頻率5的頻移。
[0050]第二光頻移部46被設(shè)置于第二光路。第二光頻移部46使用由第二局部振蕩電信號(hào)源84所生成的第二頻率f2的電信號(hào)對(duì)在第二光路傳播的光提供第二頻率f2的頻移。
[0051]在以往的例如專利文獻(xiàn)I中所公開的測(cè)量裝置中，提供與布里淵位移對(duì)應(yīng)的數(shù)十GHz程度的頻移。與此相對(duì)，在該第一光纖失真測(cè)量裝置中，第一頻率以及第二頻率f2是數(shù)十MHz程度。因此，能夠使用比以往的測(cè)量裝置小型且便宜的頻移器。
[0052]另外，在該結(jié)構(gòu)例中，在第二光路設(shè)置有延遲部48。延遲部48對(duì)于在第二光路傳播的光提供時(shí)間τ的延遲。
[0053]合波部50將在第一光路和第二光路傳播的光合波來生成合波光。被入射至合波部50且在第一光路傳播的光信號(hào)Ei(t)、在第二光路傳播的光信號(hào)E2(t — τ)分別用以下的(2)
(3)公式表不。
[0054]Ei(t) =Aiexp{ j (23Tfbt+23rfit+Φ I)} (2)
[0055]E2(t) =A2exp[ j{2jrfb(t — T)+23if2t+Φ 2} ] (3)
[0056]這里，A1、A2以及Φ 1、Φ2分別是Ei(t)以及E2(t —τ)的振幅，Φ ι以及Φ 2分別是Ei(t)以及E2(t — τ)的初期相位。
[0057]相干檢波部60外差檢波合波光來生成差拍信號(hào)。相干檢波部60的構(gòu)成為具備:例如平衡型光電二極管(PD)62和FET放大器64。通過外差檢波所提供的差拍信號(hào)I用以下的公式(4)表示。
[0058]I=Ai2+A22+4AiA2Cos{2jt( Δ ft+fbx)+Φ ι~ Φ 2} (4)
[0059]由相干檢波部60所生成的差拍信號(hào)作為第一電信號(hào)被發(fā)送至混頻部70。另外，由電信號(hào)生成部80所生成的差拍信號(hào)作為第二電信號(hào)被發(fā)送至混頻部70。
[0060]混頻部70對(duì)第一電信號(hào)和第二電信號(hào)進(jìn)行零差檢波并生成零差信號(hào)。這里，由于作為差拍信號(hào)的第一以及第二電信號(hào)是具有任意拍頻Af的差拍信號(hào)，所以通過對(duì)它們進(jìn)行零差檢波，23ifbT的變化作為相位差被輸出。布里淵頻率&由于光源12的振蕩頻率的波動(dòng)和被測(cè)量光纖100的失真這2個(gè)原因而變化?？墒?，通過使用頻率穩(wěn)定激光器作為光源12，基于被測(cè)量光纖100的失真的影響成為主導(dǎo)。這里，若假定在被測(cè)量光纖100中發(fā)生基于局部的失真的布里淵位移A fb，則上述的公式(4)能夠如以下的公式(5)那樣改寫。
[0061]I =Ai2+A22+4AiA2Cos[2jt{ Δ ft+(fb+Δ fb(t) )τ} +φ ι-φ 2] (5)
[0062]低通濾波器72從零差信號(hào)去掉和頻分量來生成表示與相位差對(duì)應(yīng)的電壓值的相位差信號(hào)。該相位差信號(hào)被送至信號(hào)處理裝置74進(jìn)行規(guī)定的處理。
[0063]圖2(A)以及(B)是表示布里淵位移和差拍信號(hào)的相位變化的示意圖。圖2(A)示出在橫軸表示時(shí)間t，在縱軸表示頻率。另外，圖2(B)示出在橫軸表示時(shí)間t，在縱軸表示電壓。
[0064]該橫軸的時(shí)間表示發(fā)生布里淵散射的地方。即，針對(duì)探測(cè)光被出射的時(shí)間，經(jīng)過時(shí)間t后在后方布里淵散射光被入射的情況下，若設(shè)被測(cè)量光纖內(nèi)的光的傳播速度為V，則在距離被測(cè)量光纖的入射端為vt/2的位置發(fā)生后方布里淵散射。
[0065]在圖2(A)中，表示與從時(shí)刻tl到t2的時(shí)間T對(duì)應(yīng)的區(qū)間內(nèi)發(fā)生頻移的例子。此時(shí)，因?yàn)橛勺陨硌舆t外差干涉儀賦予延遲時(shí)間τ，所以相位變化在從tl到tl+τ之間變化，并在從時(shí)刻t2到t2+T之間返回到原來的狀態(tài)。即，由第一光纖失真測(cè)量裝置測(cè)量相位差時(shí)，需要滿足T > τ的關(guān)系，可測(cè)量的時(shí)間分辨率(S卩，空間分辨率)由τ決定。并且，可測(cè)量的頻率變化也由τ的大小決定。即，若τ變大，則可測(cè)量的頻率范圍變小，但是空間分辨率變大。另一方面，若τ變小，則空間分辨率變小，但是可測(cè)量的頻率范圍變大。如此，在延遲時(shí)間與可測(cè)量的頻率之間存在權(quán)衡的關(guān)系。在圖3中表示延遲時(shí)間與可測(cè)量頻率的關(guān)系。在這里，設(shè)相位變化的最小檢測(cè)感度為2V1000?2jt。若設(shè)延遲時(shí)間τ為lns，則頻率測(cè)量范圍成為IMHz?1GHz。Ins的延遲時(shí)間τ對(duì)應(yīng)于20cm的空間分辨率，IMHz?IGHz的頻率測(cè)量范圍相當(dāng)于0.002?2%的光纖的失真。這些值作為光纖的失真測(cè)量滿足足夠的空間分辨率以及測(cè)量精度。
[0066]如上所述，通過測(cè)量光的頻率變化作為由相關(guān)檢波提供的差拍信號(hào)的相位差，由此取得時(shí)間以及相位的2維信息。因此，與需要3維信息的取得的現(xiàn)有技術(shù)相比，縮短了測(cè)量時(shí)間。
[0067](第二實(shí)施方式)
[0068]參照?qǐng)D4，對(duì)第二實(shí)施方式的光纖失真測(cè)量裝置(以下，也稱為第二光纖失真測(cè)量裝置。)進(jìn)行說明。圖4是第二光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0069]第二光纖失真測(cè)量裝置與第一光纖失真測(cè)量裝置的不同點(diǎn)在于，自身延遲外差干涉儀41的光頻移部43是I個(gè)。在這里，雖然表示了光頻移部43被設(shè)置于第二光路的例子，但是也可以被設(shè)置于第一光路。
[0070]由于光頻移部是I個(gè)，所以電信號(hào)生成部81具備的局部振蕩電信號(hào)源83也是I個(gè)。另外，來自局部振蕩電信號(hào)源83的電信號(hào)作為第二電信號(hào)被輸入至混頻部70。對(duì)于其它的結(jié)構(gòu)，因與第一光纖失真測(cè)量裝置相同而省略重復(fù)的說明。
[0071]第二光纖失真測(cè)量裝置對(duì)應(yīng)于在上述(I)?(5)公式中設(shè)定f2= 0、Δ f = 情形。對(duì)于第二光纖失真測(cè)量裝置而言，由于光頻移部、局部振蕩電信號(hào)源是I個(gè)，所以與第一光纖失真測(cè)量裝置相比，在制造成本方面上是有利的。另一方面，因?yàn)橛珊喜ú克喜ǖ?個(gè)光的頻率是接近的值，所以從進(jìn)行零差檢波的觀點(diǎn)出發(fā)，第一光纖失真測(cè)量裝置能夠進(jìn)行更加高精度的測(cè)量。
[0072](第3實(shí)施方式)
[0073]參照?qǐng)D5，對(duì)第3實(shí)施方式的光纖失真測(cè)量裝置(以下，也稱為第3光纖失真測(cè)量裝置。)進(jìn)行說明。圖5是第3光纖失真測(cè)量裝置的示意方框圖。
[0074]第3光纖失真測(cè)量裝置與第一光纖失真測(cè)量裝置的不同點(diǎn)在于，不具備光頻移部。
[0075]該情況下，相干檢波部60進(jìn)行零差檢波來生成差拍信號(hào)。由于該差拍信號(hào)照舊對(duì)應(yīng)于相位差信號(hào)，因此不需要電信號(hào)生成部、混頻部、LPF。
[0076]第3光纖失真測(cè)量裝置對(duì)應(yīng)于在上述(I)?(5)公式中設(shè)定fi = f2 = 0、Δ f = 0的情形。由于第3光纖失真測(cè)量裝置不具備光頻移部、局部振蕩電信號(hào)源，所以與第一光纖失真測(cè)量裝置、第二光纖失真測(cè)量裝置相比，在第3光纖失真測(cè)量裝置制造成本方面上是有利的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)量裝置，具備: 光源部，生成探測(cè)光； 光纖，入射所述探測(cè)光，并由所述探測(cè)光發(fā)生后方布里淵散射光； 分支部，將所述后方布里淵散射光分支為第一光和第二光； 延遲部，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波部，將所述第一光和第二光合波來生成合波光；以及 相干檢波部，對(duì)所述合波光進(jìn)行零差檢波并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。2.—種測(cè)量裝置，具備: 光源部，生成探測(cè)光； 分支部，將由所述探測(cè)光產(chǎn)生的后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光； 延遲部，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波部，將所述第一光和第二光合波來生成合波光；以及 相干檢波部，對(duì)所述合波光進(jìn)行零差檢波并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置，其中， 所述后方布里淵散射光由在所述光纖傳播的所述探測(cè)光發(fā)生。4.一種測(cè)量裝置，具備: 光源部，生成探測(cè)光； 分支部，若所述探測(cè)光入射到光纖，則在所述光纖中由所述探測(cè)光發(fā)生后方布里淵散射光，將該后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光； 移相部，設(shè)在所述第一光路和所述第二光路的任一方，并將所述第一光和第二光的任一方的光的頻率移相拍頻的程度； 延遲部，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波部，將所述第一光和第二光合波來生成合波光； 相干檢波部，對(duì)所述合波光進(jìn)行外差檢波并將其檢波到的差頻作為第一電信號(hào)輸出；電信號(hào)生成部，生成頻率與所述第一電信號(hào)的頻率相同的第二電信號(hào)；以及混頻部，對(duì)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)進(jìn)行零差檢波，并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。5.—種測(cè)量裝置，具備: 光源部，生成探測(cè)光； 分支部，若所述探測(cè)光入射到光纖，則在所述光纖中由所述探測(cè)光發(fā)生后方布里淵散射光，將該后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光； 第一移相部，設(shè)在所述第一光路，并將所述第一光的頻率移相第一頻率的程度； 第二移相部，設(shè)在所述第二光路，并將所述第二光的頻率移相第二頻率的程度； 延遲部，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波部，將所述第一光和第二光合波來生成合波光； 相干檢波部，對(duì)所述合波光進(jìn)行外差檢波并將其檢波到的差頻作為第一電信號(hào)輸出； 電信號(hào)生成部，生成頻率與所述第一電信號(hào)的頻率相同的第二電信號(hào)；以及 混頻部，對(duì)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)進(jìn)行零差檢波，并將差頻作為相位差信號(hào)輸出。6.一種測(cè)量方法，具有: 生成過程，生成探測(cè)光； 分支過程，將由所述探測(cè)光產(chǎn)生的后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光； 延遲過程，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波過程，將所述第一光和第二光合波來生成合波光；以及 輸出過程，對(duì)所述合波光進(jìn)行零差檢波并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量方法，其中， 所述后方布里淵散射光由在所述光纖傳播的所述探測(cè)光發(fā)生。8.—種測(cè)量方法，具有: 生成過程，生成探測(cè)光； 分支過程，若所述探測(cè)光入射到光纖，則在所述光纖中由所述探測(cè)光發(fā)生后方布里淵散射光，將該后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光；移相過程，將所述第一光和第二光的任一方的光的頻率移相拍頻的程度； 延遲過程，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波過程，將所述第一光和第二光合波來生成合波光； 第一輸出過程，對(duì)所述合波光進(jìn)行外差檢波并將其檢波到的差頻作為第一電信號(hào)輸出； 生成過程，生成頻率與所述第一電信號(hào)的頻率相同的第二電信號(hào)；以及第二輸出過程，對(duì)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)進(jìn)行零差檢波，并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。9.一種測(cè)量方法，具有: 生成過程，生成探測(cè)光； 分支過程，若所述探測(cè)光入射到光纖，則在所述光纖中由所述探測(cè)光發(fā)生后方布里淵散射光，將該后方布里淵散射光分支為在第一光路和第二光路傳播的第一光和第二光；第一移相過程，將所述第一光的頻率移相第一頻率的程度； 第二移相過程，將所述第二光的頻率移相第二頻率的程度； 延遲過程，對(duì)所述第一光和第二光的任一方的光賦予延遲； 合波過程，將所述第一光和第二光合波來生成合波光； 第一輸出過程，對(duì)所述合波光進(jìn)行外差檢波并將其檢波到的差頻作為第一電信號(hào)輸出； 生成過程，生成頻率與所述第一電信號(hào)的頻率相同的第二電信號(hào)；以及第二輸出過程，對(duì)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)進(jìn)行零差檢波，并將其檢波到的差頻作為相位差信號(hào)輸出。
【文檔編號(hào)】G01D5/353GK106017521SQ201610024026
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日
【發(fā)明人】小泉健吾
【申請(qǐng)人】沖電氣工業(yè)株式會(huì)社