Zuntz Random Laser aplikazioa Banatutako Sensing-ean

2013an, goi-mailako DFB-RFL ponpan oinarritutako DRA kontzeptu berri bat proposatu eta esperimentu bidez egiaztatu zen. DFB-RFL-ren barrunbe erdi irekiaren egitura berezia dela eta, bere feedback-mekanismoa zuntzean ausaz banatutako Rayleigh-en sakabanatzean soilik oinarritzen da. Sortutako ausazko laserren egitura espektralak eta irteera-potentziak tenperaturaren sentsibilitate bikaina erakusten dute, beraz, goi-mailako DFB-RFL-k zarata baxuko guztiz banatutako ponpa iturri oso egonkorra osa dezake. 13(a) irudian erakusten den esperimentuak Raman anplifikazio banatuaren kontzeptua egiaztatzen du maila altuko DFB-RFLn oinarrituta, eta 13(b) irudiak transmisio-egoera gardenean ponpa-potentzia desberdinetan dagoen irabazi-banaketa erakusten du. Konparaziotik ikus daiteke bi norabideko bigarren mailako ponpaketa dela onena, 2,5 dB-ko irabazi lautasunarekin, eta ondoren atzerantz bigarren mailako ausazko laser ponpaketa (3,8 dB), aurreranzko ausazko laser ponpaketa lehen ordenatik hurbil dagoen bitartean. bi norabideko ponpaketa, hurrenez hurren 5,5 dB eta 4,9 dB-tan, atzerako DFB-RFL ponpaketa-errendimendua batez besteko irabazia eta irabazien fluktuazioa txikiagoa da. Aldi berean, aurrerako DFB-RFL ponparen zarata-zifra eraginkorra transmisio-leiho gardenean esperimentu honetan 2,3 dB baxuagoa da bi norabideko lehen mailako ponparena baino eta 1,3 dB baxuagoa da bi norabideko bigarren mailako ponparena baino. . Ohiko DRArekin alderatuta, irtenbide honek abantaila zabalak ditu intentsitate erlatiboko zarata transferentzia kentzeko eta sorta osoko transmisio/sentsore orekatua gauzatzeko, eta ausazko laserra ez da tenperaturarekiko sentikorra eta egonkortasun ona du. Hori dela eta, goi-mailako DFB-RFL-n oinarritutako DRA izan daiteke Distantzia luzeko zuntz optikoko transmisio/sentsorerako zarata baxuko eta egonkor banatutako anplifikazio orekatua eskaintzen du, eta distantzia ultraluzeko transmisioa eta sentsazioa egiteko ahalmena du. .

Distributed Fiber Sensing (DFS), zuntz optikoaren sentsazio-teknologiaren arloan adar garrantzitsu gisa, abantaila nabarmen hauek ditu: Zuntz optikoa bera sentsore bat da, sentsazioa eta transmisioa integratuz; zuntz optikoaren bideko puntu bakoitzaren tenperatura etengabe suma dezake. Parametro fisikoen banaketa espaziala eta aldaketaren informazioa, hala nola, tentsioa, etab.; zuntz optiko bakar batek ehunka mila puntu lortu ditzake sentsore-informazioa, eta horrek distantziarik luzeena eta ahalmen handieneko sentsore-sarea osa dezake. DFS teknologiak aplikazio-aukera zabalak ditu ekonomia nazionalarekin eta pertsonen bizimoduarekin lotutako instalazio nagusien segurtasunaren monitorizazioaren arloan, hala nola, energia garraiatzeko kableak, petrolio eta gas hodiak, abiadura handiko trenbideak, zubiak eta tunelak. Hala ere, distantzia luzeko, bereizmen espazial handiko eta neurketa-zehaztasunarekin DFS gauzatzeko, oraindik ere erronkak daude, hala nola zuntz galerak eragindako eskala handiko doitasun baxuko eskualdeak, ez-linealtasunak eragindako zabaltze espektrala eta ez-lokalizazioak eragindako sistema-erroreak.
Goi-mailako DFB-RFL-n oinarritutako DRA teknologiak propietate bereziak ditu, hala nola irabazi laua, zarata txikia eta egonkortasun ona, eta DFS aplikazioetan eginkizun garrantzitsua izan dezake. Lehenik eta behin, BOTDAri ​​aplikatzen zaio zuntz optikoaren tenperatura edo tentsioa neurtzeko. Gailu esperimentala 14(a) irudian ageri da, non bigarren mailako ausazko laser baten eta lehen mailako zarata baxuko LD baten ponpaketa metodo hibridoa erabiltzen den. Emaitza esperimentalek erakusten dute 154,4 km-ko luzera duen BOTDA sistemak 5 m-ko bereizmen espaziala eta ±1,4 ℃-ko tenperatura-zehaztasuna duela, 14 (b) eta (c) irudian ikusten den bezala. Horrez gain, goi-mailako DFB-RFL DRA teknologia aplikatu zen fase-sentikorra den denbora-domeinu optikoko reflectometro baten (Φ-OTDR) sentsazio-distantzia handitzeko, bibrazio/asaldurak detektatzeko, 175 km 25 m espaziala den sentsazio distantzia errekorra lortuz. ebazpena. 2019an, aurrerako bigarren mailako RFLA eta atzerako hirugarren ordenako zuntz ausazko laser anplifikazioa nahastuz, FU Y et al. errepikagailurik gabeko BOTDAren sentsazio-tartea 175 km-ra zabaldu zuen. Dakigunez, sistema honen berri izan da orain arte. Errepikatzailerik gabeko BOTDAren distantziarik luzeena eta kalitate-faktore handiena (Mereziaren irudia, FoM). Lehen aldia da hirugarren ordenako zuntz ausazko laser anplifikazioa zuntz optiko banatuko sentsore sistema bati aplikatzen zaiona. Sistema honen gauzatzeak berresten du ordena handiko zuntz ausazko laser anplifikazioak irabazien banaketa altua eta laua eman dezakeela eta zarata maila jasangarria duela.