直接変調とヘテロダイン検出技術を用いた高感度多点FBGセンサーの研究

采用直接调制和外差检测技术的高灵敏多点FBG传感器研究

• 批准号: 22K04128
• 负责人: 黒田 圭司
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04128/
• 关键词: FBGセンサー; DFBレーザーアレイ; ヘテロダイン検出; 時間分割多重; 波長分割多重; 時間-波長分割多重

準分布型FBG(Fiber Bragg Grating)センサーは、ファイバーコアに刻まれた回折格子をセンサーヘッドとして用いて温度、歪、振動などの環境変化を検出する。軽量、長距離化、電源供給不要、耐電磁ノイズ性などの利点を持ち、トンネルや橋梁の劣化、斜面の地すべり監視などに用いられている。本提案では1.5ミクロン帯通信波長帯DFB(Distributed Feedback)レーザーアレイを用いて周波数掃引パルスを発生させ、FBGからの反射光と局部発振(参照)光との遅延自己ヘテロダイン測定を行い、ビート信号を検出することでFBGセンサーの高感度化を目標として挙げた。初年度は第一段階として強度変調器を用いた時間分割多重-FBGセンサー、DBFレーザーアレイの複数LDを遅延発振させて用いた波長分割多重-FBGセンサー、またそれらを併用した時間-波長多重hybrid FBGセンサーシステムの実証を行った。それぞれ原理実証を目的としているため数個程度の多重化であるが、十分な実験結果が得られた。またFBGスペクト取得は当初、手動での波長掃引で行っていたが、温度の自動掃引とPCによるデータ自動取り込みを行いセンサーとしての機能性向上が達成できた。

Quasi distributed FBG (Fiber Bragg Grating) セ ン サ ー は, フ ァ イ バ ー コ ア に carved ま れ た inflexion grid を セ ン サ ー ヘ ッ ド と し て in い て temperature, slanting, vibration な ど の environmental variations を 検 out す る. 軽 capacity, long distance power supply, don't, resistance to electromagnetic ノ イ ズ sex な ど の tartness を hold ち, ト ン ネ ル や bridge の degradation, cant の す べ り monitoring な ど に with い ら れ て い る. This proposal で 1.5 ロ ロ ロ <e:1> band communication wavelength band DFB(Distributed Feedback) レ ー ザ ー ア レ イ を with い て cycle for sweeping lead パ ル ス を 発 raw さ せ, FBG か ら の local 発 vibration (reference) light reflected light と と の 遅 delay their ヘ テ ロ ダ イ ン determination を い, ビ ー ト signal を 検 out す る こ と で FBG セ ン サ ー の Gao Gan degree melts を target と し て 挙 げ た. Year at the beginning of the first Duan Jie は と し て intensity variations modulator を with い た time division multiple - FBG セ ン サ ー, DBF レ ー ザ ー ア レ イ の plural LD を 遅 delay 発 vibration さ せ て in い た wavelength division multiple - FBG セ ン サ ー, ま た そ れ ら を and し た time - multiple hybrid FBG wavelength セ ン サ ー シ ス テ ム の line card be を っ た. そ れ ぞ れ principle be card を purpose と し て い る た め several degree の multiple で あ る が, very な be the result of 験 が ら れ た. ま た FBG ス ペ ク ト obtain は at the beginning, manual で の wavelength sweep bring で っ て い た が, temperature の auto sweep と PC に よ る デ ー タ automatically take り 込 み を line い セ ン サ ー と し て の functional が reach upward で き た.

项目成果

Dual-Wavelength Differential Detection of FBGs Using a Frequency-Scanning Pulsed Laser

• DOI: 10.1109/lpt.2022.3210929
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: IEEE Photonics Technology Letters
• 影响因子: 2.6
• 作者: K. Kuroda;Ui Inaba

ヘテロダイン検出時間分割多重FBGセンサーの自動計測

外差检测时分复用FBG传感器的自动测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 稲葉初;黒田圭司;黒田圭司
• 通讯作者: 黒田圭司

Wavelength-Division Multiplexed Interrogation of FBGs Using a Distributed-Feedback Laser Array

使用分布式反馈激光阵列对 FBG 进行波分复用询问

• DOI: 10.1109/lpt.2022.3168853
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Photonics Technology Letters
• 影响因子: 2.6
• 作者: Yunfeng Lu;Marie Tabaru;Kuroda Keiji
• 通讯作者: Kuroda Keiji

ヘテロダイン検出多点FBGセンサー

外差检测多点FBG传感器

• 发表时间: 2023
• 作者: 星野拓真;田原麻梨江;黒田圭司
• 通讯作者: 黒田圭司

時間・波長分割多重二波長差動検波FBGセンシング

时分/波分复用双波长差分检测 FBG 传感

• 发表时间: 2023
• 作者: 稲葉初;黒田圭司
• 通讯作者: 黒田圭司