JPH0961294A - 光ファイバ検査装置 - Google Patents
光ファイバ検査装置Info
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- JPH0961294A JPH0961294A JP21468695A JP21468695A JPH0961294A JP H0961294 A JPH0961294 A JP H0961294A JP 21468695 A JP21468695 A JP 21468695A JP 21468695 A JP21468695 A JP 21468695A JP H0961294 A JPH0961294 A JP H0961294A
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- Japan
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- optical fiber
- light
- light source
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微弱な反射光でも検査可能な光ファイバ検査
装置を実現する。 【解決手段】 周波数を掃引した電気信号を光信号に変
換した後光ファイバに入射し、光ファイバ内の障害点か
らの反射光を検出してその周波数情報から障害点を特定
する光ファイバ検査装置において、周波数を掃引した電
気信号に基づき強度変調した光を出力する強度変調光源
と、光源を有し、光ファイバ内の障害点からの反射光と
光源の出力光とを干渉させて電気信号に変換する検波手
段と、強度変調光源の出力光を光ファイバに入射すると
共に光ファイバからの反射光を検波手段に入射する光学
手段と、周波数を掃引した電気信号と検波手段の出力信
号との差周波数に基づき光ファイバを検査する解析手段
とを設ける。
装置を実現する。 【解決手段】 周波数を掃引した電気信号を光信号に変
換した後光ファイバに入射し、光ファイバ内の障害点か
らの反射光を検出してその周波数情報から障害点を特定
する光ファイバ検査装置において、周波数を掃引した電
気信号に基づき強度変調した光を出力する強度変調光源
と、光源を有し、光ファイバ内の障害点からの反射光と
光源の出力光とを干渉させて電気信号に変換する検波手
段と、強度変調光源の出力光を光ファイバに入射すると
共に光ファイバからの反射光を検波手段に入射する光学
手段と、周波数を掃引した電気信号と検波手段の出力信
号との差周波数に基づき光ファイバを検査する解析手段
とを設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの検査
装置に関し、特により感度の高い光ファイバ検査装置に
関する。
装置に関し、特により感度の高い光ファイバ検査装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光ファイバの検査装置としては一
般に知られているOTDR(Optical Time Domain Refle
ctmeter)やOFDR(Optical Frequency Domain Reflec
tmeter)がある。OFDRは周波数を掃引した電気信号
を光信号に変換した後光ファイバに入射し、光ファイバ
内の障害点からの反射光を検出してその周波数情報から
前記障害点を特定する。
般に知られているOTDR(Optical Time Domain Refle
ctmeter)やOFDR(Optical Frequency Domain Reflec
tmeter)がある。OFDRは周波数を掃引した電気信号
を光信号に変換した後光ファイバに入射し、光ファイバ
内の障害点からの反射光を検出してその周波数情報から
前記障害点を特定する。
【0003】ここで、図4はこのような従来の強度変調
形OFDRの一例を示す構成ブロック図である。図4に
おいて1は出力周波数を掃引する発振器、2は分配器、
3は半導体レーザ等の外部信号で出力光の制御が可能な
光源、4はビームスプリッタ、5はレンズ、6は光ファ
イバ等のDUT(Device Under Test )、7は光検出器、
8はミキサ、9は周波数アナライザである。
形OFDRの一例を示す構成ブロック図である。図4に
おいて1は出力周波数を掃引する発振器、2は分配器、
3は半導体レーザ等の外部信号で出力光の制御が可能な
光源、4はビームスプリッタ、5はレンズ、6は光ファ
イバ等のDUT(Device Under Test )、7は光検出器、
8はミキサ、9は周波数アナライザである。
【0004】また、1〜3は強度変調光源50を、4及
び5は光学手段51を、7は検波手段52を、8及び9
は解析手段53をそれぞれ構成している。
び5は光学手段51を、7は検波手段52を、8及び9
は解析手段53をそれぞれ構成している。
【0005】発振器1の出力は分配器2に接続され、分
配器2の一方の出力は光源3に接続され、他方の出力は
ミキサ8の一方の入力端子に接続される。光源3の出力
光はビームスプリッタ4及びレンズ5を透過してDUT
6に入射される。
配器2の一方の出力は光源3に接続され、他方の出力は
ミキサ8の一方の入力端子に接続される。光源3の出力
光はビームスプリッタ4及びレンズ5を透過してDUT
6に入射される。
【0006】DUT6からの反射光はレンズ5を介して
ビームスプリッタ4に入射され、ビームスプリッタ4で
反射されて光検出器7に入射される。光検出器7の出力
はミキサ8の他方の入力端子に接続され、ミキサ8の出
力は周波数アナライザ9に接続される。
ビームスプリッタ4に入射され、ビームスプリッタ4で
反射されて光検出器7に入射される。光検出器7の出力
はミキサ8の他方の入力端子に接続され、ミキサ8の出
力は周波数アナライザ9に接続される。
【0007】ここで、図4に示す従来例の動作を説明す
る。発振器1の出力は分配器2で2つに分配され、その
一方の出力で光源3を駆動する。この時、光源3の出力
光は発振器1の出力により強度変調される。
る。発振器1の出力は分配器2で2つに分配され、その
一方の出力で光源3を駆動する。この時、光源3の出力
光は発振器1の出力により強度変調される。
【0008】この強度変調された光はDUT6に入射さ
れ、DUT6内に存在する障害点において反射が生じ
る。この反射光は光検出器7で検出され、ミキサ8にお
いて分配器2の他方の出力、言い換えれば発振器1の出
力と合成される。
れ、DUT6内に存在する障害点において反射が生じ
る。この反射光は光検出器7で検出され、ミキサ8にお
いて分配器2の他方の出力、言い換えれば発振器1の出
力と合成される。
【0009】周波数アナライザ9ではミキサ8の出力で
ある2つの入力信号の差周波数に基づき光ファイバ等の
DUT6を検査する。
ある2つの入力信号の差周波数に基づき光ファイバ等の
DUT6を検査する。
【0010】即ち、発振器1を単位時間当たり一定の周
波数変化でリニアに掃引すると、ミキサ8に接続される
2つの入力信号の差周波数は遅れ時間差に比例し、さら
に、この遅れ時間差はDUT6内の障害点までの距離に
比例するので、前記差周波数からDUT6内の障害点ま
での距離が求まり、前記差周波数の信号強度から障害点
の大きさが求まり、光ファイバを検査することができ
る。
波数変化でリニアに掃引すると、ミキサ8に接続される
2つの入力信号の差周波数は遅れ時間差に比例し、さら
に、この遅れ時間差はDUT6内の障害点までの距離に
比例するので、前記差周波数からDUT6内の障害点ま
での距離が求まり、前記差周波数の信号強度から障害点
の大きさが求まり、光ファイバを検査することができ
る。
【0011】例えば、発振器1を”1GHz/sec”
の割合で掃引し、DUT6を群屈折率”n=1.5”の
光ファイバとし、真空中の光速を”C”とした場合、光
ファイバ”1m”を光が往復する時間”t”は、 t=1×2×n/C≒1×10-8 [sec] (1) となる。
の割合で掃引し、DUT6を群屈折率”n=1.5”の
光ファイバとし、真空中の光速を”C”とした場合、光
ファイバ”1m”を光が往復する時間”t”は、 t=1×2×n/C≒1×10-8 [sec] (1) となる。
【0012】さらに、掃引の割合から、 1×109×1×10-8 =109×10-8=10 [Hz] (2) となり、”10Hz”の差周波数が生じることになる。
【0013】言い換えれば、DUT6内の障害点までの
距離が”1m”であれば”10Hz”、”10m”であ
れば”100Hz”、”100m”であれば”1KH
z”と言った周波数出力がミキサ8の周波数出力として
得られることになる。
距離が”1m”であれば”10Hz”、”10m”であ
れば”100Hz”、”100m”であれば”1KH
z”と言った周波数出力がミキサ8の周波数出力として
得られることになる。
【0014】この結果、この具体例においては差周波
数”10Hz”がDUT6内の障害点までの距離”1
m”に相当するので、周波数アナライザ9において差周
波数を解析することにより、DUT6内の障害点までの
距離等を得ることができる。
数”10Hz”がDUT6内の障害点までの距離”1
m”に相当するので、周波数アナライザ9において差周
波数を解析することにより、DUT6内の障害点までの
距離等を得ることができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DUT6内の
障害点までの距離が長い場合や障害点が小さい場合等に
より反射光の強度が弱くなると、光検出器7の感度等に
より前記反射光が検出できず前述の差周波数を得ること
ができないと言った問題点がある。従って本発明が解決
しようとする課題は、微弱な反射光でも検査可能な光フ
ァイバ検査装置を実現することにある。
障害点までの距離が長い場合や障害点が小さい場合等に
より反射光の強度が弱くなると、光検出器7の感度等に
より前記反射光が検出できず前述の差周波数を得ること
ができないと言った問題点がある。従って本発明が解決
しようとする課題は、微弱な反射光でも検査可能な光フ
ァイバ検査装置を実現することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明の第1では、周波数を掃引した電気信
号を光信号に変換した後光ファイバに入射し、光ファイ
バ内の障害点からの反射光を検出してその周波数情報か
ら前記障害点を特定する光ファイバ検査装置において、
周波数を掃引した電気信号に基づき強度変調した光を出
力する強度変調光源と、光源を有し、前記光ファイバ内
の障害点からの前記反射光と前記光源の出力光とを干渉
させて電気信号に変換する検波手段と、前記強度変調光
源の出力光を前記光ファイバに入射すると共に前記光フ
ァイバからの前記反射光を前記検波手段に入射する光学
手段と、周波数を掃引した前記電気信号と前記検波手段
の出力信号との差周波数に基づき前記光ファイバを検査
する解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
るために、本発明の第1では、周波数を掃引した電気信
号を光信号に変換した後光ファイバに入射し、光ファイ
バ内の障害点からの反射光を検出してその周波数情報か
ら前記障害点を特定する光ファイバ検査装置において、
周波数を掃引した電気信号に基づき強度変調した光を出
力する強度変調光源と、光源を有し、前記光ファイバ内
の障害点からの前記反射光と前記光源の出力光とを干渉
させて電気信号に変換する検波手段と、前記強度変調光
源の出力光を前記光ファイバに入射すると共に前記光フ
ァイバからの前記反射光を前記検波手段に入射する光学
手段と、周波数を掃引した前記電気信号と前記検波手段
の出力信号との差周波数に基づき前記光ファイバを検査
する解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0017】本発明の第2では、本発明の第1において
検波手段の有する光源の出力光を周波数を掃引した電気
信号に基づき強度変調して出力する強度変調光源を備え
たことを特徴とするものである。
検波手段の有する光源の出力光を周波数を掃引した電気
信号に基づき強度変調して出力する強度変調光源を備え
たことを特徴とするものである。
【0018】
【作用】DUT内に存在する障害点において生じる反射
光と光源の出力光とを干渉させて光検出器で検出するこ
とにより、直接反射光のパワーを検出する従来例と比較
して数倍〜数10倍の強度変調信号を得ることができ、
微弱な反射光でも検査可能になる。
光と光源の出力光とを干渉させて光検出器で検出するこ
とにより、直接反射光のパワーを検出する従来例と比較
して数倍〜数10倍の強度変調信号を得ることができ、
微弱な反射光でも検査可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係る光ファイバ検査装置の一
実施例を示す構成ブロック図である。図1において10
は連続光を出力する光源、11はビームスプリッタであ
る。また、ここで、1〜9,50,51及び53は図4
と同一符号を付してあり、7,10及び11は検波手段
52aを構成している。
説明する。図1は本発明に係る光ファイバ検査装置の一
実施例を示す構成ブロック図である。図1において10
は連続光を出力する光源、11はビームスプリッタであ
る。また、ここで、1〜9,50,51及び53は図4
と同一符号を付してあり、7,10及び11は検波手段
52aを構成している。
【0020】接続関係についても図4に示す従来例とほ
ぼ同様であり、異なる点はビームスプリッタ4の反射光
がビームスプリッタ11で反射されて光検出器7に入射
されると共に光源10の出力光がビームスプリッタ11
を透過して光検出器7に入射される点である。
ぼ同様であり、異なる点はビームスプリッタ4の反射光
がビームスプリッタ11で反射されて光検出器7に入射
されると共に光源10の出力光がビームスプリッタ11
を透過して光検出器7に入射される点である。
【0021】ここで、図1に示す実施例の動作を説明す
る。強度変調光源50の出力光はDUT6に入射され、
DUT6内に存在する障害点において反射が生じる。こ
の反射光は光源10の出力光と合波されて干渉し、光検
出器7で検出される。
る。強度変調光源50の出力光はDUT6に入射され、
DUT6内に存在する障害点において反射が生じる。こ
の反射光は光源10の出力光と合波されて干渉し、光検
出器7で検出される。
【0022】ミキサ8は光検出器7の出力と分配器2の
他方の出力、言い換えれば発振器1の出力と合成し、周
波数アナライザ9はミキサ8の出力である2つの入力信
号の差周波数に基づき光ファイバ等のDUT6を検査す
る。
他方の出力、言い換えれば発振器1の出力と合成し、周
波数アナライザ9はミキサ8の出力である2つの入力信
号の差周波数に基づき光ファイバ等のDUT6を検査す
る。
【0023】例えば、DUT6からの反射光のパワー
を”E1”、光源10の出力光のパワーを”E2”とす
れば、 E1<E2 (3) の関係であり、両者が干渉して光検出器7で検出される
パワー”E”は干渉する両者の光周波数差を”Δ
fopt ”とすれば、 E≒E1+E2+(E1・E2)1/2・cos(Δfopt) (4) となる。
を”E1”、光源10の出力光のパワーを”E2”とす
れば、 E1<E2 (3) の関係であり、両者が干渉して光検出器7で検出される
パワー”E”は干渉する両者の光周波数差を”Δ
fopt ”とすれば、 E≒E1+E2+(E1・E2)1/2・cos(Δfopt) (4) となる。
【0024】ここで、”E1=10μW”、”E2=1
mW”とすると式(4)の第3項から、 (E1・E2)1/2・cos(Δfopt) =(10×10-6・10-3)1/2・cos(Δfopt) =100×10-6・cos(Δfopt) (5) となり、直接反射光のパワー”E1”を検出する従来例
と比較して約10倍の強度変調信号を得ることができ
る。
mW”とすると式(4)の第3項から、 (E1・E2)1/2・cos(Δfopt) =(10×10-6・10-3)1/2・cos(Δfopt) =100×10-6・cos(Δfopt) (5) となり、直接反射光のパワー”E1”を検出する従来例
と比較して約10倍の強度変調信号を得ることができ
る。
【0025】即ち、反射光のパワー”E1”が微弱であ
っても、光源10の出力光のパワー”E2”を大きくし
て式(4)中第3項を光検出器7で検出することによ
り、必要な強度変調信号を得ることができる。
っても、光源10の出力光のパワー”E2”を大きくし
て式(4)中第3項を光検出器7で検出することによ
り、必要な強度変調信号を得ることができる。
【0026】一方、ミキサ8の周波数出力に関しては検
波手段52aで干渉される2つの光の光周波数差”Δf
opt ”がオフセット成分として加算されることになる。
波手段52aで干渉される2つの光の光周波数差”Δf
opt ”がオフセット成分として加算されることになる。
【0027】即ち、”Δfopt =10GHz”とした場
合、DUT6内の障害点までの距離が”1m”であれ
ば”10GHz+10Hz”、”10m”であれば”1
0GHz+100Hz”、”100m”であれば”10
GHz+1KHz”と言った周波数出力がミキサ8の周
波数出力として得られることになる。
合、DUT6内の障害点までの距離が”1m”であれ
ば”10GHz+10Hz”、”10m”であれば”1
0GHz+100Hz”、”100m”であれば”10
GHz+1KHz”と言った周波数出力がミキサ8の周
波数出力として得られることになる。
【0028】この結果、DUT6内に存在する障害点に
おいて生じる反射光と光源10の出力光とを干渉させて
光検出器7で検出することにより、微弱な反射光でも検
査可能な光ファイバ検査装置が実現できる。
おいて生じる反射光と光源10の出力光とを干渉させて
光検出器7で検出することにより、微弱な反射光でも検
査可能な光ファイバ検査装置が実現できる。
【0029】なお、図2は本発明に係る光ファイバ検査
装置の第2の実施例を示す構成ブロック図である。図2
において12は変調器である。また、ここで、1,2,
4〜11,51,52a及び53は図1と同一符号を付
してあり、1,2及び12は強度変調光源50aを構成
している。
装置の第2の実施例を示す構成ブロック図である。図2
において12は変調器である。また、ここで、1,2,
4〜11,51,52a及び53は図1と同一符号を付
してあり、1,2及び12は強度変調光源50aを構成
している。
【0030】接続関係は図1に示す実施例とほぼ同様で
あり、異なる点は分配器2の出力が変調器12に接続さ
れると共に光源10の出力光が変調器12に入射され、
変調器12の出力光が強度変調光としてビームスプリッ
タ4及びレンズ5を介してDUT6に入射される点であ
る。
あり、異なる点は分配器2の出力が変調器12に接続さ
れると共に光源10の出力光が変調器12に入射され、
変調器12の出力光が強度変調光としてビームスプリッ
タ4及びレンズ5を介してDUT6に入射される点であ
る。
【0031】ここで、図2に示す第2の実施例の動作を
説明する。変調器12において光源10の出力光が分配
器2の出力に基づき強度変調されてDUT6に入射され
る以外は図1に示す実施例の動作と同様である。
説明する。変調器12において光源10の出力光が分配
器2の出力に基づき強度変調されてDUT6に入射され
る以外は図1に示す実施例の動作と同様である。
【0032】但し、第2の実施例では同一の光源を用い
ているため式(4)及び式(5)に記載されている光周
波数差”Δfopt ”は”0”である。
ているため式(4)及び式(5)に記載されている光周
波数差”Δfopt ”は”0”である。
【0033】即ち、オフセット成分は”0”となり、D
UT6内の障害点までの距離が”1m”であれば”10
Hz”、”10m”であれば”100Hz”、”100
m”であれば”1KHz”と言った周波数出力がミキサ
8の周波数出力として得られることになる。
UT6内の障害点までの距離が”1m”であれば”10
Hz”、”10m”であれば”100Hz”、”100
m”であれば”1KHz”と言った周波数出力がミキサ
8の周波数出力として得られることになる。
【0034】また、図3は本発明に係る光ファイバ検査
装置の第3の実施例を示す構成ブロック図である。図3
において13は周波数シフタである。また、ここで、
1,2,4〜12,50a,51及び53は図2と同一
符号を付してあり、7,10,11及び13は検波手段
52bを構成している。
装置の第3の実施例を示す構成ブロック図である。図3
において13は周波数シフタである。また、ここで、
1,2,4〜12,50a,51及び53は図2と同一
符号を付してあり、7,10,11及び13は検波手段
52bを構成している。
【0035】接続関係は図2に示す実施例とほぼ同様で
あり、光源10の出力光が周波数シフタ13を介してビ
ームスプリッタ11に入射される点である。
あり、光源10の出力光が周波数シフタ13を介してビ
ームスプリッタ11に入射される点である。
【0036】ここで、図3に示す第3の実施例の動作を
説明する。この動作も図2に示す第2の実施例と同様で
あり、異なる点は干渉用の光を周波数シフタ13により
シフトさせている点である。
説明する。この動作も図2に示す第2の実施例と同様で
あり、異なる点は干渉用の光を周波数シフタ13により
シフトさせている点である。
【0037】但し、この為、ミキサ8の周波数出力に関
しては周波数シフタ13でシフトされた周波数相当分が
オフセット成分として加算されることになる。
しては周波数シフタ13でシフトされた周波数相当分が
オフセット成分として加算されることになる。
【0038】また、図3において光源10とビームスプ
リッタ11との間に周波数シフタ13を設けているが、
光源10と変調器12との間若しくはビームスプリッタ
4と変調器12との間に周波数シフタ13を設けても良
い。この場合の動作は図3に示す第3の実施例と同様で
ある。
リッタ11との間に周波数シフタ13を設けているが、
光源10と変調器12との間若しくはビームスプリッタ
4と変調器12との間に周波数シフタ13を設けても良
い。この場合の動作は図3に示す第3の実施例と同様で
ある。
【0039】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。DUT内に存在
する障害点において生じる反射光と光源の出力光とを干
渉させて光検出器で検出することにより、微弱な反射光
でも検査可能な光ファイバ検査装置が実現できる。
本発明によれば次のような効果がある。DUT内に存在
する障害点において生じる反射光と光源の出力光とを干
渉させて光検出器で検出することにより、微弱な反射光
でも検査可能な光ファイバ検査装置が実現できる。
【図1】本発明に係る光ファイバ検査装置の一実施例を
示す構成ブロック図である。
示す構成ブロック図である。
【図2】本発明に係る光ファイバ検査装置の第2の実施
例を示す構成ブロック図である。
例を示す構成ブロック図である。
【図3】本発明に係る光ファイバ検査装置の第3の実施
例を示す構成ブロック図である。
例を示す構成ブロック図である。
【図4】従来の強度変調形OFDRの一例を示す構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
1 発振器 2 分配器 3,10 光源 4,11 ビームスプリッタ 5 レンズ 6 DUT 7 光検出器 8 ミキサ 9 周波数アナライザ 12 変調器 13 周波数シフタ 50,50a 強度変調光源 51 光学手段 52,52a,52b 検波手段 53 解析手段
Claims (2)
- 【請求項1】周波数を掃引した電気信号を光信号に変換
した後光ファイバに入射し、光ファイバ内の障害点から
の反射光を検出してその周波数情報から前記障害点を特
定する光ファイバ検査装置において、 周波数を掃引した電気信号に基づき強度変調した光を出
力する強度変調光源と、 光源を有し、前記光ファイバ内の障害点からの前記反射
光と前記光源の出力光とを干渉させて電気信号に変換す
る検波手段と、 前記強度変調光源の出力光を前記光ファイバに入射する
と共に前記光ファイバからの前記反射光を前記検波手段
に入射する光学手段と、 周波数を掃引した前記電気信号と前記検波手段の出力信
号との差周波数に基づき前記光ファイバを検査する解析
手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ検査装置。 - 【請求項2】検波手段の有する光源の出力光を周波数を
掃引した電気信号に基づき強度変調して出力する強度変
調光源を備えたことを特徴とする特許請求の範囲請求項
1記載の光ファイバ検査装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21468695A JPH0961294A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 光ファイバ検査装置 |
| DE69632000T DE69632000T2 (de) | 1995-02-02 | 1996-01-30 | Messvorrichtung für optische fasern |
| EP96901143A EP0754939B1 (en) | 1995-02-02 | 1996-01-30 | Optical fibre detecting device |
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Family Applications (1)
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| JP21468695A Pending JPH0961294A (ja) | 1995-02-02 | 1995-08-23 | 光ファイバ検査装置 |
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| Country | Link |
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-
1995
- 1995-08-23 JP JP21468695A patent/JPH0961294A/ja active Pending
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