Aplikasi Fiber Random Laser ing Ultra-long-distance Point Sensing

Acakmbagekke serat serat laseradhedhasar gain Raman, spektrum output sawijining wis dikonfirmasi dadi sudhut lan stabil ing kahanan lingkungan beda, lan posisi spektrum lasing lan bandwidth saka rongga setengah mbukak DFB-RFL padha karo piranti saran titik ditambahaké Spectra Highly. gathukane. Yen karakteristik spektral saka pangilon titik (kayata FBG) ngganti karo lingkungan njaba, spektrum lasing saka laser serat acak uga bakal ngganti. Adhedhasar prinsip iki, serat laser acak bisa digunakake kanggo mujudake ultra-long-distance titik-sensing fungsi.

Ing karya riset sing dilapurake ing 2012, liwat sumber cahya DFB-RFL lan refleksi FBG, sinar laser acak bisa diasilake ing serat optik dawa 100 km. Liwat desain struktural sing beda, output laser urutan pertama lan urutan kapindho bisa diwujudake, kaya sing ditampilake ing Gambar 15 (a). Kanggo struktur urutan pisanan, ingsumber pumppunika 1 365 laser nm, lan sensor FBG cocog dawa gelombang saka cahya Stokes urutan pisanan (1 455 nm) diselehake ing mburi liyane saka serat. Struktur urutan kapindho kalebu 1 455 nm titik pangilon FBG, kang diselehake ing mburi pump kanggo nggawe kui luwih gampang kanggo generate lasing, lan 1 560 nm sensor FBG diselehake ing mburi adoh saka serat. Cahya lasing sing diasilake metu ing mburi pompa, lan sensing suhu bisa diwujudake kanthi ngukur owah-owahan dawa gelombang cahya sing dipancarake. Hubungan khas antarane dawa gelombang lasing lan suhu FBG ditampilake ing Figure 15 (b).

Alesan kenapa skema iki menarik banget ing aplikasi praktis yaiku: Kaping pisanan, unsur sensing minangka piranti pasif murni, lan bisa adoh saka demodulator (luwih saka 100 km), sing digunakake ing pirang-pirang ultra-long. -lingkungan aplikasi jarak. (Kaya ngawasi safety saka garis daya, pipelines lenga lan gas, trek sepur kacepetan dhuwur, etc.) iku kudu; Kajaba iku, informasi sing bakal diukur dibayangke ing domain dawa gelombang, sing mung ditemtokake dening dawa gelombang tengah saka sensor FBG, nggawe sistem ing daya sumber pump utawa serat optik Sensing bisa stabil nalika owah-owahan mundhut; pungkasanipun, rasio sinyal-kanggo-gangguan saka urutan pisanan lan urutan kapindho spektrum lasing minangka dhuwur minangka 20 dB lan 35 dB, nuduhake yen jarak watesan sing sistem bisa pangertèn adoh ngluwihi 100 km. Mulane, stabilitas termal apik lan ultra-long-distance sensing ndadekake DFB-RFL sistem serat optik sensing kinerja dhuwur.
Sistem point sensing 200 km sing padha karo cara ing ndhuwur uga wis dileksanakake, kaya sing ditampilake ing Gambar 16. Asil panaliten nuduhake yen amarga jarak penginderaan sing dawa saka sistem kasebut, rasio signal-to-noise saka sinyal sensor sing dibayangke yaiku 17 dB ing kasus paling apik, 10 dB ing kasus sing luwih elek, lan sensitivitas suhu yaiku 11.3 pm/℃. Sistem kasebut bisa mujudake pangukuran multi-panjang gelombang, sing menehi kamungkinan kanggo ngukur informasi suhu 11 poin ing wektu sing padha. Lan nomer iki bisa tambah. Kaya kasebut ing literatur, serat laser acak adhedhasar 22 FBGs bisa ing 22 dawa gelombang beda. Nanging, solusi kasebut mbutuhake sepasang serat optik kanthi dawa sing padha, lan panjaluk sumber daya serat optik tikel kaping pindho dibandhingake karo cara kasebut.

Ing 2016, RemoteOptical Pumping Amplifier, ROPA ing komunikasi serat optik, nggunakake gain mixed gain aktif ing serat aktif lanRamangain ing serat single-mode, analisis teoritis lengkap lan verifikasi eksperimen. RFL jarak adoh adhedhasar serat aktif ing pita 1,5 μm ditampilake, kaya sing ditampilake ing Gambar 17 (a). Kajaba iku, sistem laser acak uga nindakake kanthi apik ing titik sensing jarak adoh. Njupuk sensor suhu jinis titik minangka conto. Dawane gelombang puncak saka mburi output laser acak saka struktur iki duwe hubungan linear karo suhu ditambahaké kanggo FBG, lan sistem sensor duwe fungsi multiplexing divisi dawa gelombang, minangka ditampilake ing Figure 17 (b) lan (c) minangka ditampilake. Utamane, dibandhingake karo struktur sadurunge, skema iki nduweni ambang sing luwih murah lan rasio sinyal-kanggo-noise sing luwih dhuwur.

Ing riset mangsa, liwat desain cara pumping beda lan mirrors, iku samesthine kanggo éling Ultra-long-distance serat acak laser titik-sensing sistem karo kinerja unggul.