기존의 라만 분포식 광섬유 온도 측정 시스템에서는 라만 Stokes 및 anti-Stokes 산란광의 경로 이탈 현상으로 인해 위치 보정이 어렵고 온도 측정에 심각한 왜곡이 발생하는 문제가 있다. 본 논문에서는 단일 광경로 기반 라만 분포식 온도 측정 시스템 방안을 제안하였으며, 산란광 전력 보정 모델과 온도 보정 알고리즘을 구축하여 측정 대상 광섬유의 온도를 정확히 측정할 수 있도록 하였다. 라만 산란광의 온도 감응 원리를 기반으로 단일 경로 Stokes 광 및 단일 경로 anti-Stokes 광을 이용한 온도 해조 공식 도출하였다. 단일 광경로 온도 해조가 펄스 레이저와 광전 검출기의 안정성에 심각하게 제한받는 점을 고려하여 온도 보정 단위를 설계하고 신호광 전력 보정 알고리즘을 수립하였다. 실험 플랫폼을 구축하여 기존의 이중 경로, 단일 경로 Stokes 광 및 단일 경로 anti-Stokes 광 방식의 온도 측정 성능을 비교 분석하였다. 마지막으로 단일 광경로 라만 분포식 광섬유 온도 측정 시스템의 최적화 방안을 논의 및 정리하였다. 실험 결과 약 12 km 광섬유 구간에서 라만 anti-Stokes 광 기반 방식의 온도 편차가 -0.3~2.2 ℃, 평균 제곱근 오차가 1.0 ℃, 공간 분해능이 6 m로 나타났으며, 기존 방식보다 성능이 우수하였다. 신호 전력 보정을 기반으로 한 단일 광경로 라만 anti-Stokes 광 분포식 광섬유 온도 측정 시스템은 민감도가 높고 기존 이중 광경로 시스템의 경로 이탈 보정 문제를 완전히 회피할 수 있어 실용성이 매우 높다.

광섬유 센서;라만 산란;온도 측정;광시계 반사;분포식