KR100491714B1 - Fiber-Optic Current Sensor using a Long-Period Fiber Grating Inscribed on a Polarization-Maintaining Fiber - Google Patents
Fiber-Optic Current Sensor using a Long-Period Fiber Grating Inscribed on a Polarization-Maintaining Fiber Download PDFInfo
- Publication number
- KR100491714B1 KR100491714B1 KR10-2003-0057622A KR20030057622A KR100491714B1 KR 100491714 B1 KR100491714 B1 KR 100491714B1 KR 20030057622 A KR20030057622 A KR 20030057622A KR 100491714 B1 KR100491714 B1 KR 100491714B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical fiber
- polarization
- current sensor
- long
- light source
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0136—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서로서, 광섬유 전류센서의 입력으로 사용되는 광원; 입력 광원의 편광상태를 조절해주는 편광조절기; 광섬유 전류센서의 센서헤드로 사용되는 단일모드 광섬유; 편광으로 암호화된 전류의 세기를 광원의 세기로 변환시켜주는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자; 입력 광의 세기를 전압으로 변환시켜주는 광검출기 및; 이 광검출기의 출력전압을 표시 해주는 오실로스코프를 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention provides an optical fiber current sensor using a long-period optical fiber grating made in a polarization maintaining optical fiber, the light source used as an input of the optical fiber current sensor; A polarization controller for controlling a polarization state of the input light source; Single mode optical fiber used as sensor head of optical fiber current sensor; A long period optical fiber lattice fabricated in a polarization maintaining optical fiber converting the intensity of current encoded by polarization into the intensity of a light source; A photodetector for converting intensity of input light into voltage; The oscilloscope is configured to display the output voltage of the photodetector.
본 발명에 따르면, 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 사용함으로써, 종래의 벌크형식의 분석기를 사용한 전류센서에 비해 부피를 줄일 수 있고, 비용 면에서도 저렴한 광섬유 전류 센서를 구성할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, by using the long-period optical fiber grating made in the polarization maintaining optical fiber, it is possible to reduce the volume compared to the current sensor using a conventional bulk type analyzer, it is possible to construct a cost-effective optical fiber current sensor have.
Description
본 발명은 광섬유를 이용한 전류센서(current sensor) 및 전류 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광섬유의 패러데이(Faraday) 현상을 이용하여 외부에서 가해지는 전류의 값을 측정할 수 있는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서에 관한 것이다. The present invention relates to a current sensor (current sensor) and a current measuring method using an optical fiber, and more particularly to a polarization maintaining optical fiber that can measure the value of the current applied from the outside using the Faraday phenomenon of the optical fiber. The present invention relates to a fiber-optic current sensor using a fabricated long-period fiber grating.
광학적으로 전류의 값을 측정하는 기술 중 광섬유를 사용하는 방식은 1978년 스미스(Smith)에 의해 처음 제안된 후 점차 개선되어 왔고, 그 후 최근까지 광섬유 전류 센서의 해상도, 측정 범위, 안정성 및 적용성 등을 높이려는 연구가 활발히 진행되어 왔다. The method of using optical fiber among optically measuring current values has been gradually improved since it was first proposed by Smith in 1978, and until recently, the resolution, measuring range, stability and applicability of optical fiber current sensors Research has been actively conducted to raise the back.
자계에 민감한 광섬유가 종래부터 알려져 있으며, 예를 들어 전력 효용을 위한 광 전류 트랜스듀서로서 일반적으로 사용되고 있다. 보통의 광전류 트랜스듀서는 도전체를 감는 코일 내에 형성된 단일 모드 광섬유를 사용한다. 광섬유 코일을 가로지르는 임의의 광의 편광은, 패러데이 회전이나 쿤트 효과로서도 부르는 자기-광학적 패러데이 효과에 의해서, 도체를 통해 흐르는 소정의 전류의 변화에 응답하여 시프트된다. 상기 패러데이 효과는 선형 편광된 광 빔의 편광이 인가된 자계의 방향에서의 물질을 통해 지날 때 회전하는 방식인데, 이것은 패러데이 복굴절(birefringence)의 결과이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Optical fibers sensitive to magnetic fields have been known in the art and are commonly used, for example, as photocurrent transducers for power efficiency. Common photocurrent transducers use single mode optical fibers formed in a coil wound around a conductor. The polarization of any light across the optical fiber coil is shifted in response to a change in the predetermined current flowing through the conductor, by means of a magneto-optical Faraday effect, also referred to as a Faraday rotation or Kunt effect. The Faraday effect is a way in which the polarization of the linearly polarized light beam rotates through the material in the direction of the applied magnetic field, which is a result of Faraday birefringence.
도 1에 광섬유를 이용한 광학적 전류측정방식에 대한 기본 원리가 도시되어 있다. 광섬유(1)를 이용하여 전류를 측정하기 위한 전체시스템의 구성은 크게 입사부, 측정부 및 분석부로 이루어진다. 상기 입사부는 선형 편광상태(linear polarization state)의 광을 출력시키는 광원(2)으로 이루어지며, 측정부는 긴 광섬유(1)를 코일(coil) 형태로 감은 광섬유코일(3)의 광섬유 측정자(sensor head)로 구성되고 있다. 그리고, 상기 분석부는 출력광의 편광 상태를 분석하기 위한 평광분석기(analyzer : 4), 이 분석기(4)에서 출력된 광의 세기(intensity)를 측정하는 광 검출기(photodetector) 및, 이 광 검출기에서 출력된 전기 신호를 디스플레이해주는 오실로스코프(oscilloscope)를 포함하고 있다.Figure 1 shows the basic principle for the optical current measurement method using the optical fiber. The configuration of the entire system for measuring the current using the optical fiber 1 is largely composed of the incident part, the measuring part, and the analyzing part. The incident part consists of a light source 2 for outputting light in a linear polarization state, and the measuring part comprises a sensor head of an optical fiber coil 3 wound around a long optical fiber 1 in the form of a coil. It consists of). In addition, the analyzer is a flat analyzer (4) for analyzing the polarization state of the output light, a photodetector for measuring the intensity (intensity) of the light output from the analyzer (4), and the output from the light detector It includes an oscilloscope that displays electrical signals.
상기 입사부에서는 광원(2)에서 출력되는 선형 편광상태의 빛을 광섬유코일(3)의 광섬유 측정자로 입사시킨다. 상기 측정부에서는 입사된 광의 편광상태를 외부에서 인가되는 전류의 세기에 비례하여 변화시켜주는 데, 이러한 편광상태의 변화는 편광판(polarization plane)의 회전으로 나타나게 된다. 상기 분석부에서는 회전된 편광판의 각도로 암호화된 외부 전류의 세기가 편광분석기(4)를 통과하면서 광의 세기로 변환되며, 이러한 광의 세기는 광 검출기에서 전기적인 신호로 전환되고 결국 오실로스코프를 통해 그 출력이 표시된다. In the incident part, the light of the linearly polarized state output from the light source 2 is incident on the optical fiber measurer of the optical fiber coil 3. The measurement unit changes the polarization state of the incident light in proportion to the intensity of the current applied from the outside, and the change of the polarization state is represented by the rotation of the polarization plane. In the analyzer, the intensity of the external current encoded by the angle of the rotated polarizer is converted into the light intensity as it passes through the polarization analyzer 4, and the light intensity is converted into an electrical signal in the photo detector and is eventually output through the oscilloscope. Is displayed.
일반적으로, 광섬유 전류센서의 분석부에 사용되는 편광분석기(4)는 광섬유코일(3)의 측정자에 사용되는 광섬유와는 다른 벌크(bulk) 형식의 광학장치를 사용하여 왔다. 이러한 벌크형식의 광학장치들을 광섬유 전류측정시스템에 사용하기 위해서는, 입력부와 출력부를 광섬유와 적은 손실로 결합할 수 있도록 해주기 위한 렌즈(lens)들이 장치 내에 포함되기 때문에, 광섬유 전류측정시스템의 부피뿐만 아니라 결합 손실을 줄이기 위한 제작에 따르는 비용도 증가하게 된다. 이는 광섬유 전류측정시스템의 실적용을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.In general, the polarization analyzer 4 used in the analysis part of the optical fiber current sensor has used a bulk type optical device different from the optical fiber used in the measuring device of the optical fiber coil 3. In order to use these bulk optical devices in an optical fiber current measuring system, lenses are included in the device to allow the input and output to be combined with the optical fiber with little loss, so that not only the volume of the optical fiber current measuring system The cost of fabrication to reduce coupling losses also increases. This may act as a factor that hinders the performance of the fiber optic current measurement system.
본 발명은 상기와 같은 저해요인을 해소하기 위해 발명한 것으로, 장주기 광섬유격자로써 광섬유형 분석기를 제작하여 벌크형식의 광학장치를 대신하여 광섬유 전류측정시스템의 부피나 비용의 증가를 줄임으로 인해 적용성을 높힐 수 있는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above-mentioned inhibitors, and it is possible to manufacture an optical fiber type analyzer with a long period optical fiber grating, thereby reducing the volume or cost of the optical fiber current measuring system in place of the bulk type optical device. It is an object of the present invention to provide a fiber-optic current sensor using a long-period fiber grating fabricated in a polarization maintaining optical fiber that can increase the.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 편광 유지 광섬유에 장주기 광섬유 격자를 제작하여, 특정한 파장에서 분석기의 역할을 하는 광섬유형 분석기로 사용할 수 있도록 되어 있다. In order to achieve the above technical problem, the present invention is to make a long period optical fiber grating on the polarization maintaining optical fiber, it can be used as an optical fiber type analyzer that acts as an analyzer at a specific wavelength.
구체적으로는, 선형 편광된 광을 출력시키는 광원(11), 입력 편광을 조절하기 위한 편광조절기(polarization controller : 12), 단일모드 광섬유(10)를 통해 광섬유코일로 구성된 측정자(13), 광섬유형 분석기의 역할을 하는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자(14 : 또는 편광유지 장주기격자라고 함) 및 출력 광을 전기신호로 변환하는 광검출기(15)로 이루어지며, 상기 전기신호를 표시해주는 오실로스코프(16)를 포함하는 광섬유 전류센서를 마련할 수 있다.Specifically, a light source 11 for outputting linearly polarized light, a polarization controller 12 for adjusting input polarization, a measurer 13 composed of optical fiber coils through a single mode optical fiber 10, an optical fiber type It consists of a long-period optical fiber lattice (14: or a polarization-maintenance long-period lattice) fabricated on a polarization maintaining optical fiber, which acts as an analyzer, and a photodetector 15 for converting output light into an electrical signal. An optical fiber current sensor including (16) can be provided.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서를 도시해 놓은 블록도로서, 본 발명에 따른 광섬유 전류센서는 입사부, 측정부, 분석부로 이루어지며, 상기 입사부로는 광원(11)과 편광조절기(12), 센서헤드로 사용되는 측정부로는 광섬유코일의 측정자(13), 분석부로는 편광유지 장주기격자(14)와 광 검출기(15) 그리고 오실로스코프(16)가 구성되도록 되어 있다. 2 is a block diagram illustrating an optical fiber current sensor using a long-period optical fiber grating according to an embodiment of the present invention, wherein the optical fiber current sensor according to the present invention comprises an incident part, a measuring part, and an analyzing part, wherein the incident part includes a light source (11) and the polarization controller 12, the measuring unit used as the sensor head, the measurement of the optical fiber coil 13, the analysis unit is configured such that the polarization maintaining long period lattice 14, the photo detector 15 and the oscilloscope 16 It is.
상기 입사부로서의 광원(11)은 단일 파장의 선형 편광된 광을 출력하는 장치이며, 편광조절기(12)는 출력된 광원의 편광 상태를 조절하는 장치이다. 측정부로서 광섬유코일의 측정자(13)는 상기 광원(11)의 파장에서 광을 단일 모드로 도파시킬 수 있는 차단(cut off) 주파수를 갖는 단일모드광섬유(10)로 구성이 되며, 외부 전류에 의해 발생된 자계(magnetic field)에 비례하여 그 코일을 따라 전파되는 광의 편광상태를 변화시킨다. 상기 편광상태의 변화는 편광판의 회전으로 나타난다. The light source 11 as the incident part is a device for outputting linearly polarized light of a single wavelength, and the polarization controller 12 is a device for adjusting the polarization state of the output light source. The measuring unit 13 of the optical fiber coil as the measuring unit is composed of a single mode optical fiber 10 having a cut off frequency capable of guiding light in a single mode at the wavelength of the light source 11, The polarization state of the light propagating along the coil is changed in proportion to the magnetic field generated by the magnetic field. The change in the polarization state is represented by the rotation of the polarizer.
상기 분석부에서 편광유지 장주기격자(14)는 단일모드 광섬유(10)와 비슷한 차단 주파수를 갖는 편광유지 광섬유에 장주기 광섬유격자를 형성함으로써 제작되며, 형성된 장주기 광섬유격자의 공진 파장에서 작동하여 광섬유형 분석기의 역할을 하게된다. 광 검출기(15)는 분석기에서 출력된 광의 세기를 전기적인 신호로 전환시키고, 오실로스코프(16)는 전환된 전기적인 신호를 표시하는 역할을 수행한다. In the analysis unit, the polarization maintaining long period lattice 14 is manufactured by forming a long period optical fiber lattice on a polarization maintaining optical fiber having a cutoff frequency similar to that of the single mode optical fiber 10, and operates at a resonance wavelength of the formed long period optical fiber lattice. To play a role. The photo detector 15 converts the intensity of the light output from the analyzer into an electrical signal, and the oscilloscope 16 serves to display the converted electrical signal.
종래의 광섬유 전류센서에서는 분석부에 벌크형식 분석기를 사용하였으나, 본 발명에서는 광섬유형 분석기인 편광유지 장주기격자(14)를 사용하고 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. In the conventional optical fiber current sensor, a bulk type analyzer is used in the analysis unit, but in the present invention, a polarization maintaining long period lattice 14 that is an optical fiber type analyzer is used. This will be described in more detail as follows.
상기 편광유지 장주기격자(14(는 상기 편광유지 광섬유에 장주기 광섬유격자를 형성함으로써 제작된다. 상기 장주기 광섬유격자에서는 광섬유의 코어(core)로 진행하는 모드(mode)와 클래딩(cladding)으로 진행하는 모드간에 순방향 결합(codirectional coupling)이 발생하며, 코어 모드와 클래딩 모드의 유효 굴절률(effective refractive index)을 각각 n_core^eff , n_cladding^eff 라 하고, 장주기 광섬유 격자의 격자 피치(grating pitch)를 LAMBDA 라 하면, 다음 식으로 표현되는 공진 파장(resonant wavelength) lambda 를 갖게 된다.The polarization maintaining long period lattice 14 is fabricated by forming a long period optical fiber lattice on the polarization maintaining optical fiber. In the long period optical fiber lattice, a mode proceeding to a core of the optical fiber and a mode proceeding to cladding Codirectional coupling occurs between them, and the effective refractive indices of the core mode and the cladding mode are n_core ^ eff and n_cladding ^ eff, respectively, and the grating pitch of the long-period fiber grating is LAMBDA. We have a resonant wavelength lambda represented by
일반적으로 편광유지 광섬유에서는 단일모드 광섬유와는 다르게, 도파 구조의 비대칭성에 의해 코어와 클래딩으로 진행하는 두 선형 편광된 모드가 느끼는 유효 굴절률 사이에 차이가 있게 된다. 따라서, 편광유지 광섬유에 장주기 광섬유격자가 형성되면, 입력 광의 편광상태에 따라 상기 수학식 1을 만족시키는 공진 파장이 달라지게 된다. 결국 편광유지 장주기격자(14)는 편광에 따라 크게 두 공진 파장을 갖게 되는 바, 하나의 공진 파장에 대해서는 편광 유지 장주기 격자에서 출력되는 빛의 세기가 바뀌게 되고, 하나의 선형 편광된 모드만이 삽입 손실이 거의 없이 투과하게 된다. 즉, 임의의 한 파장에 대해서 광섬유형 분석기로서 사용될 수 있다.In general, in a polarization maintaining optical fiber, unlike a single mode optical fiber, due to the asymmetry of the waveguide structure, there is a difference between the effective refractive indexes felt by the two linearly polarized modes proceeding to the core and the cladding. Therefore, when the long-period optical fiber lattice is formed in the polarization maintaining optical fiber, the resonance wavelength that satisfies Equation 1 varies according to the polarization state of the input light. As a result, the polarization sustaining long lattice 14 has two resonance wavelengths largely according to polarization. For one resonance wavelength, the intensity of light output from the polarization sustaining long lattice is changed, and only one linearly polarized mode is inserted. The transmission is almost without loss. That is, it can be used as an optical fiber type analyzer for any one wavelength.
상기 편광유지 광섬유에 장주기 광섬유격자를 형성하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 실시예에서는 그 중의 한 예로써 제작된 편광유지 장주기격자(14)에 대해 설명한다. 상기 편광유지 장주기격자(14)는 사전에 수소 처리가 된 편광유지 광섬유와 KrF 엑시머 레이저, 그리고 진폭 마스크(mask)를 이용하여 제작되며, 이렇게 제작된 편광유지 장주기격자(14)의 투과 스펙트럼(spectrum)은 도 3a, 3b와 같다. There may be various methods of forming the long-period optical fiber lattice on the polarization-maintaining optical fiber, but this embodiment will be described for the polarization-maintaining long-period lattice 14 manufactured as one example thereof. The polarization sustaining period lattice 14 is manufactured using a polarization maintenance optical fiber, a KrF excimer laser, and an amplitude mask previously treated with hydrogen, and a transmission spectrum of the polarization sustaining period lattice 14 thus manufactured. ) Are the same as FIGS. 3A and 3B.
도 3a는 직교하는 선형 입력 편광을 가진 광에 대해서 편광 유지 장주기 격자가 갖게 되는 파장에 대한 투과 스펙트럼을 데시벨(dB) 단위로 나타낸 도면이고, 도 3b는 여러 선형 입력 편광의 빛(7°∼ 57°)에 대해서 편광 유지 장주기 격자가 갖게 되는 파장에 대한 투과 스펙트럼을 백분율(%)로 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 전류센서로 측정된 외부 인가 전류의 파형을 나타낸 그래프이다. FIG. 3A is a diagram showing transmission spectra of wavelengths of a polarization sustaining long period grating in decibels (dB) for light having orthogonal linear input polarization, and FIG. 3B shows light having various linear input polarizations (7 ° to 57 °). It is a figure which shows the transmission spectrum with respect to the wavelength which a polarization maintenance long-period grating has as (%) as a percentage. Figure 4 is a graph showing the waveform of the externally applied current measured by the optical fiber current sensor according to an embodiment of the present invention.
전술하였던 바와 같이 하나의 공진 파장에 대해서, 입력 광의 편광 상태에 따라 편광유지 장주기 격자(14)에서 출력되는 빛의 세기가 바뀌고, 하나의 선형 편광된 모드만이 삽입 손실이 거의 없이 투과하게 되므로, 임의의 한 파장에 대해서 광섬유형 분석기로서 사용될 수 있다는 것을 확인할 수 있다. As described above, for one resonance wavelength, the intensity of light output from the polarization sustaining period grating 14 is changed according to the polarization state of the input light, and only one linearly polarized mode transmits with almost no insertion loss. It can be seen that it can be used as an optical fiber type analyzer for any one wavelength.
본 발명의 광섬유 전류센서에서는 빛이 광섬유 코일을 진행하는 동안, 입력 편광의 편광판이 패러데이 현상에 의해, 인가되는 외부 전류에 비례하여 회전하게 된다. 만약 선형 편광된 단일 파장의 빛이 광섬유코일의 측정자(13)를 거쳐 편광유지 장주기격자(14)로 입사한다고 가정하면, 상기 편광유지 장주기격자(14)로 입사되는 코어 모드의 결합 비율(coupling ratio)은 전술하였던 이유에 의해, 입력 편광에 따라 달라지게 된다. 이는 편광유지 장주기격자(14)로부터 출력되는 빛의 세기가 입력 편광에 따라 달라지게 된다는 것을 의미한다. In the optical fiber current sensor of the present invention, while light travels through the optical fiber coil, the polarizing plate of the input polarization rotates in proportion to the external current applied by the Faraday phenomenon. If it is assumed that light of a linearly polarized single wavelength is incident on the polarization sustaining long period lattice 14 through the measuring element 13 of the optical fiber coil, the coupling ratio of the core mode incident on the polarization sustaining long period lattice 14 ) Varies depending on the input polarization for the reasons described above. This means that the intensity of the light output from the polarization sustaining long lattice 14 depends on the input polarization.
상기 편광유지 장주기격자(14)로부터 출력되는 빛의 세기의 변화는 광검출기(15)와 오실로스코프(16)를 거쳐 도 4와 같은 파형으로 나타나게 되며, 인가되는 외부 전류의 파형을, 편광유지 장주기격자(14)를 사용한 분석기를 통해서 검출할 수 있다는 것을 도 4로부터 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 편광유지 장주기격자(14)를 사용하여 일반적인 벌크 형식의 분석기를 대신하며, 종래의 광섬유 전류센서의 기능을 동일하게 수행함과 동시에 적용성을 향상시키는 효과를 얻는다.The change in the intensity of the light output from the polarization sustaining long period lattice 14 is represented by the waveform as shown in FIG. 4 via the photodetector 15 and the oscilloscope 16, and the waveform of the external current applied to the polarization sustaining long period lattice It can be seen from FIG. 4 that detection can be made through an analyzer using (14). Therefore, the present invention replaces the general bulk type analyzer using the polarization maintaining long period lattice 14, and performs the same function of the conventional optical fiber current sensor and at the same time obtains the effect of improving the applicability.
비록, 본 발명의 광섬유 전류센서가 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허 청구 범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다Although the optical fiber current sensor of the present invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but also includes various modifications and equivalents within the scope of the following claims.
이상에서와 같이 기술된 본 발명의 실시예에 따라, 광섬유 전류센서에 사용되는 일반적인 벌크 형식의 분석기를 편광 유지 장주기 격자로 대체함으로 종래의 광섬유 전류센서의 기능을 동일하게 수행함과 동시에 기존의 광섬유 전류 센서에 비해 그 적용성을 향상시킬 수 있게 된다.According to the embodiment of the present invention as described above, by replacing the conventional bulk type analyzer used in the optical fiber current sensor with a polarization maintaining long period grating to perform the same function of the conventional optical fiber current sensor and at the same time the existing optical fiber current Compared to the sensor, the applicability can be improved.
도 1은 일반적인 광섬유 전류센서의 기본 개념을 나타낸 도면,1 is a view showing a basic concept of a general optical fiber current sensor,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서를 도시해 놓은 블록도,2 is a block diagram illustrating an optical fiber current sensor using a long period optical fiber grating according to an embodiment of the present invention;
도 3a는 직교하는 선형 입력편광을 가진 광에 대해서 편광유지 장주기 격자가 갖게 되는 파장에 대한 투과 스펙트럼을 데시벨(dB) 단위로 나타낸 그래프,3A is a graph showing transmission spectra in decibels (dB) for wavelengths having a polarization sustaining long period grating for light having orthogonal linear input polarization;
도 3b는 여러 선형 입력편광의 빛(7°∼ 57°)에 대해서 편광유지 장주기 격자가 갖게되는 파장에 대한 투과 스펙트럼을 백분율(%)로 나타낸 그래프,FIG. 3b is a graph showing the transmission spectrum as a percentage (%) of the wavelength of the polarization sustaining long period grating for the light (7 ° to 57 °) of the various linear input polarization,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 전류센서로 측정된 외부 인가 전류의 파형을 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the waveform of the externally applied current measured by the optical fiber current sensor according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 단일모드 광섬유 11 : 광원10: single mode optical fiber 11: light source
12 : 편광조절기 13 : 측정자12: polarizer 13: measurer
14 : 편광유지 장주기격자 15 : 광검출기14: polarization maintaining long period lattice 15: photodetector
16 : 오실로스코프16: oscilloscope
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0057622A KR100491714B1 (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Fiber-Optic Current Sensor using a Long-Period Fiber Grating Inscribed on a Polarization-Maintaining Fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0057622A KR100491714B1 (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Fiber-Optic Current Sensor using a Long-Period Fiber Grating Inscribed on a Polarization-Maintaining Fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050020001A KR20050020001A (en) | 2005-03-04 |
| KR100491714B1 true KR100491714B1 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=37228978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0057622A KR100491714B1 (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Fiber-Optic Current Sensor using a Long-Period Fiber Grating Inscribed on a Polarization-Maintaining Fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100491714B1 (en) |
-
2003
- 2003-08-20 KR KR10-2003-0057622A patent/KR100491714B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050020001A (en) | 2005-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Fiber-optic curvature sensor based on cladding-mode Bragg grating excited by fiber multimode interferometer | |
| JP6021285B2 (en) | Use of optical device and fiber Bragg grating | |
| Namihira | Opto-elastic constant in single mode optical fibers | |
| Shao et al. | Lateral force sensor based on a core-offset tilted fiber Bragg grating | |
| Tong et al. | Dual-parameter optical fiber sensor based on few-mode fiber and spherical structure | |
| Cheng et al. | High-sensitivity temperature sensor based on Bragg grating in BDK-doped photosensitive polymer optical fiber | |
| KR102617481B1 (en) | a Magnetic field fiber sensor | |
| Chen et al. | Magnetic field sensing based on a ferrofluid-coated multimode interferometer in a fiber-loop ring-down cavity | |
| Zhao et al. | Study on the performance of polarization maintaining fiber temperature sensor based on tilted fiber grating | |
| Kim et al. | Twist-direction-discriminable torsion sensor using long-period fiber grating inscribed on polarization-maintaining photonic crystal fiber | |
| Zeng et al. | High sensitivity magnetic field sensor based on a Mach-Zehnder interferometer and magnetic fluid | |
| KR20170141150A (en) | a optic-fiber current sensor system | |
| Yang et al. | Er/Yb codoped double clad fiber modal interferometer and its application as fiber sensor | |
| Wang et al. | Femtosecond laser refractive index modulated multimode fiber for high sensitivity vector bending measurement | |
| Tao et al. | High-sensitivity detection of magnetic field and temperature based on magnetic fluid coated bi-tapered Mach-Zehnder interferometer | |
| KR100491714B1 (en) | Fiber-Optic Current Sensor using a Long-Period Fiber Grating Inscribed on a Polarization-Maintaining Fiber | |
| Tawney et al. | Photonic crystal fiber IFOGs | |
| RU2451941C1 (en) | Fibre-optic current measuring transducer | |
| Tao et al. | Reflective fiber-optic magnetic field sensor based on a magnetic-fluid-filled capillary probe structure | |
| Wu et al. | The use of a bent singlemode-multimode-singlemode (SMS) fiber structure for vibration sensing | |
| Wang et al. | High Extinction Ratio and Low Temperature Cross-Sensitivity Strain Sensor Based on Vernier Effect Through Hybrid Cascaded Sagnac Loop | |
| Zhang et al. | Hollow-core negative curvature fiber for refractive index sensing based on surface plasmon resonance effect | |
| Liu et al. | Mach-Zehnder interferometer based on core-cladding mode coupling in single mode fibers | |
| Wu et al. | Simultaneous measurement of displacement and temperature with a single singlemode-multimode-singlemode (SMS) fiber structure | |
| Muhammad Khairol Annuar | Characterization of spatial-mode properties in few-mode fiber BRAGG gratings and its applications/Muhammad Khairol Annuar Zaini |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130516 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130730 Year of fee payment: 19 |