講演情報
[B-10A_B-13-24]双方向マッハツェンダ型光ファイバセンサの振動位置推定精度向上に関する検討
◎神田 雪絵1、安藤 ダニエル明1、大野 槙悟2、中村 篤志2、戸毛 邦弘2、真鍋 哲也1 (1. 三重大学、2. NTT株式会社)
キーワード：
光ファイバモニタリング技術、MZI、振動位置推定
我々は，双方向マッハツェンダ型光ファイバセンサの振動位置推定精度向上に取り組んでいる。これまでに，一般的な偏光状態に対応したMZIモデルの解析から，光ファイバ横振動に起因する位相遅れが位置推定誤差の要因である可能性を示した。本報告では，単一周波数振動を対象に，一般的な偏光状態に対応したMZIモデルに基づいて，近似式を用いた位置推定手法を提案する。順方向MZIの干渉光強度をベッセル関数展開し，奇数次高調波成分を抽出すると，各高調波は伝搬遅延と偏光間位相遅れに起因する位相シフトを含む単一余弦波として表される。位相遅れおよびその寄与成分が十分小さいと仮定すると，順方向・逆方向で1次および3次高調波の位相シフト比は同じ一定値となる。この関係を用いて，実測データから求めた1次・3次高調波位相とモデル式の一致度が最大となる伝搬遅延を順方向・逆方向それぞれについて推定する。さらに，両方向の伝搬遅延差から振動位置を算出する。全長7 kmの双方向マッハツェンダ型光ファイバセンサの7 km地点に500 Hzの正弦波振動を印加し，提案手法を評価した。3次高調波振幅が所定閾値以上の場合に提案手法を適用した結果，100回測定における位置推定誤差は平均0.17 km，標準偏差0.81 kmとなった。一方，直線偏光を仮定した従来手法では平均1.0 km，標準偏差2.3 kmであり，提案手法により位置推定精度の向上を確認した。