ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ И/ИЛИ ФОРМЫ СВЯЗАННОГО ОБЪЕКТА

1. Оптическая система (1) измерения для определения положения и/или формы связанного объекта (О), причем система содержит:
- одно или более оптических волокон (10) для пространственной фиксации на, в или к упомянутому связанному объекту (О), причем каждое оптическое волокно имеет одну или более сердцевин (9) оптического волокна,
- множество сердцевин оптического волокна, имеющих одну или более волоконных брэгговских решеток (8), проходящих вдоль всей длины упомянутых сердцевин (9) оптического волокна, где должны определяться положение и/или форма упомянутого объекта (О),
- рефлектометр (REFL, 12), оптически соединенный с упомянутыми одним или более оптическими волокнами (10), причем рефлектометр оптически приспособлен для измерения деформации во множестве точек выборки вдоль множества сердцевин оптического волокна, и
- процессор (PROC, 14), соединенный при функционировании с рефлектометром для определения положения и/или формы объекта на основании упомянутых измеренных деформаций от множества сердцевин оптического волокна,
0
причем рефлектометр, когда он работает в частотной области, выполнен с возможностью выполнения сканирования по длинам волн от первой длины волны до второй длины волны вокруг центральной длины волны (λ) для определения упомянутых положения и/или формы, причем одна или более волоконных брэгговских решеток (8) проходит вдоль всей длины упомянутых сердцевин (9) оптического волокна, причем каждая из одной или более сердцевин оптического волокна имеет пространственно модулированное отражение (r) вдоль упомянутой всей длины сердцевины оптического волокна таким образом, чтобы соответствующий спектр отражения мог обнаруживаться при упомянутом сканировании по длинам волн.
2. Оптическая система измерения по п. 1, в которой по меньшей мере одна сердцевина оптического волокна (10) имеет одну волоконную брэгговскую решетку (8), проходящую вдоль упомянутой всей длины, где должны определяться положение и/или форма упомянутого объекта.
3. Оптическая система измерения по п. 2, в которой одна волоконная брэгговская решетка является чирпированной во множестве областей (7) вдоль упомянутой всей длины таким образом, чтобы у каждой точки выборки в оптической сердцевине была действующая отдельная длина волны резонанса, причем каждая точка выборки может обнаруживаться при упомянутом сканировании по длинам волн.
4. Оптическая система измерения по п. 3, в которой множество областей частично совпадают друг с другом (3).
5. Оптическая система измерения по п. 3, в которой одна волоконная брэгговская решетка (8) является линейно чирпированной во множестве областей (7) вдоль упомянутой всей длины.
6. Оптическая система измерения по пп. 3, 4 или 5, в которой длина (6) чирпирования в пределах упомянутых областей выбрана таким образом, чтобы соответствующая длина когерентности фазы была более длины (Δz) шага между последовательными точками выборки.
7. Оптическая система измерения по п. 1, в которой по меньшей мере одна оптическая сердцевина (9) имеет множество волоконных брэгговских решеток, проходящих вдоль всей длины, причем каждая волоконная брэгговская решетка имеет длину волны резонанса, отличную от других волоконных брэгговских решеток, причем каждая решетка соответствует длине волны выборки.
8. Оптическая система измерения по п. 1, в которой система выполнена с возможностью измерения положения и/или формы в N измерениях, причем количество сердцевин (9) оптического волокна равно Ν+1 для учета температурной компенсации и/или растягивающей деформации, используя дополнительную сердцевину оптического волокна.
9. Оптическая система измерения по п. 1, в которой множество сердцевин (9) оптического волокна расположено в пределах одного оптического волокна (10), причем сердцевины оптического волокна спирально накрученны вокруг центральной сердцевины оптического волокна.
10. Оптическая система измерения по п. 1, в которой связанным объектом является медицинский катетер, медицинский контрольный зонд, медицинский датчик, строительный контрольный датчик, подводный датчик, геологический датчик.
11. Способ определения положения и/или формы связанного объекта (О), причем способ содержит этапы, на которых:
- обеспечивают одно или более оптических волокон (10) для пространственной фиксации на, в или к упомянутому связанному объекту (О), причем каждое оптическое волокно имеет одну или более сердцевин (9) оптического волокна,
- обеспечивают множество сердцевин оптического волокна, имеющих одну или более волоконных брэгговских решеток (8), проходящих вдоль всей длины упомянутых сердцевин (9) оптического волокна, где должны определяться положение и/или форма упомянутого объекта (О),
- обеспечивают рефлектометр (REFL, 12), оптически соединенный с упомянутыми одним или более оптическими волокнами (10), причем рефлектометр оптически приспособлен для измерения деформации во множестве точек выборки вдоль множества сердцевин оптического волокна, и
- обеспечивают процессор (PROC, 14), соединенный при функционировании с рефлектометром для определения положения и/или формы объекта на основании упомянутых измеренных деформаций от множества сердцевин оптического волокна,
0
причем рефлектометр, когда он работает в частотной области, выполнен с возможностью выполнения сканирования по длинам волн от первой длины волны до второй длины волны вокруг центральной длины волны (λ) для определения упомянутых положения и/или формы, причем одна или более волоконных брэгговских решеток (8) проходит вдоль всей длины упомянутых сердцевин (9) оптического волокна, причем каждая из одной или более сердцевин оптического волокна имеет пространственно модулированное отражение (r) вдоль упомянутой всей длины сердцевины оптического волокна таким образом, чтобы соответствующий спектр отражения мог обнаруживаться при упомянутом сканировании по длинам волн.
12. Оптический блок, предназначенный для применения в связанной оптической системе (1) измерения для определения положения и/или формы связанного объекта (О), причем оптический блок содержит:
- одно или более оптических волокон (10) для пространственной фиксации на, в или к упомянутому связанному объекту (О), причем каждое оптическое волокно имеет одну или более сердцевин (9) оптического волокна, и
- множество сердцевин оптического волокна, имеющих одну или более волоконных брэгговских решеток (8), проходящих вдоль всей длины упомянутых сердцевин (9) оптического волокна, где должны определяться положение и/или форма упомянутого объекта (О),
причем оптический блок выполнен с возможностью соединения со связанным рефлектометром (REFL, 12), причем рефлектометр оптически приспособлен для измерения деформации во множестве точек выборки вдоль множества сердцевин оптического волокна, причем связанный процессор (PROC, 14) дополнительно выполнен с возможностью соединения с рефлектометром для определения положения и/или формы объекта на основании упомянутых измеренных деформаций от множества сердцевин оптического волокна,
0
причем рефлектометр, когда он работает в частотной области, выполнен с возможностью выполнения сканирования по длинам волн от первой длины волны до второй длины волны вокруг центральной длины волны (λ) для определения упомянутых положения и/или формы, причем одна или более волоконных брэгговских решеток (8) проходит вдоль всей длины упомянутых сердцевин (9) оптического волокна, причем каждая из одной или более сердцевин оптического волокна имеет пространственно модулированное отражение (r) вдоль упомянутой всей длины сердцевины оптического волокна таким образом, чтобы соответствующий спектр отражения мог обнаруживаться при упомянутом сканировании по длинам волн.