Penerapan Laser Serat Acak dalam Penginderaan Titik Jarak Jauh

secara acaklaser serat umpan balik terdistribusiberdasarkan penguatan Raman, spektrum keluarannya telah dikonfirmasi lebar dan stabil di bawah kondisi lingkungan yang berbeda, dan posisi spektrum penguat dan bandwidth rongga setengah terbuka DFB-RFL sama dengan perangkat umpan balik titik tambahan Spektrum sangat tinggi berkorelasi. Jika karakteristik spektral cermin titik (seperti FBG) berubah dengan lingkungan eksternal, spektrum penguat dari laser serat acak juga akan berubah. Berdasarkan prinsip ini, laser serat acak dapat digunakan untuk mewujudkan fungsi penginderaan titik jarak sangat jauh.

Dalam pekerjaan penelitian yang dilaporkan pada tahun 2012, melalui sumber cahaya DFB-RFL dan refleksi FBG, sinar laser acak dapat dihasilkan dalam serat optik sepanjang 100 km. Melalui desain struktural yang berbeda, keluaran laser orde pertama dan orde kedua dapat direalisasikan masing-masing, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15(a). Untuk struktur orde pertama,sumber pompaadalah laser 1 365 nm, dan sensor FBG yang cocok dengan panjang gelombang cahaya Stokes orde pertama (1455 nm) ditempatkan di ujung serat yang lain. Struktur orde kedua mencakup cermin FBG titik 1455 nm, yang ditempatkan di ujung pompa untuk mempermudah menghasilkan penguat, dan sensor FBG 1560 nm ditempatkan di ujung serat. Lampu penguat yang dihasilkan adalah keluaran di ujung pompa, dan penginderaan suhu dapat diwujudkan dengan mengukur perubahan panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan. Hubungan khas antara panjang gelombang penguat dan suhu FBG ditunjukkan pada Gambar 15(b).

Alasan mengapa skema ini sangat menarik dalam aplikasi praktis adalah: Pertama-tama, elemen penginderaan adalah perangkat pasif murni, dan dapat berada jauh dari demodulator (lebih dari 100 km), yang digunakan di banyak tempat ultra-panjang. lingkungan aplikasi -jarak. (Seperti pemantauan keamanan saluran listrik, pipa minyak dan gas, rel kereta api berkecepatan tinggi, dll.) adalah suatu keharusan; Selain itu, informasi yang akan diukur tercermin dalam domain panjang gelombang, yang hanya ditentukan oleh panjang gelombang pusat dari sensor FBG, membuat sistem di sumber daya pompa atau Sensing serat optik dapat distabilkan ketika kehilangan berubah; akhirnya, rasio signal-to-noise dari orde pertama dan orde kedua spektrum penguat masing-masing setinggi 20 dB dan 35 dB, menunjukkan bahwa jarak batas yang dapat dirasakan sistem jauh melebihi 100 km. Oleh karena itu, stabilitas termal yang baik dan penginderaan jarak jauh menjadikan DFB-RFL sebagai sistem penginderaan serat optik berkinerja tinggi.
Sistem penginderaan titik 200 km yang serupa dengan metode di atas juga telah diterapkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 16. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karena jarak penginderaan yang jauh dari sistem, rasio signal-to-noise dari sinyal sensor yang dipantulkan adalah 17 dB dalam kasus terbaik, 10 dB dalam kasus terburuk, dan sensitivitas suhu 11,3 pm/â. Sistem dapat mewujudkan pengukuran multi-panjang gelombang, yang memberikan kemungkinan untuk mengukur informasi suhu 11 titik secara bersamaan. Dan jumlah ini bisa bertambah. Seperti disebutkan dalam literatur, laser serat acak berdasarkan 22 FBG dapat bekerja pada 22 panjang gelombang yang berbeda. Namun, solusinya membutuhkan sepasang serat optik dengan panjang yang sama, dan permintaan akan sumber daya serat optik menjadi dua kali lipat dibandingkan dengan metode yang disebutkan di atas.

Pada tahun 2016, Jarak JauhPenguat Pemompaan Optik, ROPA dalam komunikasi serat optik, menggunakan gain campuran dari gain aktif dalam serat aktif danRamanmendapatkan serat mode tunggal, analisis teoretis komprehensif, dan verifikasi eksperimental. RFL jarak jauh berdasarkan serat aktif di pita 1,5 m disajikan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17(a). Selain itu, sistem laser acak juga bekerja dengan baik dalam penginderaan titik jarak jauh. Ambil sensor suhu tipe titik sebagai contoh. Panjang gelombang puncak dari ujung keluaran laser acak dari struktur ini memiliki hubungan linier dengan suhu yang ditambahkan ke FBG, dan sistem sensor memiliki fungsi multiplexing divisi panjang gelombang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17(b) dan (c) seperti yang ditunjukkan. Secara khusus, dibandingkan dengan struktur sebelumnya, skema ini memiliki ambang batas yang lebih rendah dan rasio signal-to-noise yang lebih tinggi.

Dalam penelitian masa depan, melalui desain metode pemompaan dan cermin yang berbeda, diharapkan untuk mewujudkan sistem penginderaan titik laser serat acak jarak sangat jauh dengan kinerja yang unggul.