अल्ट्रा-लाँग-डिस्टन्स पॉइंट सेन्सिंगमध्ये फायबर रँडम लेसरचा वापर

यादृच्छिकपणेवितरित अभिप्राय फायबर लेसररमन गेनवर आधारित, त्याचे आउटपुट स्पेक्ट्रम विविध पर्यावरणीय परिस्थितीत रुंद आणि स्थिर असल्याची पुष्टी केली गेली आहे आणि अर्ध-खुल्या पोकळी DFB-RFL ची लेसिंग स्पेक्ट्रम स्थिती आणि बँडविड्थ जोडलेल्या पॉइंट फीडबॅक डिव्हाइस प्रमाणेच आहे स्पेक्ट्रा उच्च आहे. सहसंबंधित जर पॉइंट मिररची वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये (जसे की FBG) बाह्य वातावरणात बदलत असतील तर, फायबर यादृच्छिक लेसरचा लेसिंग स्पेक्ट्रम देखील बदलेल. या तत्त्वावर आधारित, फायबर यादृच्छिक लेसरचा वापर अल्ट्रा-लाँग-डिस्टन्स पॉइंट-सेन्सिंग फंक्शन्स लक्षात घेण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

2012 मध्ये नोंदवलेल्या संशोधन कार्यात, DFB-RFL प्रकाश स्रोत आणि FBG परावर्तनाद्वारे, 100 किमी लांबीच्या ऑप्टिकल फायबरमध्ये यादृच्छिक लेसर प्रकाश तयार केला जाऊ शकतो. आकृती 15(a) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, भिन्न संरचनात्मक डिझाइनद्वारे, अनुक्रमे प्रथम-ऑर्डर आणि द्वितीय-ऑर्डर लेसर आउटपुट प्राप्त केले जाऊ शकते. प्रथम-ऑर्डर संरचनेसाठी, दपंप स्रोत1 365 nm लेसर आहे, आणि FBG सेन्सर फायबरच्या दुसऱ्या टोकाला पहिल्या ऑर्डरच्या स्टोक्स लाइट (1 455 nm) च्या तरंगलांबीशी जुळणारा आहे. दुस-या क्रमाच्या संरचनेत 1 455 nm स्पॉट FBG मिरर समाविष्ट आहे, जो पंपाच्या टोकावर ठेवला जातो ज्यामुळे लेसिंग निर्माण करणे सोपे होते आणि 1 560 nm FBG सेन्सर फायबरच्या अगदी शेवटी ठेवलेला असतो. व्युत्पन्न केलेला लेसिंग लाइट पंपच्या शेवटी आउटपुट आहे आणि उत्सर्जित प्रकाशाच्या तरंगलांबी बदलाचे मोजमाप करून तापमान संवेदना लक्षात येऊ शकते. लेसिंग तरंगलांबी आणि FBG चे तापमान यांच्यातील विशिष्ट संबंध आकृती 15(b) मध्ये दर्शविला आहे.

ही योजना व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये अतिशय आकर्षक का आहे याचे कारण म्हणजे: सर्व प्रथम, संवेदन घटक हे शुद्ध निष्क्रिय यंत्र आहे आणि ते डिमॉड्युलेटर (100 किमी पेक्षा जास्त) पासून खूप दूर असू शकते, जे अनेक अल्ट्रा-लाँगमध्ये वापरले जाते. -अंतर अर्ज वातावरण. (जसे की पॉवर लाईन्स, ऑइल आणि गॅस पाइपलाइन, हाय-स्पीड रेल्वे ट्रॅक इ.) चे सुरक्षा निरीक्षण करणे आवश्यक आहे; याशिवाय, मोजली जाणारी माहिती तरंगलांबी डोमेनमध्ये परावर्तित होते, जी केवळ FBG सेन्सरच्या मध्यवर्ती तरंगलांबीद्वारे निर्धारित केली जाते, ज्यामुळे पंप स्त्रोत शक्ती किंवा ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंगमध्ये प्रणाली स्थिर केली जाऊ शकते जेव्हा नुकसान बदलते; शेवटी, फर्स्ट-ऑर्डर आणि सेकंड-ऑर्डर लेसिंग स्पेक्ट्राचे सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर अनुक्रमे 20 dB आणि 35 dB इतके जास्त आहेत, हे दर्शविते की सिस्टीमला समजू शकणारे मर्यादा अंतर 100 किमी पेक्षा जास्त आहे. त्यामुळे, चांगली थर्मल स्थिरता आणि अल्ट्रा-लाँग-डिस्टन्स सेन्सिंग DFB-RFL ला उच्च-कार्यक्षमता ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग सिस्टम बनवते.
आकृती 16 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वरील पद्धतीप्रमाणेच 200 किमी पॉइंट सेन्सिंग सिस्टीम देखील कार्यान्वित करण्यात आली आहे. संशोधनाचे परिणाम असे दर्शवतात की प्रणालीच्या दीर्घ संवेदन अंतरामुळे, परावर्तित सेन्सर सिग्नलचे सिग्नल-टू-नॉईज गुणोत्तर आहे. सर्वोत्तम स्थितीत 17 dB, वाईट स्थितीत 10 dB, आणि तापमान संवेदनशीलता 11.3 pm/℃ आहे. प्रणाली बहु-तरंगलांबी मापन लक्षात घेऊ शकते, जे एकाच वेळी 11 पॉइंट्सची तापमान माहिती मोजण्याची शक्यता प्रदान करते. आणि ही संख्या वाढवता येईल. साहित्यात नमूद केल्याप्रमाणे, 22 FBGs वर आधारित फायबर यादृच्छिक लेसर 22 वेगवेगळ्या तरंगलांबीवर काम करू शकतात. तथापि, सोल्युशनसाठी समान लांबीच्या ऑप्टिकल फायबरची जोडी आवश्यक आहे आणि वरील पद्धतीच्या तुलनेत ऑप्टिकल फायबर संसाधनांची मागणी दुप्पट आहे.

2016 मध्ये, रिमोटऑप्टिकल पंपिंग अॅम्प्लीफायर, ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन मध्ये ROPA, सक्रिय फायबर मध्ये सक्रिय लाभ मिश्रित फायदा वापरून आणिरमणसिंगल-मोड फायबर, सर्वसमावेशक सैद्धांतिक विश्लेषण आणि प्रायोगिक सत्यापनात वाढ. आकृती 17(a) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, 1.5 μm बँडमधील सक्रिय फायबरवर आधारित लांब-अंतराचा RFL सादर केला आहे. याव्यतिरिक्त, यादृच्छिक लेसर प्रणाली लांब-अंतराच्या पॉइंट सेन्सिंगमध्ये देखील चांगली कामगिरी करते. उदाहरण म्हणून पॉइंट-टाइप तापमान सेन्सर घ्या. या संरचनेच्या यादृच्छिक लेसर आउटपुटच्या शिखराच्या तरंगलांबीचा FBG मध्ये जोडलेल्या तापमानाशी एक रेखीय संबंध आहे आणि सेन्सर प्रणालीमध्ये आकृती 17(b) आणि (c) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, तरंगलांबी विभागणी मल्टिप्लेक्सिंग कार्य आहे. विशेषतः, मागील संरचनेच्या तुलनेत, या योजनेमध्ये कमी थ्रेशोल्ड आणि उच्च सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर आहे.

भविष्यातील संशोधनामध्ये, विविध पंपिंग पद्धती आणि आरशांच्या रचनेद्वारे, उत्कृष्ट कार्यक्षमतेसह अल्ट्रा-लाँग-डिस्टन्स फायबर यादृच्छिक लेझर पॉइंट-सेन्सिंग प्रणाली साकारणे अपेक्षित आहे.