コバルト添加ファイバー熱線を用いた光ファイバー干渉風速計

科学分野:

• オプトエレクトロニクス
• センサー技術
• 光ファイバー

背景:

• 従来の熱線風速計は、複雑なセットアップや金属コーティングが必要な場合が多いです。
• 光ファイバーセンサーは、感度と堅牢性の点で利点をもたらす可能性があります。

研究 の 目的:

• 新しい光ファイバー干渉風速計を開発・実証すること。
• 風速検出のための感応素子としてコバルト添加ファイバー（CDF）を利用すること。

主な方法:

• CDFをセンシングアームに配置した光ファイバーマッハツェンダー干渉計（MZI）を構築しました。
• CDFを1480 nmレーザーを用いて光加熱しました。
• CDFの温度変化によるMZIのフリンジ波長の変化を風速と相関させました。

主要な成果:

• 0.1 m/sで-5.13 nm/(m/s)、0.5 m/sで-2.44 nm/(m/s)の高感度を達成しました。
• ファイバーグレーティング・ファブリ・ペロー干渉計と比較して感度が大幅に高くなりました（最大4.9倍）。
• CDFの自己吸収により、金属コーティングやレーザーカップリングデバイスが不要になりました。

結論:

• 提案された光ファイバー風速計は、風速測定のためのシンプルで高感度、かつ容易に製造できるソリューションを提供します。
• この技術は、正確な風モニタリングを必要とする様々な産業用途に有望な代替手段となります。