記憶機能を有する特殊プラスチック光ファイバを用いた分布型温度測定の実現

利用具有记忆功能的特种塑料光纤实现分布式测温

• 批准号: 15J11445
• 负责人: 皆川 和成
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11445/
• 关键词: プラスチック光ファイバ; 温度計測; ブリルアン散乱; ブリルアン周波数シフト; 歪計測; ポリマー物性; 吸水率

歪と温度が同時に変化する環境において、プラスチック光ファイバ（POF）中のブリルアン散乱光に対する歪・温度依存性の解明を進めた。まず、POFの材質から受ける影響を抑制し、POFの歪と温度を同時に変化させながらブリルアン散乱光のスペクトル（BGS）の歪・温度依存性を実測する方法を構築した。そして、BGSの歪・温度依存性を、ブリルアン周波数シフト（BFS；ブリルアン散乱光とそれを発生させた入射光との周波数の差）と、BGSのピークの高さ（以降BGS heightと呼ぶ）の観点から解析し、以下を示した。POF中では、ブリルアン散乱光の温度依存性は歪から、ブリルアン散乱特性の歪依存性は温度から影響を受けることを示した。特に、BFSについては、温度感度がPOFの歪に応じて変化し、歪感度がPOFの温度に応じて変化することを明らかにした。これらの感度の変化率は-1.5 MHz/(℃・%)にもなり得る。よって、歪が温度感度に与える影響と温度が歪感度に与える影響は無視できない。このことから、BFSを利用した歪・温度測定（ブリルアン散乱光を利用した歪・温度測定の最も基本的な形）において、歪を測定する際は温度に応じて、温度を測定する場合は歪に応じて感度の値を選択しなければ、BFSの値から歪や温度を正確に逆算することが不可能となることを示した。加えて、歪と温度が同時に変化する環境でBFSからPOFの歪や温度を逆算する際に必要となる関係式を、実験的に導出することを試みた。また、予め13～16%の歪を与えたPOFを、歪を与えていない同種のPOFとともに敷設することで、本来歪と温度の両方に反応するブリルアン散乱光から歪と温度の情報を分離できる可能性を示した。BGS heightに関して、これを用いての正確な歪・温度測定は難しいことを示した。

Slanting と temperature が に at the same time - the す る environment に お い て, プ ラ ス チ ッ ク light フ ァ イ バ (POF) の ブ リ ル ア ン scattered light に す seaborne る slanting, temperature dependency の interpret を into め た. ま ず, POF の material か ら by け る influence を し, POF の slanting と temperature を に at the same time - the さ せ な が ら ブ リ ル ア ン scattered light の ス ペ ク ト ル (BGS) の slanting, temperature dependency を be measured す を る method to construct し た. そ し て, BGS の slanting temperature dependency を, ブ リ ル ア ン cycle for シ フ ト (BFS; ブ リ ル ア ン scattered light と そ れ を 発 raw さ せ た incident light と の cycle for poor の) と, BGS の ピ ー ク の high さ (BGS to drop height と shout ぶ) の 観 point か ら parsing し, the following を し た. In POF で は, ブ リ ル ア ン scattered light の temperature dependency は slanting か ら, ブ リ ル ア ン scattered characteristics の slanting temperature dependence は か ら を by け る こ と を shown し た. に, BFS に つ い て は, temperature sensitivity が POF の slanting に 応 じ て - し, slanting sensitivity が POF の temperature に 応 じ て variations change す る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 れら the <s:1> sensitivity <s:1> rate of change <e:1> is -1.5 MHz/(℃ · %)に れら な な る. よ っ て, slanting が に and temperature sensitivity え る influence に が slanting と temperature sensitivity and え る influence は ignore で き な い. こ の こ と か ら, BFS を using し た slanting, temperature measurement (ブ リ ル ア ン scattered light を using し た slanting, temperature measurement の も most basic な shape) に お い て, determination of crooked を す る interstate は temperature に 応 じ て, determination of temperature を す る occasions は slanting に 応 じ て sensitivity の numerical を sentaku し な け れ ば, BFS の numerical か ら slanting や temperature を に right inverse calculate す る こ と が It is impossible for となる とを とを to show た. Add え て, crooked と temperature が に at the same time - the す る environment で BFS か ら POF の slanting や temperature を inverse calculate す る interstate に necessary と な る masato type を, be 験 に export す る こ と を try み た. ま た, 13 ~ 16% の slanting to め を and え た POF を, crooked を and え て い な い same の POF と と も に laying す る こ と で, slanting と temperature の struck party に anti 応 す る ブ リ ル ア ン scattered light か ら slanting と temperature の intelligence を separation で き を る possibility in し た. The heightに of BGS is related to て and れを れを. The correct な is crooked. The temperature measurement is とを difficult. The とを とを とを shows た.

项目成果

Experimental study on thermal memory effect in plastic optical fibers

塑料光纤热记忆效应的实验研究

• 发表时间: 2015
• 作者: K. Minakawa;N. Hayashi;Y. Mizuno;and K. Nakamura
• 通讯作者: and K. Nakamura

Dependence of Brillouin frequency shift on water absorption ratio in polymer optical fibers

• DOI: 10.1063/1.4953388
• 发表时间: 2016-06
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: K. Minakawa;K. Koike;N. Hayashi;Y. Koike;Y. Mizuno;Kentaro Nakamura

プラスチック光ファイバ中のブリルアン周波数シフトの吸水率依存性

塑料光纤布里渊频移的吸水率依赖性

• 发表时间: 2015
• 作者: 皆川和成;小池康太郎;林寧生;小池康博;水野洋輔;中村健太郎
• 通讯作者: 中村健太郎

Strain dependence of Brillouin scattering properties in plastic optical fibers influenced by high temperature

塑料光纤布里渊散射特性受高温影响的应变依赖性

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Minakawa;Y. Mizuno;and K. Nakamura
• 通讯作者: and K. Nakamura

Thermal memory effect in polymer optical fibers

聚合物光纤的热记忆效应

• DOI: 10.1109/lpt.2015.2421950
• 发表时间: 2015
• 期刊: IEEE Photon. Technol. Lett.
• 作者: K. Minakawa;N. Hayashi;Y. Mizuno;and K. Nakamura
• 通讯作者: and K. Nakamura