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브릴루앙 주파수 변이를 이용하여 감지 광섬유(140) 상 임의의 위치에서의 변형률 및 온도를 측정하는 광섬유 BOCDA 센서(100)에 있어서,프로브광은 연속광으로 형성하고 펌핑광은 펄스광으로 형성하며,프로브광 광섬유 라인(120) 및 펌핑광 광섬유 라인(130) 각각에 프로브광 위상 변조기(121) 및 펌핑광 위상 변조기(131)가 구비되어 프로브광 및 펌핑광이 각각 랜덤코드 및 상기 랜덤코드와 동일한 형태이되 0 이상의 시간 차이를 부여한 지연코드에 의해 위상변조되어,상기 감지 광섬유(140) 양쪽에서 프로브광 및 펌핑광이 각각 입사됨으로써 위상이 항상 일치하는 위치의 상관 비트를 주기적으로 다수 개 발생시키되,상기 랜덤코드 및 상기 지연코드 간의 시간 차이를 조절함으로써 상기 감지 광섬유(140) 상에서의 펌핑광 및 프로브광의 상관 비트 위치들을 조절 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 1항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,각각의 상관 비트 위치에서 후방으로 산란되어 돌아오는 브릴루앙 산란광의 브릴루앙 게인 스펙트럼(BGS)을 구하고,상기 브릴루앙 게인 스펙트럼 상에서 최대값이 발생할 때의 주파수를 찾아 브릴루앙 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 1항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,하나의 상관 비트 위치들에서 브릴루앙 주파수를 구하고,상기 랜덤코드 및 상기 지연코드 간의 시간 차이를 1비트만큼 변경시켜 새로운 상관 비트 위치들을 형성한 후, 새로운 상관 비트 위치들에서 브릴루앙 주파수들을 구하는 동작을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 3항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,상관 비트 위치들을 조절하면서 브릴루앙 주파수를 구하는 동작을, 상기 랜덤코드의 1주기 동안 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 1항에 의한 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)를 이용한 측정방법에 있어서,상기 랜덤코드 및 상기 지연코드 간의 시간 차이를 초기 설정하는 시간차이초기설정단계;상기 감지 광섬유(140) 양쪽에서 프로브광 및 펌핑광을 각각 입사시키고 후방으로 산란되어 돌아오는 브릴루앙 산란광을 획득하는 산란광획득단계;상기 랜덤코드의 1주기가 완료되었는지 확인하는 랜덤코드주기확인단계;상기 랜덤코드주기확인단계에서 1주기가 완료되지 않았으면, 상기 랜덤코드 및 상기 지연코드 간의 시간 차이를 1비트 변경하는 지연비트변경단계;상기 산란광획득단계, 상기 랜덤코드주기확인단계, 상기 지연비트변경단계가 반복 수행되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서의 측정방법
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제 5항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서의 측정방법은,상기 랜덤코드주기확인단계에서 1주기가 완료되었으면,각각의 상기 산란광획득단계에서 획득된 브릴루앙 산란광 정보를 이용하여 각각의 상관 비트 위치에서 브릴루앙 게인 스펙트럼(BGS)을 구하는 BGS샘플링단계;상기 랜덤코드 비트 순서별로 상기 브릴루앙 게인 스펙트럼을 재정렬하고, 각각의 상관 비트 위치에서 상기 브릴루앙 게인 스펙트럼 상에서 최대값이 발생할 때의 주파수를 찾아 브릴루앙 주파수로 결정하는 브릴루앙주파수결정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서의 측정방법
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제 1항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,광원(110);상기 광원(110)으로부터 광섬유를 통해 진행되어 오는 광을 상기 프로브광 광섬유 라인(120) 및 상기 펌핑광 광섬유 라인(130) 각각으로 진행되어 가도록 나누는 광섬유 커플러(115);일단이 상기 프로브광 광섬유 라인(120) 끝단에 연결되고, 타단이 상기 펌핑광 광섬유 라인(130)에 연결되며, 프로브광 및 펌핑광의 주파수 간에 브릴루앙 주파수만큼의 차이가 있으면 펌핑광의 후방으로 산란되는 브릴루앙 산란광에 증폭을 일으키는 상기 감지 광섬유(140);프로브광 및 펌핑광에 위상변조를 인가하기 위해 랜덤코드 및 상기 랜덤코드와 동일한 형태이되 0 이상의 시간 차이를 부여한 지연코드를 생성하는 랜덤코드 위상변조 장치(161)를 포함하는 제어부(160);상기 프로브광 광섬유 라인(120) 상에 구비되며, 상기 랜덤코드 위상변조 장치(161)에 의해 생성된 상기 지연코드로 프로브광의 위상을 변조하는 상기 프로브광 위상 변조기(121);상기 프로브광 광섬유 라인(120) 상에 구비되며, 상기 프로브광 위상 변조기(121)로부터 진행되어 오는 프로브광을 단일 측파 대역으로 브릴루앙 게인이 증가하도록 주파수 이동시키는 프로브광 전기-광학 변조기(122);상기 프로브광 광섬유 라인(120) 상에 구비되며, 상기 프로브광 전기-광학 변조기(122)로부터 진행되어 오는 프로브광을 상기 감지 광섬유(140) 쪽으로 진행시키고, 상기 감지 광섬유(140)로부터 진행되어 오는 광은 차단시키는 광섬유 아이솔레이터(125);상기 펌핑광 광섬유 라인(130) 상에 구비되며, 상기 랜덤코드 위상변조 장치(161)에 의해 생성된 상기 랜덤코드로 펌핑광의 위상을 변조하는 상기 펌핑광 위상 변조기(131);상기 펌핑광 광섬유 라인(130) 상에 구비되며, 상기 펌핑광 위상 변조기(131)로부터 진행되어 오는 펌핑광을 펄스 변조하는 펌핑광 전기-광학 변조기(132);상기 펌핑광 광섬유 라인(130) 상에 구비되며, 상기 펌핑광 위상 변조기(131)로부터 진행되어 오는 프로브광을 상기 감지 광섬유(140) 쪽으로 진행시키는 광섬유 서큘레이터(135);상기 광섬유 서큘레이터(135)로부터 진행되어 오는 브릴루앙 산란광을 취득하는 적어도 하나의 광 수신기를 포함하는 광 수신부(150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 랜덤코드 위상변조 장치(161)는,사용자 인터페이스를 통해 입력받은 코드 길이 및 시간 차이를 사용하여 상기 코드 길이의 랜덤코드 및 상기 랜덤코드에 시간 차이를 부여한 지연코드를 생성하는 랜덤코드 비트 신호 발생부(161a),신호 형상 조정 및 증폭을 수행하는 신호 조정부(161b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 8항에 있어서, 상기 랜덤코드 위상변조 장치(161)는,상기 프로브광 위상 변조기(121) 및 상기 펌핑광 위상 변조기(131)를 내장하여 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,상기 프로브광 광섬유 라인(120) 상 상기 광섬유 아이솔레이터(125) 전방에 구비되며, 상기 광섬유 아이솔레이터(125)로 진행되어 오는 프로브광을 증폭하는 프로브광 광섬유 증폭기(123);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,상기 프로브광 광섬유 라인(120) 상 상기 프로브광 전기-광학 변조기(122) 및 상기 광학 아이솔레이터(125) 사이에 구비되며, 상기 프로브광 전기-광학 변조기(122)로부터 진행되어 오는 프로브광에서의 편광 영향을 제거하는 편광 스위치(124);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,상기 펌핑광 광섬유 라인(130) 상 상기 광섬유 서큘레이터(135) 전방에 구비되며, 상기 광섬유 서큘레이터(135)로 진행되어 오는 펌핑광을 증폭하는 펌핑광 광섬유 증폭기(133);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 광섬유 BOCDA 센서(100)는,상기 광 수신부(150)가 제1광 수신기(151) 및 제2광 수신기(152)로 구성되며,상기 광 수신부(150)의 전방에 구비되어 브릴루앙 산란광을 분리하여 상기 제1광 수신기(151) 및 상기 제2광 수신기(152) 각각으로 수신시키는 빔 스플리터(155);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 제어부(160)는,상기 프로브광 전기-광학 변조기(122)와 연결되며, 상기 감지 광섬유(140)의 브릴루앙 주파수 근처의 전기 신호를 만들어 상기 프로브광 전기-광학 변조기(122)를 구동하는 RF 신호 합성기(162)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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제 7항에 있어서, 상기 제어부(160)는,상기 펌핑광 전기-광학 변조기(132)와 연결되며, 펄스 변조를 위한 펄스를 생성하는 펄스 생성기(163)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 BOCDA 센서
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