TDM 방식의 2채널 광섬유 센서 배열 특성 연구

Characteristics of 2-Channel TDM fiber-optic 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.

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.