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KR101104125B1 - 광섬유 센서 배열 시스템 - Google Patents

광섬유 센서 배열 시스템 Download PDF

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KR101104125B1
KR101104125B1 KR1020090058385A KR20090058385A KR101104125B1 KR 101104125 B1 KR101104125 B1 KR 101104125B1 KR 1020090058385 A KR1020090058385 A KR 1020090058385A KR 20090058385 A KR20090058385 A KR 20090058385A KR 101104125 B1 KR101104125 B1 KR 101104125B1
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KR
South Korea
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optical fiber
unit
sensor array
unit module
array system
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권도중
이상용
정환곤
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국방과학연구소
주식회사 한화
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Abstract

관통 광섬유의 수를 최소화하여 광섬유 센서 배열의 제작 효율성을 향상시킴과 더불어 광섬유 센서 채널 확장성을 확보할 수 있도록 한 광섬유 센서 배열 시스템을 제시한다. 제시한 광섬유 센서 배열 시스템은 각각의 단위 모듈이 다수의 센서 채널로 구성되고, 각각의 단위 모듈은 하나의 입력 광섬유 및 하나 이하의 관통 광섬유를 포함하게 배열된 다수의 단위 모듈; 및 다수의 단위 모듈의 각각의 전단에 설치되고, 입사되는 광신호를 분기하는 방향성 결합기를 포함한다. 단위 모듈별로 필요한 관통 광섬유의 수가 매우 적기 때문에 종래에 비해 관통 광섬유에 대한 융착에 의한 손실이 현저히 작아지게 되고, 이로 인해 감지신호의 품질이 높아지게 된다.

Description

광섬유 센서 배열 시스템{Optical fiber sensor array system}
본 발명은 광섬유 센서 배열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 광섬유 센서 채널을 갖는 단위 모듈별로 분기하도록 구성된 광섬유를 이용한 센서 배열 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 중심부에는 굴절률이 높은 유리, 바깥 부분은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광학적 섬유를 광섬유라고 한다.
광섬유를 이용한 센서 응용의 경우 광섬유는 측정할 물리량이 있는 곳에 손쉽게 빛을 전달하는 역할뿐 아니라 광섬유를 구성하고 있는 유리를 매개로 빛과 측정하고자 하는 외부 신호 사이에 상호작용을 일으키게 하는 역할을 한다.
대부분의 광섬유 센서는 광섬유에 가해지는 외부 물리량의 변화(신호)에 의해 광섬유 내부를 진행하는 빛에 유도되는 여러 가지 특성 변화를 측정하게 된다. 외부에서 가해지는 신호에는 온도, 압력, 전기장, 자기장, 회전, 화학물질의 농도, 기계적인 움직임 등 거의 모든 종류의 물리량들이 포함된다. 이러한 신호들에 의해 변화되는 빛의 성질에는 세기, 위상, 편광, 파장 등이 있고, 이들의 미세 변화를 측정할 수 있는 여러 가지 방법들이 동원된다.
이와 같은 여러 가지 빛의 특성 변화를 읽어 원하는 외부 물리량의 변화를 측정하는 것이 광섬유 센서의 기본 원리이다. 광섬유 센서는 빛의 변화된 신호를 측정하는 방식에 따라 세기형(intensiometric) 광섬유 센서와 간섭계형(interferometric) 광섬유 센서로 크게 구분된다. 세기형 광섬유 센서는 단순히 광섬유를 통과하는 빛의 양을 측정하여 변화된 물리량을 판정한다. 간섭계형 광섬유 센서는 보통 단일모드 광섬유를 사용하여 일반 게이지들보다 높은 감도로 측정되어야 하는 음향(acoustic) 센서 또는 자기장(magnetic field) 센서 등에 사용된다. 간섭계형 광섬유 센서는 압전소자를 이용한 센서보다 작은 크기의 센서 구현이 가능하고, 전자기적 간섭을 받지 않으며, 반영구적인 수명 등의 장점을 가지고 있다. 간섭계형 광섬유 센서는 마하젠더(Mach-Zender)형, 마이켈슨(Michelson)형, 페브리 페롯(Fabry-Perot)형 등이 있다.
보통, 광섬유를 이용하여 음파(또는 음향)를 탐지하기 위해서는 주로 마이켈슨형 또는 마하젠더형의 광섬유 간섭계를 감지부(감지기)로 사용한다. 최근에는 이러한 다수의 감지부를 배열의 형태로 구성한 광섬유 센서 배열 시스템이 개발되고 있는 상황이다.
이러한 광섬유 센서 배열 시스템은, 입사되는 빛을 방향성 결합기를 이용하여 여러 개의 센서 채널로 구성된 단위 모듈별로 분기하여 각각의 센서 채널에 균일한 광량을 전달하도록 구성된다. 통상의 광섬유 센서 배열 시스템은 단위 모듈을 확장하는 형태로 배열구성이 이루어진다. 이러한 배열구성의 기본 단위 모듈은 통 상적으로 I개의(I=1,2,3, …) 센서 채널로 구성되고, J개의 (J=1,2,3, …) 단위 모듈이 1개의 단위 브랜치를 구성한다. 단위 모듈에 대해서는 하기에서 설명한다. 대부분의 1식의 광섬유 센서 배열 시스템은 K개의(K=1,2,3, …) 단위 브랜치로 구성된다. 따라서, 1식의 광섬유 센서 배열 시스템은 총 I*J*K개의 센서 채널로 구성된다. 본 발명의 명세서에서 센서 채널은 센서(또는 감지부)로 이해하면 된다.
도 1은 마이켈슨 간섭계(Michelson Interferometer) 구조를 갖는 단위 모듈의 광학 구성도를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서의 단위 모듈은 4개의 센서 채널로 구성되는 것을 가정하였다. 4개의 센서 채널을 제 1 채널의 센서, 제 2 채널의 센서, 제 3 채널의 센서, 제 4 채널의 센서로도 표현가능하다. 입력 광펄스(1)가 선단의 광섬유(13)로 입사되면 방향성 결합기(11a)로 입력된다. 이후, 방향성 결합기(11a)에서 분기된 광펄스의 일부는 패러데이 회전 거울(12a; Faraday Rotator Mirror)에 의해 반사되어 돌아오고, 나머지 일부는 광섬유가 권취된 음향감지부(14a)를 거쳐 방향성 결합기(11b)에게로 진행된다. 방향성 결합기(11b)에서 분기된 광펄스의 일부는 패러데이 회전 거울(12b)에 의해 반사되어 같은 경로를 통해 되돌아오게 된다. 나머지 일부는 광섬유가 권취된 음향감지부(14b)를 거쳐 방향성 결합기(11c)에게로 진행된다. 방향성 결합기(11c)에서 분기된 광펄스의 일부는 패러데이 회전 거울(12c)에 의해 반사되어 같은 경로를 통해 되돌아오게 된다. 나머지 일부는 광섬유가 권취된 음향감지부(14c)를 거쳐 방향성 결합기(11d)에게로 진행된다. 방향성 결합기(11d)에서 분기된 광펄스의 일부는 패러데이 회전 거울(12d)에 의해 반사되어 같은 경로를 통해 되돌아오게 된다. 나머지 일부는 광섬 유가 권취된 음향감지부(14d)를 거쳐 패러데이 회전 거울(12e)에 의해 반사되어 같은 경로를 통해 되돌아오게 된다.
이와 같이 되돌아오는 광펄스들은 방향성 결합기(11a)를 통과하여 최종적으로 출력 광펄스 열(2)의 형태로 출력된다. 이때, 광섬유가 권취된 음향감지부(14a, 14b, 14c, 14d)는 입사되는 빛과 패러데이 회전 거울(12b, 12c, 12d, 12e)로부터 반사되어 오는 빛이 서로 외부 교란에 의해 간섭되어 간섭 신호를 만들어 낸다. 간섭 신호는 그 크기에 따른 빛의 위상 변화량으로 나타난다.
따라서, 이와 같이 동작하는 단위 모듈에 의한 배열의 형태로 구성된 종래의 광섬유 센서 배열 시스템의 구성도를 개략적으로 도시해 보면 도 2와 같다. 총 32개의 센서 채널(ch1 ~ ch32)로 구성되는 종래의 1식의 광섬유 센서 배열 시스템은 2개의 단위 브랜치로 구성된다. 즉, 도 2의 (a)에서와 같이 4개의 단위 모듈(UM1, UM2, UM3, UM4)이 제 1 단위 브랜치를 형성하고, 또 다른 4개의 단위 모듈(UM5, UM6, UM7, UM8)이 제 2 단위 브랜치를 형성한다. 물론, 각각의 단위 모듈(UM1, UM2, UM3, UM4, UM5, UM6, UM7, UM8)은 광학적으로 서로 연결되었으므로, 도 2의 (a)의 구성을 보다 간단히 표현하면 도 2의 (b)와 같이 된다.
도 2에서, 각각의 단위 모듈(UM1 ~ UM8)을 분기하는 방향성 결합기(C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6)가 배열의 제일 앞쪽에 위치한다. 즉, 모든 방향성 결합기(C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6)가 단위 모듈(UM1 ~ UM8)보다 앞쪽에 위치해 있다. 그리고, 이해를 돕기 위해 각각의 단위 모듈(UM1 ~ UM8)을 기준으로 수직 방향으로 영역을 표시해 보면 도 2와 같은 블럭(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)을 도시할 수 있 다. 여기서, 블럭(21)은 하나의 입력 광섬유(61)에 의해 단위 모듈(UM1)이 방향성 결합기(C1)와 연결되고, 입력 광섬유(61) 이외에 7개의 관통 광섬유(62, 63, 64, 65, 66, 67, 68)가 후속의 블럭(22)에 연결되도록 설치된다. 이는 단위 모듈(UM1)의 경우 하나의 입력 광섬유(61) 이외로 7개의 관통 광섬유(62, 63, 64, 65, 66, 67, 68)가 필요하다는 것을 의미한다. 따라서, 실제로는 단위 모듈(UM1)내의 각 센서 채널을 통과하기 위한 매우 많은 수의 관통 광섬유(4*7=28개)의 융착이 필요하다. 이러한 방식에 의해, 블럭(22)의 경우는 단위 모듈(UM2)에 연결되는 입력 광섬유(62) 이외에 크게 보면 6개의 관통 광섬유(63, 64, 65, 66, 67, 68)가 후속의 블럭(23)에 연결되게 설치됨을 알 수 있다. 따라서, 실제로는 단위 모듈(UM2)내의 각 센서 채널을 통과하기 위한 관통 광섬유(4*6=24개)의 융착이 필요함을 알 수 있다. 다른 블럭(23, 24, 25, 26, 27)의 경우도 상술한 설명에 의해 충분히 유추해 낼 수 있다.
이와 같이 다수의 광섬유의 융착으로 인해 광섬유 센서 배열 시스템 제작시 다수의 관통 광섬유중 하나의 단락이 발생되어도 광섬유 센서 배열 시스템으로서의 기능을 읽게 된다. 그리고, 다수의 융착점은 도 2와 같은 광섬유 센서 배열 시스템에서 광선로의 손실을 증가시키기 때문에 감지되는 광신호의 품질을 저하시키게 된다.
또한, 단위 모듈을 분기하는 방향성 결합기가 광섬유 센서 배열 전단에 순차적으로 위치하기 때문에 32개 이상의 채널 확장은 다양한 문제점을 갖게 된다. 다시 말해서, 32개 채널 이상으로의 제작은 가능하겠지만, 제작의 효율성 및 신호의 품질이 현저하게 떨어지게 된다. 즉, 종래의 구조에 의한 단위 브랜치가 2개를 초과할 경우 제작 및 성능의 문제점을 갖게 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 관통 광섬유의 수를 최소화하여 광섬유 센서 배열의 제작 효율성을 향상시킴과 더불어 광섬유 센서 채널 확장성을 확보할 수 있도록 한 광섬유 센서 배열 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 광섬유 센서 배열 시스템은, 각각의 단위 모듈이 다수의 센서 채널로 구성되고, 각각의 단위 모듈은 하나의 입력 광섬유 및 하나 이하의 관통 광섬유를 포함하게 배열된 다수의 단위 모듈; 및 다수의 단위 모듈의 각각의 전단에 설치되고, 입사되는 광신호를 분기하는 방향성 결합기를 포함한다.
다수의 단위 모듈중에서, 제일 말단의 단위 모듈은 하나의 입력 광섬유를 포함하게 배열되고, 제일 말단의 단위 모듈을 제외한 나머지 단위 모듈은 하나의 입력 광섬유 및 하나의 관통 광섬유를 포함하게 배열된다.
본 발명의 다른 실시양태에 따른 광섬유 센서 배열 시스템은, 각각의 단위 브랜치가 다수의 센서 채널로 구성된 다수의 단위 모듈을 포함하되, 다수의 단위 모듈의 각각은 하나의 입력 광섬유 및 단위 브랜치의 개수 이하의 관통 광섬유를 포함하게 배열된 N(N=2,3,4…)개의 단위 브랜치; 및 다수의 단위 모듈의 각각의 전 단에 설치되고, 입사되는 광신호를 분기하는 방향성 결합기를 포함한다.
N개의 단위 브랜치중에서, 제 1 단위 브랜치의 제일 말단의 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유 및 N-1개의 관통 광섬유를 포함하게 배열되고, 제 1 단위 브랜치의 나머지 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유 및 N개의 관통 광섬유를 포함하게 배열된다.
N개의 단위 브랜치중에서, 제일 말단의 단위 브랜치의 제일 말단의 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유를 포함하게 배열되고, 제일 말단의 단위 브랜치의 나머지 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유 및 한 개의 관통 광섬유를 포함하게 배열된다.
다수의 센서 채널은 간섭계형 센서 채널로 구성된다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 단위 모듈별로 필요한 관통 광섬유의 수가 매우 적기 때문에 종래에 비해 관통 광섬유에 대한 융착에 의한 손실이 현저히 작아지게 되고, 이로 인해 감지신호의 품질이 높아지게 된다.
종래와 비교하여 단위 모듈별로 필요한 관통 광섬유의 수가 매우 적기 때문에 광섬유 센서 배열의 제작 효율성이 향상될 뿐만 아니라, 광손실에 의한 채널 확장성의 제한을 극복하게 된다. 특히, 방향성 결합기 및 관통 광섬유를 추가시키면 단위 모듈 및 단위 브랜치의 수를 자유롭게 가감할 수 있으므로 단위 모듈 및 단위 브랜치의 확장이 충분히 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 센서 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 센서 시스템의 구성도를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예는 다수의 센서 채널로 구성된 단위 모듈(UM1 ~ UM8)이 배열된 광섬유 센서 배열 시스템에서, 입사되는 광신호를 분기하는 방향성 결합기가 단위 모듈(UM1 ~ UM8) 각각의 전단에 위치한 것을 특징으로 한다.
다시 말해서, 종래의 경우(도 2 참조)는 다수의 방향성 결합기가 모든 단위 모듈(UM1 ~ UM8)보다 앞서서 배치되어 있지만, 본 발명의 실시예에서는 각각의 단위 모듈의 전단에 배치되었다. 이는 도 2의 (b)와 도 3의 (b)를 보면 보다 극명하게 이해할 수 있다. 도 3의 (b)를 보게 도면 방향성 결합기가 각각의 단위 모듈의 전단에 배치(즉, 마치 단위 모듈 사이에 배치)되는 형태로 배열된다.
도 3의 (a)에서, 방향성 결합기(C1)는 하나의 입력 광섬유(41)를 통해 단위 모듈(UM1)과 연결되고 하나의 관통 광섬유(51)를 통해 방향성 결합기(C2)에게로 광신호를 분기한다. 방향성 결합기(C2)는 하나의 입력 광섬유(42)를 통해 단위 모 듈(UM2)과 연결되고 하나의 관통 광섬유(52)를 통해 방향성 결합기(C3)에게로 광신호를 분기한다. 방향성 결합기(C3)는 하나의 입력 광섬유(43)를 통해 단위 모듈(UM3)과 연결되고 하나의 관통 광섬유(53)를 통해 단위 모듈(UM4)에게로 광신호를 분기한다. 방향성 결합기(C4)는 하나의 입력 광섬유(44)를 통해 단위 모듈(UM5)과 연결되고 하나의 관통 광섬유(54)를 통해 방향성 결합기(C5)에게로 광신호를 분기한다. 방향성 결합기(C5)는 하나의 입력 광섬유(45)를 통해 단위 모듈(UM6)과 연결되고 하나의 관통 광섬유(55)를 통해 방향성 결합기(C6)에게로 광신호를 분기한다. 방향성 결합기(C6)는 하나의 입력 광섬유(46)를 통해 단위 모듈(UM7)과 연결되고 하나의 관통 광섬유(56)를 통해 단위 모듈(UM8)에게로 광신호를 분기한다. 단위 모듈(UM4)의 입장에서 보면 관통 광섬유(53)는 단위 모듈(UM4)로의 입력 광섬유가 된다. 또한, 단위 모듈(UM8)의 입장에서 보면 관통 광섬유(56)는 단위 모듈(UM8)로의 입력 광섬유가 된다.
여기서, 4개의 단위 모듈(UM1, UM2, UM3, UM4)이 1개의 단위 브랜치(제 1 단위 브랜치)를 형성하고, 또 다른 4개의 단위 모듈(UM5, UM6, UM7, UM8)이 1개의 단위 브랜치(제 2 단위 브랜치)를 형성하므로, 방향성 결합기(C0)는 관통 광섬유(57)를 통해 제 2 단위 브랜치에게로 광신호를 분기한다. 본 발명의 실시예에서는 4개의 단위 모듈을 하나의 단위 브랜치인 것으로 설명하였으나, 단위 브랜치를 구성하는 단위 모듈의 갯수는 가감되어도 무방하다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제 1 단위 브랜치는 제일 앞단의 방향성 결합기(C0)와 거리적으로 제일 가까운 단위 브랜치를 의미한다. 예를 들어, 도 3의 단위 모듈(UM1, UM2, UM3, UM4)로 구성되는 단위 브랜치를 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제 1 단위 브랜치의 예로 들 수 있다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제일 말단의 단위 브랜치(제일 선단의 단위 브랜치라고도 할 수 있음)는 제일 앞단의 방향성 결합기(C0)와 거리적으로 제일 먼 단위 브랜치를 의미한다. 예를 들어, 도 3의 단위 모듈(UM5, UM6, UM7, UM8)로 구성되는 단위 브랜치를 본 발명의 특허청구범위에 기재된 제일 말단의 단위 브랜치의 예로 들 수 있다.
그리고, 이해를 돕기 위해 도 3의 (a)에서, 각각의 단위 모듈(UM1 ~ UM8)을 기준으로 수직 방향으로 영역을 표시해 보면 블럭(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)을 도시할 수 있다. 여기서, 블럭(31)은 하나의 입력 광섬유(41)에 의해 단위 모듈(UM1)이 방향성 결합기(C1)와 연결되고, 입력 광섬유(41) 이외에 2개의 관통 광섬유(51, 57)가 후속의 블럭(32)에 연결되도록 설치된다. 이는 단위 모듈(UM1)의 경우 하나의 입력 광섬유(41) 이외로 2개의 관통 광섬유(51, 57)가 필요하다는 것을 의미한다. 이와 같은 설명에 의해, 단위 모듈(UM2)의 경우는 하나의 입력 광섬유(42) 이외로 2개의 관통 광섬유(52, 57)가 필요하다는 것을 알 수 있다. 단위 모듈(UM3)의 경우는 하나의 입력 광섬유(43) 이외로 2개의 관통 광섬유(53, 57)가 필요하다는 것을 알 수 있다. 단위 모듈(UM4)의 경우는 하나의 입력 광섬유(53) 이외로 1개의 관통 광섬유(57)가 필요하다는 것을 알 수 있다. 단위 모듈(UM5)의 경우는 하나의 입력 광섬유(44) 이외로 1개의 관통 광섬유(54)가 필요하다는 것을 알 수 있다. 단위 모듈(UM6)의 경우는 하나의 입력 광섬유(45) 이외로 1개의 관통 광섬유(55)가 필요하다는 것을 알 수 있다. 단위 모듈(UM7)의 경우는 하나의 입력 광 섬유(46) 이외로 1개의 관통 광섬유(56)가 필요하다는 것을 알 수 있다. 단위 모듈(UM8)의 경우는 하나의 입력 광섬유(56)가 필요하다는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예의 방향성 결합기 및 단위 모듈의 배열에 의하면, 단위 모듈별로 필요한 관통 광섬유의 수가 최대 2개이기 때문에 종래에 비해 관통 광섬유에 대한 융착에 의한 손실이 현저히 작아지게 되고, 이로 인해 감지신호의 품질이 높아지게 된다.
상술한 실시예는 2개의 단위 브랜치를 1식의 광섬유 센서 배열 시스템으로 하여 설명한 것이다. 만약, 1식의 광섬유 센서 배열 시스템이 1개의 단위 브랜치(예컨대, 4개의 단위 모듈(UM1 ~ UM4) 또는 그 이상 개수의 단위 모듈)로 이루어진다면 단위 모듈(UM1)은 하나의 입력 광섬유(41) 이외로 1개의 관통 광섬유(51)가 필요하다. 단위 모듈(UM2)은 하나의 입력 광섬유(42) 이외로 1개의 관통 광섬유(52)가 필요하다. 단위 모듈(UM3)은 하나의 입력 광섬유(43) 이외로 1개의 관통 광섬유(53)가 필요하다. 단위 모듈(UM4)은 하나의 입력 광섬유(53)가 필요하다.
이와 같이 1식의 광섬유 센서 배열 시스템이 1개의 단위 브랜치로 이루어진 경우에는 단위 브랜치를 적어도 3개 이상의 단위 모듈로 구성시키는 것이 종래와 비교하여 볼 때 본 발명의 효과를 얻는데 보다 유효하다. 예를 들어, 2개의 단위 모듈로 1식의 광섬유 센서 배열 시스템을 구현하되 각각의 단위 모듈의 전단에 방향성 결합기를 위치시킨 경우는 종래와 비교하여 배열상의 차이점은 있으나 단위 모듈별 관통 광섬유의 개수에는 차이가 없게 된다. 따라서, 단위 브랜치를 3개 이상의 단위 모듈로 구성시키는 것이 2개의 단위 모듈로 구성시키는 것에 비해 효율적이다.
상술한 본 발명의 실시예의 광섬유 센서 배열 시스템을 제작하는 방법에 대해서는 별도의 설명이 없더라도 동종업계에 종사하는 자라면 주지의 기술을 이용하여 충분히 제조해 낼 수 있음은 당연하다.
도 3에서는 두 개의 단위 브랜치가 1식의 광섬유 센서 배열 시스템을 구현하는 것으로 설정하고 설명하였다. 이 경우, 1개의 광원으로 최대 32개의 광섬유 센서를 구성한다.
본 발명의 실시예는 종래와 비교하여 단위 모듈별로 필요한 관통 광섬유의 수가 매우 적기 때문에 광섬유 센서 배열의 제작 효율성이 향상되고, 광손실에 의한 채널 확장성의 제한을 극복하게 된다. 특히, 방향성 결합기 및 관통 광섬유를 추가시키면 도 3의 구조에서 단위 모듈 및 단위 브랜치의 수를 자유롭게 가감할 수 있으므로 단위 모듈 및 단위 브랜치의 확장이 충분히 가능하다.
또한, 도 3에서는 단위 브랜치의 수를 2개로 하였으나, 필요에 따라서는 단위 브랜치의 수를 3개 이상으로 하여도 된다. 단위 브랜치의 수를 3개 이상으로 할 경우에도 종래의 광섬유 센서 배열 시스템과는 상당히 차이날 뿐만 아니라 상기에 서 기재한 것처럼의 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1은 마이켈슨 간섭계(Michelson Interferometer) 구조를 갖는 단위 모듈의 광학 구성도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 광섬유 센서 배열 시스템의 구성도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 센서 배열 시스템의 구성도를 도시한 도면이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 각각의 단위 브랜치가 다수의 센서 채널로 구성된 다수의 단위 모듈을 포함하되, 상기 다수의 단위 모듈의 각각은 하나의 입력 광섬유 및 단위 브랜치의 개수 이하의 관통 광섬유를 포함하게 배열된 N(N=2,3,4…)개의 단위 브랜치; 및
    상기 다수의 단위 모듈의 각각의 전단에 설치되고, 입사되는 광신호를 분기하는 방향성 결합기를 포함하고,
    상기 N개의 단위 브랜치중에서, 제 1 단위 브랜치의 제일 말단의 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유 및 N-1개의 관통 광섬유를 포함하게 배열되고, 상기 제 1 단위 브랜치의 나머지 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유 및 N개의 관통 광섬유를 포함하게 배열된 것을 특징으로 하는 광섬유 센서 배열 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 N개의 단위 브랜치중에서, 제일 말단의 단위 브랜치의 제일 말단의 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유를 포함하게 배열되고, 상기 제일 말단의 단위 브랜치의 나머지 단위 모듈은 한 개의 입력 광섬유 및 한 개의 관통 광섬유를 포함하게 배열된 것을 특징으로 하는 광섬유 센서 배열 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 다수의 센서 채널은 간섭계형 센서 채널로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 센서 배열 시스템.
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KR20040043187A (ko) * 2001-08-10 2004-05-22 더 보드 오브 트러스티즈 오프 더 리랜드 스탠포드 쥬니어 유니버시티 배열형 광섬유 센서용 증폭 트리구조 기술

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