A Novel Fiber Bragg Grating Sensing Interrogation Method Using Bidirectional Modulation of a Mach-Zehnder Electro-Optical Modulator

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 Mach-Zehnder 광변조기의 양방향 변조를 이용하는 새로운 광섬유격자 센서 검출 방법을 제안하고 실험을 통하여 그 유용성을 밝힌다. 제안한 구조는 광대역 광원, 광섬유격자, Mach-Zehnder 광변조기, chirped 광섬유격자, 그리고 광 검출기로 구성된다. 실험을 통하여 제안한 구조의 전달함수를 구하고, 505 MHz에서 525 MHz까지 주파수 영역에서 10개의 다른 파장을 가진 광에 대한 FSR(free spectral range)의 변화로부터 시간지연을 계산한다. 구한 결과로부터 광의 파장 변화에 따른 시간지연이 12.9 ps/0.2 nm 값을 가지면서 매우 선형적임을 알 수 있다. 이러한 결과는 광섬유격자를 이용한 스트레인 또는 온도 센서에 이용할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We have proposed and experimentally demonstrated a novel fiber Bragg grating (FBG) sensing interrogation method using bidirectional modulation of a Mach-Zehnder electro-optical modulator (MZ-EOM). The proposed structure consists mainly of a broadband light source (BBS), FBG, MZ-EOM, chirped fiber Bragg grating (CFBG), and photodetector (PD). We have obtained the transfer functions of the proposed structure and calculated the time delay from the change in the free spectral range (FSR) for ten wavelengths over the frequency range of 505 MHz to 525 MHz. The results show that the time delay and the wavelength variation have a good linear relationship with a gradient of 12.9 ps/0.2 nm, which can be usefully applied to FBG strain or temperature sensors and other multiplexed sensor applications.