Ultra uzun məsafəli Nöqtə Algılamada Fiber Təsadüfi Lazerin Tətbiqi

Təsadüfipaylanmış əks əlaqə fiber lazerRaman qazancına əsaslanaraq, onun çıxış spektrinin müxtəlif ekoloji şəraitdə geniş və sabit olduğu təsdiq edilmişdir və DFB-RFL yarımaçıq boşluğun lasing spektrinin mövqeyi və bant genişliyi əlavə edilmiş nöqtə ilə əks əlaqə cihazı ilə eynidir. əlaqələndirilir. Nöqtə güzgüsünün spektral xüsusiyyətləri (məsələn, FBG) xarici mühitlə dəyişərsə, lif təsadüfi lazerin lasinq spektri də dəyişəcəkdir. Bu prinsipə əsaslanaraq, lif təsadüfi lazerləri ultra uzun məsafəli nöqtə algılama funksiyalarını həyata keçirmək üçün istifadə edilə bilər.

2012-ci ildə bildirilmiş tədqiqat işində DFB-RFL işıq mənbəyi və FBG əksi vasitəsilə 100 km uzunluğunda optik lifdə təsadüfi lazer işığı yaradıla bilər. Müxtəlif struktur dizaynları vasitəsilə Şəkil 15(a)-da göstərildiyi kimi birinci dərəcəli və ikinci dərəcəli lazer çıxışı həyata keçirilə bilər. Birinci dərəcəli struktur üçünnasos mənbəyi1 365 nm lazerdir və birinci dərəcəli Stokes işığının (1 455 nm) dalğa uzunluğuna uyğun gələn FBG sensoru lifin digər ucuna yerləşdirilir. İkinci dərəcəli struktura lasinq yaratmağı asanlaşdırmaq üçün nasosun ucuna yerləşdirilən 1 455 nm spot FBG güzgüsü daxildir və 1 560 nm FBG sensoru lifin uzaq ucunda yerləşdirilir. Yaradılan lazer işığı nasosun sonunda çıxarılır və temperaturun təyin edilməsi yayılan işığın dalğa uzunluğunun dəyişməsini ölçməklə həyata keçirilə bilər. Lazer dalğa uzunluğu ilə FBG-nin temperaturu arasında tipik əlaqə Şəkil 15(b)-də göstərilmişdir.

Bu sxemin praktik tətbiqlərdə çox cəlbedici olmasının səbəbi budur: Əvvəla, sensor elementi təmiz passiv cihazdır və o, bir çox ultra-uzunluqda istifadə olunan demodulyatordan (100 km-dən çox) uzaqda ola bilər. -məsafədən tətbiq mühitləri. (məsələn, elektrik xətlərinin, neft və qaz kəmərlərinin, yüksək sürətli dəmir yollarının və s. təhlükəsizliyin monitorinqi) mütləqdir; Bundan əlavə, ölçüləcək məlumat yalnız FBG sensorunun mərkəzi dalğa uzunluğu ilə müəyyən edilən dalğa uzunluğu domenində əks etdirilir, sistemin nasos mənbəyi gücündə edilməsi və ya itki dəyişdikdə optik lif Algılama sabitləşə bilər; nəhayət, birinci dərəcəli və ikinci dərəcəli lazer spektrlərinin siqnal-küy nisbətləri müvafiq olaraq 20 dB və 35 dB kimi yüksəkdir, bu da sistemin hiss edə biləcəyi həddi məsafənin 100 km-dən çox olduğunu göstərir. Buna görə də, yaxşı istilik sabitliyi və ultra uzun məsafəli zondlama DFB-RFL-ni yüksək performanslı optik lif sensoru sisteminə çevirir.
Şəkil 16-da göstərildiyi kimi, yuxarıda göstərilən metoda bənzər 200 km-lik nöqtə zondlama sistemi də həyata keçirilmişdir. Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, sistemin uzun zondlama məsafəsi səbəbindən əks olunan sensor siqnalının siqnal-küy nisbəti Ən yaxşı halda 17 dB, daha pis halda 10 dB, temperatur həssaslığı isə 11,3 pm/℃-dir. Sistem eyni vaxtda 11 nöqtənin temperatur məlumatını ölçmək imkanı verən çoxdalğalı ölçməni həyata keçirə bilir. Və bu rəqəm artırıla bilər. Ədəbiyyatda qeyd edildiyi kimi, 22 FBG-yə əsaslanan lif təsadüfi lazer 22 müxtəlif dalğa uzunluğunda işləyə bilər. Bununla belə, həll eyni uzunluqda bir cüt optik lif tələb edir və yuxarıda qeyd olunan üsulla müqayisədə optik lif resurslarına tələb iki dəfə artır.

2016-cı ildə UzaqdanOptik nasos gücləndiricisi, Optik lif rabitəsində ROPA, aktiv lifdə aktiv qazancın qarışıq qazancını istifadə edərək vəRamantək rejimli lifdə qazanc, hərtərəfli nəzəri təhlil və eksperimental yoxlama. Şəkil 17(a)-da göstərildiyi kimi 1,5 μm diapazonda aktiv lifə əsaslanan uzun məsafəli RFL təqdim olunur. Bundan əlavə, təsadüfi lazer sistemi də uzun məsafəli nöqtələrin tədqiqində yaxşı çıxış edir. Nümunə olaraq nöqtə tipli temperatur sensorunu götürün. Bu strukturun təsadüfi lazer çıxış ucunun pik dalğa uzunluğu FBG-yə əlavə olunan temperaturla xətti əlaqəyə malikdir və sensor sistemi göstərildiyi kimi Şəkil 17(b) və (c)-də göstərildiyi kimi dalğa uzunluğunun bölünməsi multipleksasiyası funksiyasına malikdir. Xüsusilə, əvvəlki strukturla müqayisədə, bu sxem daha aşağı eşik və daha yüksək siqnal-küy nisbətinə malikdir.

Gələcək tədqiqatlarda, müxtəlif nasos üsulları və güzgülərin dizaynı ilə, üstün performansa malik ultra uzun məsafəli fiber təsadüfi lazer nöqtə algılama sisteminin həyata keçirilməsi gözlənilir.