Penggunaan Laser Rawak Gentian dalam Penderiaan Teragih

Pada tahun 2013, konsep baharu DRA berdasarkan pam DFB-RFL mewah telah dicadangkan dan disahkan melalui eksperimen. Disebabkan oleh struktur rongga separa terbuka yang unik DFB-RFL, mekanisme maklum balasnya hanya bergantung pada taburan Rayleigh yang diedarkan secara rawak dalam gentian. Struktur spektrum dan kuasa keluaran laser rawak pesanan tinggi yang dihasilkan mempamerkan ketidakpekaan suhu yang sangat baik, jadi DFB-RFL mewah boleh membentuk sumber pam bunyi bising rendah yang sangat stabil. Eksperimen yang ditunjukkan dalam Rajah 13(a) mengesahkan konsep amplifikasi Raman teragih berdasarkan DFB-RFL tertib tinggi, dan Rajah 13(b) menunjukkan taburan keuntungan dalam keadaan penghantaran lutsinar di bawah kuasa pam yang berbeza. Ia boleh dilihat daripada perbandingan bahawa pengepaman tertib kedua dua hala adalah yang terbaik, dengan keuntungan kerataan sebanyak 2.5 dB, diikuti oleh pengepaman laser rawak urutan kedua ke belakang (3.8 dB), manakala pengepaman laser rawak ke hadapan adalah hampir dengan urutan pertama. pengepaman dwiarah, masing-masing Pada 5.5 dB dan 4.9 dB, prestasi pengepaman DFB-RFL ke belakang adalah kenaikan purata yang lebih rendah dan turun naik keuntungan. Pada masa yang sama, angka hingar berkesan pam DFB-RFL hadapan dalam tetingkap penghantaran lutsinar dalam eksperimen ini adalah 2.3 dB lebih rendah daripada pam tertib pertama dua arah dan 1.3 dB lebih rendah daripada pam tertib kedua dua arah. . Berbanding dengan DRA konvensional, penyelesaian ini mempunyai kelebihan komprehensif yang jelas dalam menyekat pemindahan hingar intensiti relatif dan merealisasikan penghantaran/penderiaan seimbang jarak penuh, dan laser rawak tidak sensitif terhadap suhu dan mempunyai kestabilan yang baik. Oleh itu, DRA berdasarkan DFB-RFL mewah boleh Ia menyediakan penguatan seimbang teragih bunyi rendah dan stabil untuk penghantaran/penderiaan gentian optik jarak jauh, dan berpotensi untuk merealisasikan penghantaran dan penderiaan bukan geganti jarak jauh ultra-jauh. .

Penderiaan Gentian Teragih (DFS), sebagai cabang penting dalam bidang teknologi penderiaan gentian optik, mempunyai kelebihan luar biasa berikut: Gentian optik itu sendiri ialah penderia, mengintegrasikan penderiaan dan penghantaran; ia boleh terus mengesan suhu setiap titik pada laluan gentian optik Taburan spatial dan menukar maklumat parameter fizikal seperti, terikan, dsb.; gentian optik tunggal boleh memperoleh sehingga ratusan ribu mata maklumat sensor, yang boleh membentuk rangkaian sensor jarak terpanjang dan kapasiti terbesar pada masa ini. Teknologi DFS mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang pemantauan keselamatan kemudahan utama yang berkaitan dengan ekonomi negara dan mata pencarian rakyat, seperti kabel penghantaran kuasa, saluran paip minyak dan gas, kereta api berkelajuan tinggi, jambatan dan terowong. Walau bagaimanapun, untuk merealisasikan DFS dengan jarak jauh, resolusi spatial yang tinggi dan ketepatan pengukuran, masih terdapat cabaran seperti kawasan ketepatan rendah berskala besar yang disebabkan oleh kehilangan gentian, pelebaran spektrum yang disebabkan oleh ketaklinearan dan ralat sistem yang disebabkan oleh bukan penyetempatan.
Teknologi DRA berasaskan DFB-RFL mewah mempunyai ciri unik seperti keuntungan rata, hingar rendah dan kestabilan yang baik, dan boleh memainkan peranan penting dalam aplikasi DFS. Pertama, ia digunakan pada BOTDA untuk mengukur suhu atau ketegangan yang digunakan pada gentian optik. Peranti eksperimen ditunjukkan dalam Rajah 14(a), di mana kaedah pengepaman hibrid laser rawak tertib kedua dan LD hingar rendah urutan pertama digunakan. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa sistem BOTDA dengan panjang 154.4 km mempunyai resolusi spatial 5 m dan ketepatan suhu ±1.4 ℃, seperti ditunjukkan dalam Rajah 14(b) dan (c). Di samping itu, teknologi DFB-RFL DRA mewah telah digunakan untuk meningkatkan jarak penderiaan reflekometer domain masa optik sensitif fasa (Φ-OTDR) untuk pengesanan getaran/gangguan, mencapai jarak penderiaan rekod 175 km 25 m ruang resolusi. Pada 2019, melalui pencampuran RFLA tertib kedua ke hadapan dan penguatan laser rawak gentian urutan ketiga ke belakang, FU Y et al. memanjangkan julat penderiaan BOTDA tanpa pengulang kepada 175 km. Setakat yang kita tahu, sistem ini telah dilaporkan setakat ini. Jarak terjauh dan faktor kualiti tertinggi (Rajah Merit, FoM) BOTDA tanpa pengulang. Ini adalah kali pertama penguatan laser rawak gentian urutan ketiga telah digunakan pada sistem pengesan gentian optik teragih. Realisasi sistem ini mengesahkan bahawa amplifikasi laser rawak gentian pesanan tinggi boleh memberikan pengedaran keuntungan yang tinggi dan rata, dan mempunyai tahap bunyi yang boleh diterima.