JP2008185422A - Brillouin frequency shift measurement method and apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an effect of a Fresnel reflection in the vicinity of a Fresnel reflection generating section, measure a Brillouin frequency shift, and reduce an error. <P>SOLUTION: In a Brillouin frequency shift measurement method, a light receiving section 4 receives a backscatter Brillouin light generated in a fiber 3 to be measured, and the Brillouin frequency shift is measured in the vicinity of the Fresnel reflection generating section. A light source 1 is used which has a spectral line width of Δf for satisfying αSL≥R×Δf<SP>2</SP>/[4×(ν<SB>B</SB>)<SP>2</SP>+Δf<SP>2</SP>], where R is a Fresnel reflection intensity ratio within the fiber 3 to be measured, α is a Brillouin scatter loss coefficient. S is a backscatter Brillouin light receiving coefficient, L is a measurement range length expressed by a distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating section, and ν<SB>B</SB>is the Brillouin frequency shift. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法及び装置に関する。   In the present invention, a light pulse from a light source is incident from one end of a measured optical fiber, back Brillouin scattered light generated in the measured optical fiber is received, a Brillouin scattered light spectrum at each time is measured, The present invention relates to a Brillouin frequency shift measurement method and apparatus for measuring a Brillouin frequency shift in the vicinity of a Fresnel reflection generator by measuring a Brillouin frequency shift distribution in an optical fiber to be measured.

特に、本発明は、ブリルアン周波数シフト測定においてのフレネル反射の影響を排除する測定技術を提供するものであって、光ファイバ線路内の温度分布や歪分布が測定可能な範囲を広げるものとして応用が可能である。また、ブリルアン周波数シフトを用いた光ファイバ線路保守試験などのその他のブリルアン散乱測定の応用に対しても利便性の向上を図ることができる。   In particular, the present invention provides a measurement technique that eliminates the influence of Fresnel reflection in Brillouin frequency shift measurement, and can be applied to expand the range in which temperature distribution and strain distribution in an optical fiber line can be measured. Is possible. Also, the convenience can be improved for other Brillouin scattering measurement applications such as an optical fiber line maintenance test using Brillouin frequency shift.

光ファイバ線路において、歪や温度の異常を検出する測定方法として、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）の方法があり、特許文献１に示されている。   As a measuring method for detecting an abnormality in strain and temperature in an optical fiber line, there is a BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometer) method, which is disclosed in Patent Document 1.

光パルスを、光カプラでプローブ光とローカル光に分岐して、プローブ光を光ファイバ線路に入射し、発生した後方ブリルアン散乱光を、先に分岐したローカル光と合波し、受光素子でビート信号を受光する。ビート信号は、１０ＧＨｚほどのローカル光と散乱光の周波数の差の値の周波数を有しており、ブリルアン周波数シフトを示す。入射から受光までの時間により、光ファイバ線路内の各点でのブリルアン周波数シフトを測定できる。   The optical pulse is split into probe light and local light by an optical coupler, the probe light is incident on an optical fiber line, the generated Brillouin scattered light is combined with the previously branched local light, and beats are received by a light receiving element. Receives the signal. The beat signal has a frequency that is a value of a difference between the frequencies of the local light and the scattered light of about 10 GHz, and indicates a Brillouin frequency shift. The Brillouin frequency shift at each point in the optical fiber line can be measured according to the time from incidence to reception.

このブリルアン周波数シフトは、歪、温度分布により変化するため、ブリルアン周波数シフトを測定することで、光ファイバ中の歪、温度分布を測定できる。   Since this Brillouin frequency shift changes depending on the strain and temperature distribution, the strain and temperature distribution in the optical fiber can be measured by measuring the Brillouin frequency shift.

一方、光ファイバなどの光導波路において、屈折率が異なる境界面では、フレネル反射が発生する。光ファイバ線路においては、フレネル反射は、メカニカルスプライスなどの突合せ接続部や、光ファイバ線路遠端などの、空気との境界面で発生する。導波光との強度比は、約−１５ｄＢほどある。   On the other hand, in an optical waveguide such as an optical fiber, Fresnel reflection occurs at a boundary surface having a different refractive index. In an optical fiber line, Fresnel reflection occurs at an interface with air, such as a butt connection such as a mechanical splice, or a far end of the optical fiber line. The intensity ratio with the guided light is about -15 dB.

一般に、フレネル反射光のスペクトルは、光源のスペクトル線幅と同じ値の半値全幅を持ち、スペクトルの裾を持っている。光ファイバ線路に上記ＢＯＴＤＲの測定法を用いたときでも、光ファイバ線路の接続部や遠端ではフレネル反射が起きている。ＢＯＴＤＲの測定法においては、測定するスペクトルの周波数帯は、上述の通り、入射光と１０ＧＨｚほど異なる周波数帯になる。この周波数帯においても、フレネル反射の裾は弱いながらも存在し、また、測定するブリルアン散乱光強度は、一般に入射光との比で約−９０ｄＢと非常に小さいため、入射光と周波数帯が異なるブリルアン散乱光測定においても、フレネル反射はその発生する近傍において、測定の障害となる。   In general, the spectrum of Fresnel reflected light has a full width at half maximum that is the same as the spectral line width of the light source, and has a bottom of the spectrum. Even when the above-described BOTDR measurement method is used for an optical fiber line, Fresnel reflection occurs at the connection part and the far end of the optical fiber line. In the BOTDR measurement method, the frequency band of the spectrum to be measured is different from the incident light by about 10 GHz as described above. Even in this frequency band, the tail of Fresnel reflection exists although it is weak, and the Brillouin scattered light intensity to be measured is generally very low at about -90 dB as compared with the incident light, so the incident light and the frequency band are different. Also in the Brillouin scattered light measurement, Fresnel reflection becomes an obstacle to the measurement in the vicinity where it occurs.

特開平３-１２０４３７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-120437 電子情報通信学会論文誌 Ｂ−Ｉ Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｂ−Ｉ Ｎｏ．２ ｐｐ．１４４−１５２ １９９０年２月IEICE Transactions BI Vol. J73-BI No. 2 pp. 144-152 February 1990 Ｎ．Ｈｏｎｄａ，ｅｔ ａｌ，ＯＥＣＣ ２００５，Ｐ３６４ ７Ａ２−３N. Honda, et al, OECC 2005, P364 7A2-3

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、フレネル反射発生部の近傍において、そのフレネル反射の影響を排除し、誤差の少ないブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a Brillouin frequency shift measuring method and apparatus for measuring a Brillouin frequency shift with little error in the vicinity of a Fresnel reflection generating portion, eliminating the influence of the Fresnel reflection. For the purpose.

上記目的を達成するために本発明は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is configured to receive a light pulse from a light source from one end of a measured optical fiber, receive backward Brillouin scattered light generated in the measured optical fiber, and perform Brillouin scattered light at each time. A Brillouin frequency shift measurement method for measuring a Brillouin frequency shift in the vicinity of a Fresnel reflection generator by measuring a spectrum and measuring a Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber to be measured. When the Fresnel reflection intensity ratio is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the measurement range length is L, and the Brillouin frequency shift is ν B. In addition,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above is used.

また本発明は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とする。 In the present invention, a light pulse from a light source is incident from one end of the optical fiber to be measured, the back Brillouin scattered light generated in the optical fiber to be measured is received, the Brillouin scattered light spectrum at each time is measured, A Brillouin frequency shift measurement method for measuring a Brillouin frequency shift in the vicinity of a Fresnel reflection generator by measuring a Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber to be measured, wherein the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is When R, Brillouin scattering loss coefficient is α, backward Brillouin scattered light receiving coefficient is S, Brillouin frequency shift is ν B , and spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
The measurement range length represented by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating portion of L satisfying the above is used.

また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とする。 According to the present invention, a light pulse from a light source is incident on a first optical fiber in which a plurality of second optical fibers having different Brillouin frequency shifts of length L or less are connected via an optical splitter, By receiving back Brillouin scattered light generated in the optical fiber, measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time, and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber, the Brillouin frequency shift of the second optical fiber Is a Brillouin frequency shift measurement method for measuring a Fresnel reflection intensity ratio in an optical fiber to be measured, R, a Brillouin scattering loss coefficient α, a back Brillouin scattered light reception coefficient S, a Brillouin frequency shift ν B , When the spectral line width is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above is used.

また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とする。 According to the present invention, a light pulse from a light source is incident on a first optical fiber in which a plurality of second optical fibers having different Brillouin frequency shifts of length L or less are connected via an optical splitter, The Brillouin frequency shift of the second optical fiber is received by receiving backward Brillouin scattered light generated in the optical fiber, measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time, and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber. Is a Brillouin frequency shift measurement method in which the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light reception coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line of the light source When the width is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
The measurement range length represented by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating portion of L satisfying the above is used.

また本発明は、被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするものである。 The present invention also includes a light source that receives a light pulse from one end of an optical fiber to be measured, a light receiving unit that receives backward Brillouin scattered light generated by the optical fiber to be measured, and a rear Brillouin scattered light received by the light receiving unit. Means for measuring the Brillouin frequency shift in the vicinity of the Fresnel reflection generating portion by measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the measured optical fiber. A measurement device, wherein the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the rear Brillouin scattered light reception coefficient is S, and the measurement range length is expressed by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generation part. L, when Brillouin frequency shift is ν B ,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above is used.

また本発明は、被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするものである。 The present invention also includes a light source that receives a light pulse from one end of an optical fiber to be measured, a light receiving unit that receives backward Brillouin scattered light generated by the optical fiber to be measured, and a rear Brillouin scattered light received by the light receiving unit. Means for measuring the Brillouin frequency shift in the vicinity of the Fresnel reflection generating portion by measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the measured optical fiber. A measurement apparatus, wherein the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light reception coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf When
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
The measurement range length represented by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating portion of L that satisfies the above is used.

また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするものである。 The present invention also provides a light source that makes an optical pulse incident on a first optical fiber in which a plurality of second optical fibers each having a different Brillouin frequency shift of length L or less are connected via an optical splitter; Measure the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber by measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the light receiving unit that receives the back Brillouin scattered light generated in the fiber and the back Brillouin scattered light received by the light receiving unit And a means for measuring the Brillouin frequency shift of the second optical fiber, wherein the Fresnel reflection intensity ratio in the measured optical fiber is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, and the rear when the Brillouin scattered light receiving coefficient S, the Brillouin frequency shift [nu B, the spectral line width of the light source was Δf ,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above is used.

また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするものである。 The present invention also provides a light source that makes an optical pulse incident on a first optical fiber in which a plurality of second optical fibers each having a different Brillouin frequency shift of length L or less are connected via an optical splitter; Measure the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber by measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the light receiving unit that receives the back Brillouin scattered light generated in the fiber and the back Brillouin scattered light received by the light receiving unit And a means for measuring the Brillouin frequency shift of the second optical fiber, wherein the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, and the rear Brillouin scattering is When the light receiving coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
The measurement range length represented by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating portion of L that satisfies the above is used.

本発明のブリルアン周波数シフト測定方法及び装置は、フレネル反射発生部の近傍において、そのフレネル反射の影響を排除し、ブリルアン散乱光の方がフレネル反射光よりも強くなり、誤差の少ないブリルアン周波数シフトが測定できる。   The Brillouin frequency shift measuring method and apparatus according to the present invention eliminates the influence of Fresnel reflection in the vicinity of the Fresnel reflection generating portion, and the Brillouin scattered light is stronger than the Fresnel reflected light, and the Brillouin frequency shift with less error is performed. It can be measured.

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。図１において、１は光源、２は光変調器、３は被測定光ファイバ、４は受光部、５は光分波器である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a Brillouin frequency shift measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a light source, 2 is an optical modulator, 3 is an optical fiber to be measured, 4 is a light receiving unit, and 5 is an optical demultiplexer.

図１に示すように、光源１から発せられた光は光変調器２でパルス化されて光パルスとなって、光分波器５を通り、被測定光ファイバ３の片端に入射される。被測定光ファイバ３の各点で後方ブリルアン散乱光が発生し、この後方ブリルアン散乱光が光分波器５を通り、受光部４で受光される。受光部４で受光された後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ３内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する。   As shown in FIG. 1, the light emitted from the light source 1 is pulsed by the optical modulator 2 to form an optical pulse, passes through the optical demultiplexer 5, and enters one end of the optical fiber 3 to be measured. Back Brillouin scattered light is generated at each point of the optical fiber 3 to be measured, and this rear Brillouin scattered light passes through the optical demultiplexer 5 and is received by the light receiving unit 4. By measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the backward Brillouin scattered light received by the light receiving unit 4 and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the measured optical fiber 3, the frequency near the Fresnel reflection generating unit is measured. Measure Brillouin frequency shift.

すなわち、被測定光ファイバ３内のある点で、温度もしくは歪の異常があると、ブリルアン周波数シフトが変化し、図２のように測定される周波数−受光強度特性のブリルアン散乱光スペクトルが矢印のように変化する。この異常点が被測定光ファイバ３の遠端にある場合、前記の通り、遠端でのフレネル反射の影響で、この異常を検知することが困難になる。このため、このブリルアン散乱光を測定する１０ＧＨｚ帯の周波数でのフレネル反射光の強度とブリルアン散乱光の強度を比較し、ブリルアン散乱光の強度が大きくなるような測定を行えば、フレネル反射の影響を排除できる。   That is, if there is an abnormality in temperature or strain at a certain point in the optical fiber 3 to be measured, the Brillouin frequency shift changes, and the Brillouin scattered light spectrum of the frequency-light-receiving intensity characteristic measured as shown in FIG. To change. When this abnormal point is at the far end of the optical fiber 3 to be measured, as described above, it is difficult to detect this abnormality due to the influence of Fresnel reflection at the far end. For this reason, if the intensity of the Brillouin scattered light is compared with the intensity of the Fresnel reflected light at a frequency of 10 GHz for measuring the Brillouin scattered light and the intensity of the Brillouin scattered light is increased, the influence of the Fresnel reflected light Can be eliminated.

この条件は、ブリルアン散乱光強度をＰＢ、周波数ｆにおけるフレネル反射光をＰＦ（ｆ）とすると、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたとき、この条件は
ＰＢ＞ＰＦ（νＢ） （１）
と表される。 This condition Brillouin scattered light intensity P B, the Fresnel reflection light at the frequency f and P F (f), when the Brillouin frequency shift was [nu B, the condition P B> P F (ν B ) ( 1)
It is expressed.

一般に、フレネル反射のスペクトルは、光源の位相雑音の影響を受ける。光源の位相雑音をローレンツ型関数と仮定すると、被測定光ファイバから受光されるフレネル反射のスペクトルは、
ＰＦ（ｆ）＝Ｐ０・Ｒ・（Δｆ／２）２／〔ｆ２＋（Δｆ／２）２〕 （２）
と表される。ここで、Ｐ０はスペクトルのピークパワー、ｆは周波数、Δｆは光源のスペクトル線幅、Ｒはフレネル反射強度比である。 In general, the spectrum of Fresnel reflection is affected by the phase noise of the light source. Assuming that the phase noise of the light source is a Lorentzian function, the spectrum of Fresnel reflection received from the measured optical fiber is
P F (f) = P 0 · R · (Δf / 2) 2 / [f 2 + (Δf / 2) 2 ] (2)
It is expressed. Here, P 0 is the peak power of the spectrum, f is the frequency, Δf is the spectral line width of the light source, and R is the Fresnel reflection intensity ratio.

次に、ブリルアン散乱光強度については、非特許文献１により
ＰＢ＝Ｐ０αＳνＷ／２ （３）
と表される。ここで、レイリー散乱光による損失は無視している。νは被測定光ファイバ３のコア中での光の速度、Ｗは入射パルスの幅を表している。α（ｎｐ／ｍ）はブリルアン散乱損失係数を表し、
α＝７．１×１０−３０／λ４ （４）
となる。λはｍ単位の入射した光の波長である。Ｓは後方ブリルアン散乱光受光係数で、
Ｓ＝λ２／４πＡｎ２ （５）
であり、ｎは被測定光ファイバのコアの屈折率で、Ａは実効断面積である。 Next, regarding the Brillouin scattered light intensity, P B = P 0 αSνW / 2 (3) according to Non-Patent Document 1.
It is expressed. Here, the loss due to Rayleigh scattered light is ignored. ν represents the speed of light in the core of the optical fiber 3 to be measured, and W represents the width of the incident pulse. α (np / m) represents the Brillouin scattering loss coefficient,
α = 7.1 × 10 −30 / λ 4 (4)
It becomes. λ is the wavelength of incident light in m units. S is the back Brillouin scattered light receiving coefficient,
S = λ 2 / 4πAn 2 (5)
N is the refractive index of the core of the optical fiber to be measured, and A is the effective area.

一方、式（３）中のνＷ／２は、光ファイバ中にパルスが存在する長さを表している。ブリルアン周波数シフトがずれる異常位置が光ファイバ遠端位置にあり、その異常範囲が遠端から数ｍ以下のオーダーで、Ｌの距離にわたっているとすると、一般的な光パルス試験に用いる数百ｎｓ〜数十μｍのパルス幅では、光ファイバ中のパルスの存在する長さよりもＬの方が圧倒的に短いので、その異常点からのブリルアン散乱光のパワーは、式（３）中のνＷ／２をＬに変えて、
ＰＢ＝Ｐ０αＳＬ （６）
となる。 On the other hand, νW / 2 in Equation (3) represents the length of a pulse in the optical fiber. Assuming that the abnormal position where the Brillouin frequency shift is shifted is at the far end position of the optical fiber, and the abnormal range is on the order of several meters or less from the far end and extends over a distance of L, several hundred ns to be used for a general optical pulse test. With a pulse width of several tens of μm, L is overwhelmingly shorter than the length of the pulse in the optical fiber. Therefore, the power of the Brillouin scattered light from the abnormal point is νW / 2 in the equation (3). Change to L,
P B = P 0 αSL (6)
It becomes.

これらのパラメータを用いて、式（１）を計算する。
計算すると、式（１）は、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕 （７）
となる。ここで、Ｌはフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長、νＢはブリルアン周波数シフトである。 Using these parameters, Equation (1) is calculated.
When calculated, equation (1) is
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ] (7)
It becomes. Here, L is the length of the measurement range represented by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating part, and ν B is the Brillouin frequency shift.

図３は光ファイバのブリルアン周波数シフト測定におけるフレネル反射発生点からの距離（フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長Ｌ）とフレネル反射強度比Ｒの関係を示す特性図である。   FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance from the Fresnel reflection generation point (measurement range length L expressed by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generation part) and the Fresnel reflection intensity ratio R in the Brillouin frequency shift measurement of the optical fiber.

すなわち、式（７）による、各光源のスペクトル線幅Δｆにおける、遠端からの測定距離で表した測定範囲長Ｌとフレネル反射強度比Ｒの関係を示す。ブリルアン周波数シフトνＢは１０ＧＨｚとした。この図３の中で、曲線よりも下部、つまりフレネル反射強度比Ｒが小さい場合、そのブリルアン周波数シフトνＢの変化は測定することができる。 That is, the relationship between the measurement range length L expressed by the measurement distance from the far end and the Fresnel reflection intensity ratio R in the spectral line width Δf of each light source according to Expression (7) is shown. The Brillouin frequency shift ν B was 10 GHz. In FIG. 3, when the lower part of the curve, that is, when the Fresnel reflection intensity ratio R is small, the change in the Brillouin frequency shift ν B can be measured.

この図３の計算で用いたパラメータを図４に示す。この図４の値では、波長依存性は式（５）にのみ現れるが、λとＡ両方にその依存性があり、１２６０〜１６５０ｎｍという通常の光ファイバに用いる波長帯では０．５ｄＢ以下の変化に過ぎず、式（７）の計算に大きく影響するものではない。また、パルス幅やピークパワーも一般的な値を適当に選んだものであり、この値が変わっても式（７）の結果に影響を与えることはない。モードフィールド径ＭＦＤと比屈折率差は、一般的なシングルモード光ファイバの値を用いていて、本発明の利用目的になる試験すべき光ファイバとして至極適当なものである。これらの値を用いているため、図４の値は本発明での前提となるものではなく、本発明での説明の計算に用いただけの値に過ぎない。   The parameters used in the calculation of FIG. 3 are shown in FIG. In the values shown in FIG. 4, the wavelength dependency appears only in the equation (5), but both λ and A have such dependency. In the wavelength band used for a normal optical fiber of 1260 to 1650 nm, the change is 0.5 dB or less. However, it does not greatly affect the calculation of Expression (7). Also, the pulse width and peak power are appropriately selected from general values, and even if these values change, the result of equation (7) is not affected. The mode field diameter MFD and the relative refractive index difference are values of a general single mode optical fiber, and are extremely suitable as an optical fiber to be tested which is an object of use of the present invention. Since these values are used, the values shown in FIG. 4 are not preconditions for the present invention, but are merely used for the calculation of the description of the present invention.

一般的に、光ファイバと空気の境界面で起きるフレネル反射強度比Ｒは約−１５ｄＢであるので、図３により、光源１のスペクトル線幅が３ＭＨｚ以下であれば、フレネル反射点から１ｍまでの点でのブリルアン周波数シフトνＢの変化を測定することができる。つまり、光源のスペクトル線幅が式（７）を満たすものであれば、フレネル反射点からＬｍまでの点でも十分にブリルアン周波数シフトνＢの変化を検知することができる。装置としては、よりスペクトル線幅が狭い光源として、半導体レーザではなく、光ファイバレーザなどを用いればこの条件は達成しやすい。 In general, since the Fresnel reflection intensity ratio R occurring at the interface between the optical fiber and air is about −15 dB, the spectral line width of the light source 1 is 3 MHz or less from FIG. The change in Brillouin frequency shift ν B at the point can be measured. That is, as long as the spectral line width of the light source satisfies Equation (7), the change in the Brillouin frequency shift ν B can be sufficiently detected even at points from the Fresnel reflection point to Lm. As an apparatus, this condition can be easily achieved if an optical fiber laser or the like is used instead of a semiconductor laser as a light source having a narrower spectral line width.

以上のように、光源１に式（７）を満たすスペクトル線幅Δｆのものを用いることで、被測定光ファイバ３の線路遠端部などの空気との境界面でフレネル反射が発生する場合に、線路遠端部などの空気との境界面でのブリルアン周波数シフトνＢの変化を測定することができる。尚、式（７）の関係を満たすＬの範囲では、ブリルアン散乱光の方がフレネル散乱光よりも強くなり、誤差の少ないブリルアン周波数シフトが測定できる。 As described above, when the light source 1 having the spectral line width Δf satisfying the equation (7) is used, Fresnel reflection occurs at the interface with air such as the far end of the line of the optical fiber 3 to be measured. The change in the Brillouin frequency shift ν B at the interface with air such as the far end of the line can be measured. In the range of L satisfying the relationship of Expression (7), the Brillouin scattered light is stronger than the Fresnel scattered light, and the Brillouin frequency shift with less error can be measured.

図５は本発明の第２の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。図５中、図１と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、被測定光ファイバ３に、メカニカルスプライスなどの突合せ接続部６が存在する場合には、被測定光ファイバ３の線路途中の突合せ接続部６でフレネル反射が発生する。この場合にも、光源１に式（７）を満たすスペクトル線幅Δｆのものを用いることで、被測定光ファイバ３の線路途中の突合せ接続部６でのブリルアン周波数シフトνＢの変化を測定することができる。 FIG. 5 is a structural explanatory view showing a Brillouin frequency shift measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. As shown in FIG. 5, when the butt connection portion 6 such as a mechanical splice exists in the optical fiber to be measured 3, Fresnel reflection occurs at the butt connection portion 6 in the middle of the line of the optical fiber to be measured 3. Also in this case, the change in the Brillouin frequency shift ν B at the butt connection 6 in the middle of the line of the optical fiber 3 to be measured is measured by using the light source 1 having a spectral line width Δf satisfying the equation (7). be able to.

図６は本発明の第３の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。図６において、７は光源から速度ν０の入射光を発生するブリルアン散乱光測定器（ＢＯＴＤＲ）、８は分岐光ファイバ線路での分岐上部光ファイバ、９は光スプリッタ、１０１〜１０４は分岐光ファイバ線路での分岐下部光ファイバ、１１１は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν１に設計した光ファイバ、１１２は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν２に設計した光ファイバ、１１３は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν３に設計した光ファイバ、１１４は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν４に設計した光ファイバである。 FIG. 6 is a configuration explanatory view showing a Brillouin frequency shift measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, 7 is a Brillouin scattered light measuring device (BOTDR) that generates incident light at a speed ν 0 from a light source, 8 is a branched upper optical fiber in a branched optical fiber line, 9 is an optical splitter, 10 1 to 10 4 are The lower branch optical fiber in the branch optical fiber line, 11 1 is an optical fiber designed to have a Brillouin frequency shift for identifying the branched optical fiber as ν 0 ± ν 1 , and 11 2 is the Brillouin frequency shift for identifying the branched optical fiber. An optical fiber designed for ν 0 ± ν 2 , 11 3 is a Brillouin frequency shift for identifying a branched optical fiber, an optical fiber designed for ν 0 ± ν 3 , and 11 4 is a Brillouin frequency shift for identifying a branched optical fiber It is an optical fiber designed to ν 0 ± ν 4 .

すなわち、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトν０±ν１〜ν０±ν４を持つ複数の光ファイバ１１１〜１１４が分岐下部光ファイバ１０１〜１０４及び光スプリッタ９を介して接続された分岐上部光ファイバ８には、ブリルアン散乱光測定器（ＢＯＴＤＲ）７に設けられた光源からの速度ν０の光パルスが入射される。前記光ファイバ１１１〜１１４で発生した後方ブリルアン散乱光はブリルアン散乱光測定器（ＢＯＴＤＲ）７に設けられた受光部で受光され、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、前記光ファイバ１１１〜１１４のブリルアン周波数シフトν０±ν１〜ν０±ν４を測定する。 That is, a plurality of optical fibers 11 1 to 11 4 having different Brillouin frequency shifts ν 0 ± ν 1 to ν 0 ± ν 4 each having a length L or less pass through the branched lower optical fibers 10 1 to 10 4 and the optical splitter 9. A light pulse having a velocity ν 0 from a light source provided in a Brillouin scattered light measuring device (BOTDR) 7 is incident on the branched upper optical fiber 8 connected in this manner. Backward Brillouin scattering light generated in the optical fiber 11 1 to 11 4 is received by the light receiving portion provided in the Brillouin scattered light measuring device (BOTDR) 7, by measuring Brillouin scattered light spectrum at each time, the light by measuring the Brillouin frequency shift distribution in the fiber, measuring the optical fibers 11 1 to 11 4 Brillouin frequency shift ν 0 ± ν 1 ~ν 0 ± ν 4.

この場合、光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いる。 In this case, when the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above is used.

近年、非特許文献２で提案されているように、ブリルアン周波数シフトνＢの異なる複数の光ファイバを用いて分岐光ファイバ線路を識別する、ファイバ線路の故障区間切り分けの試験方法が示されている。この方法においても、光源のスペクトル線幅を式（７）を満たすものを用いれば、分岐光ファイバ線路の遠端に設置する、ブリルアン周波数シフトを設計した光ファイバの長さをＬｍ以下にすることができ、この非特許文献２に示す方法の利便性が向上される。 In recent years, as proposed in Non-Patent Document 2, there is shown a test method for identifying a fault section of a fiber line that identifies a branched optical fiber line using a plurality of optical fibers having different Brillouin frequency shifts ν B. . Also in this method, if the spectral line width of the light source satisfies the formula (7), the length of the optical fiber designed for the Brillouin frequency shift installed at the far end of the branched optical fiber line is set to Lm or less. The convenience of the method shown in Non-Patent Document 2 is improved.

尚、以上の実施形態は、所望の測定範囲が与えられた場合に、測定装置の光源のスペクトル線幅を式（７）の関係を満たすように設定するものであった。しかし逆に、測定装置の光源が予め与えられている場合には、その光源のスペクトル線幅Δｆから、式（７）の関係を満たす、フレネル反射発生部からの距離で表した測定範囲Ｌを算出し、算出されたＬの範囲の測定結果を妥当な測定結果として提示する手段を測定装置に備えるようにしてもよい。この際、フレネル反射発生部の位置は、被測定光ファイバの長さ等に基づき予め入力するようにしてもよいし、実際のフレネル反射の測定結果から特定するようにしてもよい。   In the above embodiment, when a desired measurement range is given, the spectral line width of the light source of the measurement apparatus is set so as to satisfy the relationship of Expression (7). On the other hand, when the light source of the measuring device is given in advance, the measurement range L expressed by the distance from the Fresnel reflection generator that satisfies the relationship of the expression (7) is obtained from the spectral line width Δf of the light source. Means for calculating and presenting the measurement result in the calculated range L as an appropriate measurement result may be provided in the measurement apparatus. At this time, the position of the Fresnel reflection generation unit may be input in advance based on the length of the optical fiber to be measured, or may be specified from the actual measurement result of Fresnel reflection.

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明の第１の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。It is composition explanatory drawing which shows the Brillouin frequency shift measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態で用いる温度もしくは歪が存在する場合のブリルアン散乱光スペクトルの変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of a Brillouin scattered light spectrum when the temperature or distortion used in the 1st Embodiment of this invention exists. 本発明の第１の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定におけるフレネル反射発生点からの距離とフレネル反射強度比の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the distance from a Fresnel reflection generating point and the Fresnel reflection intensity ratio in the Brillouin frequency shift measurement which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の計算の際に用いたパラメータの値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the value of the parameter used in the case of the calculation of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。It is composition explanatory drawing which shows the Brillouin frequency shift measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。It is composition explanatory drawing which shows the Brillouin frequency shift measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…光源、２…光変調器、３…被測定光ファイバ、４…受光部、５…光分波器、６…被測定光ファイバ線路内の突合せ接続点、７…ブリルアン散乱光測定ＯＴＤＲ（ＢＯＴＤＲ）、８…分岐光ファイバ線路での分岐上部光ファイバ、９…光スプリッタ、１０…分岐光ファイバ線路での分岐下部光ファイバ、１１…分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフト設計光ファイバ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Optical modulator, 3 ... Optical fiber to be measured, 4 ... Light receiving part, 5 ... Optical demultiplexer, 6 ... Butt connection point in optical fiber line to be measured, 7 ... Brillouin scattered light measurement OTDR ( BOTDR), 8 ... Branch upper optical fiber in branch optical fiber line, 9 ... Optical splitter, 10 ... Branch lower optical fiber in branch optical fiber line, 11 ... Brillouin frequency shift designed optical fiber for branch optical fiber identification.

Claims (8)

光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。 A light pulse from a light source is incident from one end of the optical fiber to be measured, back Brillouin scattered light generated by the optical fiber to be measured is received, a Brillouin scattered light spectrum at each time is measured, and the optical fiber to be measured A Brillouin frequency shift measurement method for measuring a Brillouin frequency shift in the vicinity of a Fresnel reflection generating portion by measuring a Brillouin frequency shift distribution in
The Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the rear Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the measurement range length expressed by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generation part is L, and the Brillouin frequency shift is When ν B ,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measurement method characterized by using a light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above. 光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。 A light pulse from a light source is incident from one end of the optical fiber to be measured, back Brillouin scattered light generated by the optical fiber to be measured is received, a Brillouin scattered light spectrum at each time is measured, and the optical fiber to be measured A Brillouin frequency shift measurement method for measuring a Brillouin frequency shift in the vicinity of a Fresnel reflection generating portion by measuring a Brillouin frequency shift distribution in
When the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light reception coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measurement method characterized by using a measurement range length represented by a distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating portion of L that satisfies the above. 長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。 A plurality of second optical fibers each having a different Brillouin frequency shift of length L or less are incident on a first optical fiber connected through an optical splitter, and an optical pulse from a light source is incident on the first optical fiber. Brillouin frequency for measuring the Brillouin frequency shift of the second optical fiber by receiving back Brillouin scattered light, measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time, and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber A shift measurement method,
When the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measurement method characterized by using a light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above. 長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。 A plurality of second optical fibers each having a different Brillouin frequency shift of length L or less are incident on a first optical fiber connected through an optical splitter, and an optical pulse from a light source is incident on the first optical fiber. Brillouin frequency for measuring the Brillouin frequency shift of the second optical fiber by receiving back Brillouin scattered light, measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time, and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber A shift measurement method,
When the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measurement method characterized by using a measurement range length represented by a distance from the vicinity of the Fresnel reflection generating portion of L that satisfies the above. 被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、
前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。 A light source that receives a light pulse from one end of the optical fiber to be measured;
A light receiving unit for receiving backward Brillouin scattered light generated in the optical fiber to be measured;
By measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the back Brillouin scattered light received by the light receiving unit and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the measured optical fiber, the Brillouin frequency in the vicinity of the Fresnel reflection generating unit A Brillouin frequency shift measuring device having means for measuring the shift,
The Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the rear Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the measurement range length expressed by the distance from the vicinity of the Fresnel reflection generation part is L, and the Brillouin frequency shift is When ν B ,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measuring apparatus using a light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above. 被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、
前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。 A light source that receives a light pulse from one end of the optical fiber to be measured;
A light receiving unit for receiving backward Brillouin scattered light generated in the optical fiber to be measured;
By measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the back Brillouin scattered light received by the light receiving unit and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the measured optical fiber, the Brillouin frequency in the vicinity of the Fresnel reflection generating unit A Brillouin frequency shift measuring device having means for measuring the shift,
When the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light reception coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measuring apparatus characterized by using a measurement range length expressed by a distance from the vicinity of an L Fresnel reflection generating portion that satisfies 長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、
前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。 A light source for injecting an optical pulse into a first optical fiber in which a plurality of second optical fibers having different Brillouin frequency shifts of length L or less are connected via an optical splitter;
A light receiving unit for receiving backward Brillouin scattered light generated in the optical fiber;
The Brillouin frequency shift of the second optical fiber is measured by measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the back Brillouin scattered light received by the light receiving unit and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber. A Brillouin frequency shift measuring device comprising:
When the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber to be measured is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light reception coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measuring apparatus using a light source having a spectral line width of Δf that satisfies the above. 長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、
前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。 A light source for injecting an optical pulse into a first optical fiber in which a plurality of second optical fibers having different Brillouin frequency shifts of length L or less are connected via an optical splitter;
A light receiving unit for receiving backward Brillouin scattered light generated in the optical fiber;
The Brillouin frequency shift of the second optical fiber is measured by measuring the Brillouin scattered light spectrum at each time from the back Brillouin scattered light received by the light receiving unit and measuring the Brillouin frequency shift distribution in the optical fiber. A Brillouin frequency shift measuring device comprising:
When the Fresnel reflection intensity ratio in the optical fiber is R, the Brillouin scattering loss coefficient is α, the back Brillouin scattered light receiving coefficient is S, the Brillouin frequency shift is ν B , and the spectral line width of the light source is Δf,
αSL ≧ R · Δf 2 / [4 · (ν B ) 2 + Δf 2 ]
A Brillouin frequency shift measuring apparatus characterized by using a measurement range length expressed by a distance from the vicinity of an L Fresnel reflection generating portion that satisfies
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CN111855614A (en) * 2020-07-10 2020-10-30 上海大学 Method for analyzing refractive index of trigonal system material by using in-situ Brillouin scattering spectrum
CN113566731A (en) * 2021-08-24 2021-10-29 广东电网有限责任公司 Strain calculation method, device, equipment and medium for optical fiber composite overhead line

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015197384A (en) * 2014-04-02 2015-11-09 日本電信電話株式会社 Branched optical line characteristic analysis system, branched optical line, and manufacturing method therefor
CN111855614A (en) * 2020-07-10 2020-10-30 上海大学 Method for analyzing refractive index of trigonal system material by using in-situ Brillouin scattering spectrum
CN111855614B (en) * 2020-07-10 2023-07-18 上海大学 Method for analyzing refractive index of trigonal system material by utilizing in-situ Brillouin scattering spectrum
CN113566731A (en) * 2021-08-24 2021-10-29 广东电网有限责任公司 Strain calculation method, device, equipment and medium for optical fiber composite overhead line

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