Hasegawa[1]於 2000 年提出藉由控制連續波的相關性(correlation)以達到分佈式感 測功能，並且擁有高解析度，此技術稱為布里淵光纖分佈感測技術(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis , BOCDA)。
光纖具有低色散、低損失、電磁屏障、耐惡劣環境、可撓性高、原料豐富等
2 器有以下幾種： SOFO光纖感測器、費布里佩洛(Fabry-Parot)干涉式感測器、布拉 格光纖光柵(Fiber Bragg Grating)式感測器、布里淵光時域反射感測器(BOTDR)等。
1-2.2 單點式光纖感測
1-2.2.1 SOFO 感測器
SOFO為法文Monitoring of Structures by Optical Fibers之縮寫，由瑞士聯邦理 工學院洛桑分校(EPFL)所發展[3-5]，此光纖感測系統包含讀取單元（Reading Unit）、 佈設於結購物上之光纖感測器（Optical fiber sensor）及個人電腦等，如圖1.1[3]。
SOFO光纖感測系統的量測原理為基於雙麥克生干涉儀採串聯形式，經由耦合器將 光入射至第一組以麥克生干涉儀系統架構作為感測的光纖，此組光纖內包含一條 量測光纖及一條參考光纖，量測光纖藉由機械式的連結於待測結構物上，使其可 隨著結構物而變形，進而量測結構物產生的變化；而參考光纖則不受拘束地安置
3
於光纖管內，不受結構物變形而改變，僅隨著溫度而變，當待測結構物因外在環 境因素產生變形，造成不相同路徑而產生相位差，此相位差訊號再經由耦合器連 結後送至資料讀取單元，經擷取單元轉換後得到變形量。
1-2.2.2 光纖光柵感測器(FBG)
含鍺量高的光纖對紫外光（UV）具有光敏感性，在經過紫外光照射後，折射 率會產生變化，光纖光柵是利用這種原理製作而成，如果折射率呈週期性改變的 話，就稱為光柵光纖感測器。
1-2.2.3 費布里-佩洛干涉式感測器(EFPIs)
費布里-佩洛干涉式感測器[6]是由一條單模光纖（輸入/輸出）及一條單模或 多模反射光纖，外覆一個中空矽晶管構成，如圖1.2[7]所示。光源及偵測器由光纖 耦合器連接於感測計，兩條光纖較準後套在管中，並於中間存在著一個空腔（air gap），稱之為F-P空腔。當空腔長度因感測器受應變而發生改變時，則感測器的輸 出反應將因而變化，於是利用F-P的輸出變化，就能校正成為一個應變感測器。
1-2.3 分佈式光纖感測
1-2.3.1 布里淵光時域反射技術(BOTDR)
BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer)是利用量測布里淵散射
光做依據[8]，布里淵散射在第二章有詳細的介紹。圖 1.3 為 BOTDR 示意圖[8]，
用雷射光源射入一道連續光脈波，經過光纖耦合器一分為二，一道為參考光，一 道進入感測區產生向後的布里淵散射，將此向後布里淵散射光接至光接收器做偵
4 解析度是決定於聲波衰減時間(acoustic damping time)以內的傳遞距離，聲波的衰減 時間為29ns，速度為 6km/s，因此理論上 BOCDA 最佳空間解析度為 0.175 公厘，
但其空間解析度與量測範圍仍有trade off 關係。本實驗室經過多位學長的建立及改 善，目前實際應用中可在50m 的量測範圍達到 30cm 以下的空間解析度。
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1-3 內容大綱
本論文總共分成四個章節，以下將介紹各章節內容概要：
第一章 研究動機與目的，光纖感測應用及文獻回顧。
第二章 介紹光纖感測技術及光學散射原理，並深入探討BOCDA 之系統架構、
基本原理、定位原理與空間解析度。
第三章 增加PXI 模組，以及經由軟硬體改良時序，使靜態量測所耗時間減少，
並建立可即時顯示之動態量測系統。
第四章 結論與未來展望。
圖1.
圖1.2 費布
6
1 SOFO 系
布里-佩洛干
系統配置[3]
干涉式感測器器[7]
圖
圖1.
1.4 光脈波
7
.3 BOTDR
波寬度與布里
示意圖[8]
里淵頻寬之之關係[9]
8
光纖感測器可分為本質型(Intrinsic)與非本質型(Extrinsic)兩類，如果光波一直 沒有離開光纖，而由環境的改變直接造成光纖內光波特性之改變，此類稱為本質