Примена на случаен ласер со влакна во ултра-долгото сензорирање на точки

Случајнодистрибуиран фибер ласер со повратни информацииврз основа на Раман засилување, неговиот излезен спектар е потврден дека е широк и стабилен под различни услови на животната средина, а позицијата на ласерскиот спектар и пропусниот опсег на полуотворената празнина DFB-RFL се исти како и уредот за повратна информација за додадена точка. Спектрите се многу во корелација. Ако спектралните карактеристики на точкестиот огледало (како што е FBG) се променат со надворешната средина, ќе се промени и ласерскиот спектар на случаен ласер со влакна. Врз основа на овој принцип, случајните ласери со влакно може да се користат за да се реализираат функциите за сензори за точки на ултра долги растојанија.

Во истражувачката работа објавена во 2012 година, преку извор на светлина DFB-RFL и FBG рефлексија, случајната ласерска светлина може да се генерира во оптичко влакно долга 100 km. Преку различни структурни дизајни, ласерскиот излез од прв и втор ред може да се реализира соодветно, како што е прикажано на Слика 15(а). За структурата од прв ред, наизвор на пумпае ласер од 1 365 nm, а на другиот крај на влакното е поставен сензор FBG што одговара на брановата должина на светлината Стоукс од прв ред (1 455 nm). Структурата од втор ред вклучува FBG огледало од 1 455 nm, кое е поставено на крајот на пумпата за полесно да се генерира ласирање, а сензорот FBG од 1 560 nm е поставен на крајниот крај на влакното. Создадената ласерска светлина излегува на крајот на пумпата, а сензорот за температура може да се реализира со мерење на промената на брановата должина на емитирана светлина. Типичната врска помеѓу брановата должина на ласер и температурата на FBG е прикажана на Слика 15(б).

Причината зошто оваа шема е многу привлечна во практична примена е: Прво, сензорниот елемент е чист пасивен уред и може да биде далеку од демодулаторот (повеќе од 100 km), кој се користи во многу ултра долги -околини за примена на далечина. (Како што е следењето на безбедноста на далноводи, нафтоводи и гасоводи, брзи железнички пруги итн.) е задолжително; Дополнително, информациите што треба да се измерат се рефлектираат во доменот на брановата должина, што се одредува само од централната бранова должина на сензорот FBG, со што системот во изворот на пумпата моќност или сензорот за оптички влакна може да се стабилизира кога ќе се промени загубата; конечно, односот сигнал-шум на спектрите на ласери од прв и втор ред се високи до 20 dB и 35 dB, соодветно, што покажува дека граничното растојание што системот може да го почувствува далеку надминува 100 km. Затоа, добрата термичка стабилност и ултра долги сензори го прават DFB-RFL систем за сензори за оптички влакна со високи перформанси.
Имплементиран е и систем за сензори од 200 km сличен на горенаведениот метод, како што е прикажано на Слика 16. Резултатите од истражувањето покажуваат дека поради големата сензорна оддалеченост на системот, односот сигнал-шум на рефлектираниот сензорски сигнал е 17 dB во најдобар случај, 10 dB во полош случај, а температурната чувствителност е 11,3 pm/℃. Системот може да реализира мерење со повеќе бранови должини, што дава можност за мерење на информации за температурата од 11 точки во исто време. И овој број може да се зголеми. Како што е споменато во литературата, влакно случаен ласер базиран на 22 FBG може да работи на 22 различни бранови должини. Сепак, решението бара пар оптички влакна со еднаква должина, а побарувачката за ресурси со оптички влакна е двојно зголемена во споредба со гореспоменатиот метод.

Во 2016 година, далечинскиЗасилувач за оптичко пумпање, ROPA во комуникацијата со оптички влакна, користејќи го мешаното засилување на активното засилување во активното влакно иРамандобивка во едномодни влакна, сеопфатна теоретска анализа и експериментална верификација. Презентиран е RFL на долги растојанија базирани на активно влакно во опсегот од 1,5 I¼ m, како што е прикажано на Слика 17(а). Дополнително, случајниот ласерски систем, исто така, добро функционира при сензори за точки на долги растојанија. Земете го како пример сензорот за температура од типот точка. Врвната бранова должина на случајниот излез на ласерскиот крај на оваа структура има линеарна врска со температурата додадена на FBG, а сензорскиот систем има мултиплексирачка функција за поделба на бранова должина, како што е прикажано на Слика 17(б) и (в) како што е прикажано. Конкретно, во споредба со претходната структура, оваа шема има помал праг и повисок сооднос сигнал-шум.

Во идното истражување, преку дизајнирање на различни методи на пумпање и огледала, се очекува да се реализира систем за ултра-долги влакна случаен ласерски сензор за точки со супериорни перформанси.