Aplikácia vláknového náhodného lasera pri snímaní bodov na veľmi veľkú vzdialenosť

Náhodnevláknový laser s distribuovanou spätnou väzbouna základe Ramanovho zisku sa potvrdilo, že jeho výstupné spektrum je široké a stabilné v rôznych podmienkach prostredia a poloha laserového spektra a šírka pásma polootvorenej dutiny DFB-RFL sú rovnaké ako pri pridanom zariadení so spätnou väzbou. koreloval. Ak sa spektrálne charakteristiky bodového zrkadla (napríklad FBG) menia s vonkajším prostredím, zmení sa aj spektrum laserového žiarenia vláknového náhodného lasera. Na základe tohto princípu je možné použiť vláknové náhodné lasery na realizáciu funkcií snímania bodov na ultra dlhé vzdialenosti.

Vo výskumnej práci ohlásenej v roku 2012 môže byť prostredníctvom svetelného zdroja DFB-RFL a odrazu FBG generované náhodné laserové svetlo v 100 km dlhom optickom vlákne. Prostredníctvom rôznych konštrukčných návrhov možno realizovať výstup lasera prvého a druhého rádu, ako je znázornené na obrázku 15(a). Pre štruktúru prvého rádu,zdroj čerpadlaje 1 365 nm laser a na druhom konci vlákna je umiestnený FBG senzor zodpovedajúci vlnovej dĺžke Stokesovho svetla prvého rádu (1 455 nm). Štruktúra druhého rádu zahŕňa 1 455 nm bodové FBG zrkadlo, ktoré je umiestnené na konci pumpy, aby sa uľahčilo generovanie laserového žiarenia, a 1 560 nm FBG senzor je umiestnený na vzdialenom konci vlákna. Generované laserové svetlo sa vydáva na konci čerpadla a snímanie teploty možno realizovať meraním zmeny vlnovej dĺžky emitovaného svetla. Typický vzťah medzi vlnovou dĺžkou lasera a teplotou FBG je znázornený na obrázku 15(b).

Dôvod, prečo je táto schéma veľmi atraktívna v praktických aplikáciách je: Po prvé, snímací prvok je čisto pasívne zariadenie a môže byť ďaleko od demodulátora (viac ako 100 km), ktorý sa používa v mnohých ultradlhých zariadeniach. -prostredia aplikácie na diaľku. (Ako je monitorovanie bezpečnosti elektrických vedení, ropovodov a plynovodov, vysokorýchlostných železničných tratí atď.) je nevyhnutnosťou; Okrem toho sa informácie, ktoré sa majú merať, odrážajú v doméne vlnových dĺžok, ktorá je určená iba stredovou vlnovou dĺžkou snímača FBG, vďaka čomu môže byť systém v napájacom zdroji čerpadla alebo snímaní optického vlákna stabilizovaný pri zmene straty; nakoniec, pomer signálu k šumu laserových spektier prvého rádu a druhého rádu je až 20 dB, respektíve 35 dB, čo naznačuje, že limitná vzdialenosť, ktorú systém dokáže zachytiť, ďaleko presahuje 100 km. Preto dobrá tepelná stabilita a snímanie na ultra veľkú vzdialenosť robí z DFB-RFL vysokovýkonný systém snímania optických vlákien.
Implementovaný bol aj 200 km bodový snímací systém podobný vyššie uvedenej metóde, ako je znázornené na obrázku 16. Výsledky výskumu ukazujú, že v dôsledku dlhej snímacej vzdialenosti systému je pomer signálu k šumu odrazeného signálu snímača 17 dB v lepšom prípade, 10 dB v horšom prípade a teplotná citlivosť je 23,3 pm/℃. Systém dokáže realizovať meranie viacerých vlnových dĺžok, čo poskytuje možnosť súčasne merať informácie o teplote 11 bodov. A toto číslo sa môže zvýšiť. Ako je uvedené v literatúre, vláknový náhodný laser založený na 22 FBG môže pracovať pri 22 rôznych vlnových dĺžkach. Riešenie však vyžaduje pár optických vlákien rovnakej dĺžky a dopyt po zdrojoch optických vlákien je dvojnásobný v porovnaní s vyššie uvedeným spôsobom.

V roku 2016 RemoteOptický čerpací zosilňovač, ROPA v komunikácii s optickými vláknami, využívajúce zmiešaný zisk aktívneho zisku v aktívnom vlákne aRamanzisk v jednovidovom vlákne, komplexná teoretická analýza a experimentálne overenie. Predstavuje sa diaľkový RFL založený na aktívnom vlákne v pásme 1,5 μm, ako je znázornené na obrázku 17(a). Náhodný laserový systém navyše dobre funguje aj pri snímaní bodov na veľké vzdialenosti. Ako príklad si vezmite bodový snímač teploty. Špičková vlnová dĺžka náhodného laserového výstupného konca tejto štruktúry má lineárny vzťah s teplotou pridanou k FBG a senzorový systém má funkciu multiplexovania delením vlnovej dĺžky, ako je znázornené na obrázku 17(b) a (c), ako je znázornené. Najmä v porovnaní s predchádzajúcou štruktúrou má táto schéma nižší prah a vyšší pomer signálu k šumu.

V budúcom výskume sa prostredníctvom návrhu rôznych metód čerpania a zrkadiel očakáva realizácia systému náhodného laserového bodového snímania s ultra dlhými vláknami s vynikajúcim výkonom.