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講演抄録/キーワード
講演名 2021-10-15 11:10
アクティブ領域を制御できるモード間干渉センサの提案
李 ひよん趙 晨旭芝浦工大)・清住空樹横浜国大)・中村健太郎東工大)・水野洋輔横浜国大OFT2021-46
抄録 (和) 近年、光ファイバ中のモード間干渉を用いた歪・温度センサが注目を集めている。中でも、1本の多モード光ファイバ(MMF)を2本の単一モードファイバ(SMF)で挟み込んだ「SMS構造」に基づく手法は、構成が比較的簡素かつ低コストであるため、国内外で精力的に研究されている。しかし、SMS型モード間干渉センサに使用されるMMFの長さは固定であり、歪・温度感度を有する領域の長さを制御することは困難であるため、幅広く柔軟な応用が阻まれていた。そこで本研究では、異なるカットオフ波長を有する2本のSMFをコネクタ接続し、一方のSMFに局所的に荷重を加えることで、モード間干渉を誘起する手法を提案する。本手法では、接続点から荷重印加点までが感度領域となり、その長さを任意に設定することが可能である。まず、提案手法により、モード間干渉のスペクトル(干渉パターン)が観測できることを確認した。続いて、感度領域の長さ(荷重印加位置)に対する干渉パターンの変化を観測し、感度領域長と干渉パターンが反比例の関係にあることを示した。さらに、感度領域長を0.3 mに固定した場合に干渉パターンの温度依存性を調査し、干渉パターンは温度に対して長波長側にシフトすることを明らかにした(依存係数は0.79 nm/℃)。以上の実験を通じ、提案手法によって、感度領域長を制御可能な温度センサを実現できる可能性を示した。 
(英) Strain and temperature sensing based on multimodal interference in optical fibers has recently been gathering tremendous attention. One of its simple and cost-efficient implementations is based on what we call a single-mode-multimode-single-mode (SMS) structure, where a multimode fiber (MMF) is sandwiched by two single-mode fibers (SMFs). It is, however, difficult to control the length of an active area (i.e., a fiber section with strain/temperature sensitivity) in SMS-based sensors, because the MMF length cannot be changed. To solve this problem and widen the application field, in this work, we develop a new configuration of a modal-interference-based temperature sensor by connecting two SMFs with different cut-off wavelengths and by applying a load to one of the SMFs. The fiber section between the connector and the load operates as the active area, which is dynamically controllable by changing the load position. First, we observe a transmitted light spectrum and verify the appearance of spectral patterns unique to modal interference. Subsequently, we investigate the dependence of the wavelength interval (of the interference patters) on the active area length. The interval is shown to be inversely proportional to the active length, proving the operating principle of this sensor. Finally, we investigate the temperature dependence of the interference patterns (when the active length is 0.3 m) and show that this scheme is potentially applicable to temperature sensing.
キーワード (和) 光ファイバセンサ / モード間干渉 / SMS構造 / カットオフ波長 / 温度センシング / / /  
(英) Optical fiber sensors / Modal interference / Single-mode-multimode-single-mode (SMS) structure / Cut-off wavelength / Temperature sensing / / /  
文献情報 信学技報, vol. 121, no. 199, OFT2021-46, pp. 97-100, 2021年10月.
資料番号 OFT2021-46 
発行日 2021-10-07 (OFT) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード OFT2021-46

研究会情報
研究会 OFT  
開催期間 2021-10-14 - 2021-10-15 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) 一般(一般セッションおよび学生ポスターセッション) 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 OFT 
会議コード 2021-10-OFT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) アクティブ領域を制御できるモード間干渉センサの提案 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Multimodal interference sensor with dynamically controllable active area 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 光ファイバセンサ / Optical fiber sensors  
キーワード(2)(和/英) モード間干渉 / Modal interference  
キーワード(3)(和/英) SMS構造 / Single-mode-multimode-single-mode (SMS) structure  
キーワード(4)(和/英) カットオフ波長 / Cut-off wavelength  
キーワード(5)(和/英) 温度センシング / Temperature sensing  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 李 ひよん / Heeyoung Lee / イ ヒヨン
第1著者 所属(和/英) 芝浦工業大学 (略称: 芝浦工大)
Shibaura Institute of Technology (略称: SIT)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 趙 晨旭 / Chenxu Zhao / チョウ シンキョク
第2著者 所属(和/英) 芝浦工業大学 (略称: 芝浦工大)
Shibaura Institute of Technology (略称: SIT)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 清住 空樹 / Takaki Kiyozumi / キヨズミ タカキ
第3著者 所属(和/英) 横浜国立大学 (略称: 横浜国大)
Yokohama National University (略称: YNU)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 中村 健太郎 / Kentaro Nakamura / ナカムラ ケンタロウ
第4著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 水野 洋輔 / Yosuke Mizuno / ミズノ ヨウスケ
第5著者 所属(和/英) 横浜国立大学 (略称: 横浜国大)
Yokohama National University (略称: YNU)
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講演者
発表日時 2021-10-15 11:10:00 
発表時間 25 
申込先研究会 OFT 
資料番号 IEICE-OFT2021-46 
巻番号(vol) IEICE-121 
号番号(no) no.199 
ページ範囲 pp.97-100 
ページ数 IEICE-4 
発行日 IEICE-OFT-2021-10-07 


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