Applicering av fiberslumpvis laser i punktavkänning på ultralång avstånd

Slumpvisdistribuerad feedback fiberlaserbaserat på Raman-förstärkning har dess utgående spektrum bekräftats vara brett och stabilt under olika miljöförhållanden, och lasrspektrumpositionen och bandbredden för den halvöppna kaviteten DFB-RFL är densamma som den tillagda punktåterkopplingsenheten. korrelerade. Om de spektrala egenskaperna hos punktspegeln (som FBG) ändras med den yttre miljön, kommer även laserspektrumet för fiberslumplasern att ändras. Baserat på denna princip kan slumpmässiga fiberlasrar användas för att realisera punktavkänningsfunktioner på ultralång avstånd.

I forskningsarbetet som rapporterades 2012, genom en DFB-RFL-ljuskälla och FBG-reflektion, kan slumpmässigt laserljus genereras i en 100 km lång optisk fiber. Genom olika strukturella konstruktioner kan första ordningens och andra ordningens laserutgång realiseras, såsom visas i figur 15(a). För första ordningens struktur,pumpkällaär en 1 365 nm laser, och en FBG-sensor som matchar våglängden för första ordningens Stokes-ljus (1 455 nm) är placerad på den andra änden av fibern. Den andra ordningens struktur inkluderar en 1 455 nm FBG-punktspegel, som är placerad på pumpänden för att göra det lättare att generera lasring, och 1 560 nm FBG-sensorn är placerad längst ut på fibern. Det genererade laserljuset matas ut vid pumpens ände, och temperaturavkänning kan realiseras genom att mäta våglängdsändringen för det emitterade ljuset. Det typiska förhållandet mellan lasrvåglängden och temperaturen hos FBG visas i figur 15(b).

Anledningen till att detta schema är mycket attraktivt i praktiska tillämpningar är: För det första är avkänningselementet en ren passiv enhet, och det kan vara långt borta från demodulatorn (mer än 100 km), som används i många ultralånga applikationer. -distansapplikationsmiljöer. (Såsom säkerhetsövervakning av kraftledningar, olje- och gasledningar, höghastighetsspår etc.) är ett måste; Dessutom reflekteras informationen som ska mätas i våglängdsdomänen, som endast bestäms av FBG-sensorns mittvåglängd, vilket gör att systemet i pumpkällans kraft eller optisk fiber Avkänning kan stabiliseras när förlusten ändras; Slutligen är signal-brus-förhållandena för första ordningens och andra ordningens lasrspektra så höga som 20 dB respektive 35 dB, vilket indikerar att gränsavståndet som systemet kan känna av vida överstiger 100 km. Därför gör god termisk stabilitet och ultralångdistansavkänning DFB-RFL till ett högpresterande optiskt fiberavkänningssystem.
Ett 200 km punktavkänningssystem liknande metoden ovan har också implementerats, som visas i figur 16. Forskningsresultaten visar att på grund av systemets långa avkänningsavstånd är signal-brusförhållandet för den reflekterade sensorsignalen 17 dB i bästa fall, 10 dB i sämre fall, och temperaturkänsligheten är 23,3 pm/℃. Systemet kan realisera multivåglängdsmätning, vilket ger möjlighet att mäta temperaturinformationen för 11 punkter samtidigt. Och detta antal kan ökas. Som nämnts i litteraturen kan en fiberslumpvis laser baserad på 22 FBG:er fungera vid 22 olika våglängder. Lösningen kräver dock ett par optiska fibrer av samma längd, och efterfrågan på optiska fiberresurser fördubblas jämfört med den tidigare nämnda metoden.

2016, RemoteOptisk pumpförstärkare, ROPA i optisk fiberkommunikation, med den blandade förstärkningen av aktiv förstärkning i aktiv fiber ochRamanvinst i single-mode fiber, omfattande teoretisk analys och experimentell verifiering. En långdistans RFL baserad på aktiv fiber i 1,5 μm bandet presenteras, som visas i figur 17(a). Dessutom fungerar det slumpmässiga lasersystemet också bra vid punktavkänning på långa avstånd. Ta temperatursensorn av punkttyp som ett exempel. Toppvåglängden för den slumpmässiga laserutgångsänden av denna struktur har ett linjärt samband med temperaturen som läggs till FBG, och sensorsystemet har en våglängdsdelningsmultiplexfunktion, som visas i figur 17(b) och (c) som visas. I synnerhet, jämfört med den tidigare strukturen, har detta schema en lägre tröskel och ett högre signal-brusförhållande.

I den framtida forskningen, genom design av olika pumpmetoder och speglar, förväntas det realisera ett ultralångt fiberslumpmässigt laserpunktavkänningssystem med överlägsen prestanda.