Characteristics of 2-Channel TDM fiber-optic sensor array

TDM 방식의 2채널 광섬유 센서 배열 특성 연구

To develop the multi-channel fiber-optic sensor array system, two-channel TDM(Time Division Multiplexing) fiber-optic sensor array was constructed and characterized. The sensor array topology was Mach-Zehender ladder type and PMDI(Phase-Matched Differential Interferometer) technique was used to exploit the efficiency of the array signal processing. By using a synthetic heterodyne demodulation technique, outputs of the two channels were monitored simultaneously. The sensitivities of channel #1 and #2 were measured ${\sim}60{\mu}rad/\sqrt{Hz}$ and ${\sim}80{\mu}rad/\sqrt{Hz}$, respectively. Crosstalk of sensors in the array was found to be approximately -36dB. Based on the results, we could conclude that TDM Mach-Zehnder ladder type sensor array can be used to detect the acoustic signal with stability and efficiency of the sensor array.

다채널을 가진 광섬유 센서 시스템을 개발하기 위하여 이것의 기본적인 센서 배열로서 TDM(Time Division Multiplexing) 방식의 2채널 광섬유 센서 배열을 제작하여 그 특성을 실험으로 분석하였다. 2채널 배열의 위상구조는 Mach-Zehnder형 사다리 구조로 제작 되었고 감지 간섭계와 보상 간섭계가 있는 PMDI(Phase-Matched Differential Interferometer) 기법을 사용하여 배열의 신호처리를 용이하게 하였다. 신호처리는 합성 헤테로다인(Synthetic Heterodyne)을 이용한 신호처리 기법으로 2채널의 신호를 동시에 검출하였다. 실험 결과 각 채널의 감도는 센서 #1에서 ${\sim}60{\mu}rad/\sqrt{Hz}$ 센서#2에서 ${\sim}80{\mu}rad/\sqrt{Hz}$를 얻었으며, 상호 간섭량(crosstalk)은 -36dB로 측정되었다. 본 실험으로 TDM 방식으로 다중화 된 Mach-Zehnder형 사다리 구조 간섭계의 신호처리가 광섬유센서의 효율을 높이고 비교적 안정적으로 신호를 감지함을 확인하였다.