Temperature Measurement Using Single-Mode Fiber Interferometric Sensor

단일모드 광섬유의 간섭계 센서를 이용한 온도측정

In this paper, temperature-induced optical phase shifts in single-mode fibers are studied both analytically and experimentally. Temperature sensor using single-mode fiber interferometer is designed and the temperature sensitivity of the sensor system is investigated. This fiber-optic temperature sensor which employs the Mach-Zehnder arrangement is a high sensitivity sensor of phase detection type. In this type, temperature changes are ob-served as a motion of an optical interference fringe pattern. In the measurements using interferometer, one of the important problems is to detect simultaneously the number and direction of fringe displacement resulting from physical perturbations (temperature, pressure, etc.). To realize this, the array detector using multi-mode fiber is designed. By this array detector the number and direction of fringe displacement is Ineasured very conveniently.

본 연구에서는 단일모드 광섬유에서의 온도에 의한 위상변조 현상을 분석하고 단일모드 광섬유 간섭계를 이용한 온도센서를 설계. 제작하여 그 온도특성을 조사하였다. 설계한 fiber-optic온도센서는 Mach-Zehnder 간섭계를 이용한 위상감지형 고감도 센서로서 온도변화는 간섭무의의 이동으로써 측정되어졌다. 간섭계에 의한 측정에서 중요한 문제중의 하나는 온도분만 아니라 모든 피측정 물리량의 변화방향에 따른 간섭무의의 이동갯수와 이동방향을 동시에 측정하는 것이다. 이를 위해 다중모드 광섬유를 이용한 배열 검출기를 제작하여 매우 간편하게 간섭무늬의 이동갯수와 이동방향을 측정하였다.