अल्ट्रा-लॉन्ग-डिस्टेंस पॉइंट सेंसिंग में फाइबर रैंडम लेजर का अनुप्रयोग

बेतरतीबवितरित प्रतिक्रिया फाइबर लेजररमन लाभ के आधार पर, इसके आउटपुट स्पेक्ट्रम को विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में व्यापक और स्थिर होने की पुष्टि की गई है, और अर्ध-खुली गुहा डीएफबी-आरएफएल की लेसिंग स्पेक्ट्रम स्थिति और बैंडविड्थ अतिरिक्त बिंदु फीडबैक डिवाइस के समान है। स्पेक्ट्रा अत्यधिक हैं सहसंबद्ध। यदि बाहरी वातावरण के साथ बिंदु दर्पण (जैसे एफबीजी) की वर्णक्रमीय विशेषताएं बदलती हैं, तो फाइबर यादृच्छिक लेजर का लेसिंग स्पेक्ट्रम भी बदल जाएगा। इस सिद्धांत के आधार पर, फाइबर रैंडम लेजर का उपयोग अल्ट्रा-लॉन्ग-डिस्टेंस पॉइंट-सेंसिंग फ़ंक्शंस को महसूस करने के लिए किया जा सकता है।

2012 में रिपोर्ट किए गए शोध कार्य में, डीएफबी-आरएफएल प्रकाश स्रोत और एफबीजी प्रतिबिंब के माध्यम से, 100 किमी लंबे ऑप्टिकल फाइबर में यादृच्छिक लेजर प्रकाश उत्पन्न किया जा सकता है। विभिन्न संरचनात्मक डिजाइनों के माध्यम से, पहले क्रम और दूसरे क्रम के लेजर आउटपुट को क्रमशः महसूस किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 15 (ए) में दिखाया गया है। प्रथम-क्रम संरचना के लिए,पंप स्रोतएक 1 365 एनएम लेजर है, और पहले क्रम के स्टोक्स लाइट (1 455 एनएम) की तरंग दैर्ध्य से मेल खाने वाला एक एफबीजी सेंसर फाइबर के दूसरे छोर पर रखा गया है। दूसरे क्रम की संरचना में 1 455 एनएम स्पॉट एफबीजी दर्पण शामिल है, जिसे लेसिंग उत्पन्न करना आसान बनाने के लिए पंप के अंत में रखा गया है, और 1 560 एनएम एफबीजी सेंसर को फाइबर के दूर छोर पर रखा गया है। उत्पन्न लेज़िंग प्रकाश पंप के अंत में आउटपुट होता है, और उत्सर्जित प्रकाश के तरंग दैर्ध्य परिवर्तन को मापकर तापमान संवेदन को महसूस किया जा सकता है। लेसिंग तरंगदैर्घ्य और एफबीजी के तापमान के बीच विशिष्ट संबंध चित्र 15(बी) में दिखाया गया है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में यह योजना बहुत आकर्षक होने का कारण यह है: सबसे पहले, संवेदन तत्व एक शुद्ध निष्क्रिय उपकरण है, और यह डिमोडुलेटर (100 किमी से अधिक) से बहुत दूर हो सकता है, जिसका उपयोग कई अल्ट्रा-लॉन्ग में किया जाता है -दूरी आवेदन वातावरण। (जैसे बिजली लाइनों, तेल और गैस पाइपलाइनों, उच्च गति रेल पटरियों, आदि की सुरक्षा निगरानी) एक जरूरी है; इसके अलावा, मापी जाने वाली जानकारी तरंग दैर्ध्य डोमेन में परिलक्षित होती है, जो केवल एफबीजी सेंसर के केंद्र तरंगदैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है, जिससे पंप स्रोत शक्ति या ऑप्टिकल फाइबर में सिस्टम को नुकसान होने पर सेंसिंग को स्थिर किया जा सकता है; अंत में, पहले क्रम और दूसरे क्रम के लेज़िंग स्पेक्ट्रा के सिग्नल-टू-शोर अनुपात क्रमशः 20 डीबी और 35 डीबी के रूप में उच्च हैं, यह दर्शाता है कि सीमा दूरी जिसे सिस्टम समझ सकता है 100 किमी से अधिक है। इसलिए, अच्छा थर्मल स्थिरता और अल्ट्रा-लॉन्ग-डिस्टेंस सेंसिंग डीएफबी-आरएफएल को एक उच्च-प्रदर्शन ऑप्टिकल फाइबर सेंसिंग सिस्टम बनाते हैं।
उपरोक्त विधि के समान 200 किमी पॉइंट सेंसिंग सिस्टम भी लागू किया गया है, जैसा कि चित्र 16 में दिखाया गया है। शोध के परिणाम बताते हैं कि सिस्टम की लंबी संवेदन दूरी के कारण, परावर्तित सेंसर सिग्नल का सिग्नल-टू-शोर अनुपात है सर्वोत्तम स्थिति में 17 dB, बदतर स्थिति में 10 dB, और तापमान संवेदनशीलता 11.3 pm/„ƒ है। प्रणाली बहु-तरंग दैर्ध्य माप का एहसास कर सकती है, जो एक ही समय में 11 बिंदुओं के तापमान की जानकारी को मापने की संभावना प्रदान करती है। और यह संख्या बढ़ाई भी जा सकती है। जैसा कि साहित्य में उल्लेख किया गया है, 22 एफबीजी पर आधारित एक फाइबर यादृच्छिक लेजर 22 विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर काम कर सकता है। हालांकि, समाधान के लिए समान लंबाई के ऑप्टिकल फाइबर की एक जोड़ी की आवश्यकता होती है, और उपरोक्त विधि की तुलना में ऑप्टिकल फाइबर संसाधनों की मांग दोगुनी हो जाती है।

2016 में, रिमोटऑप्टिकल पम्पिंग एम्पलीफायर, ऑप्टिकल फाइबर संचार में ROPA, सक्रिय फाइबर में सक्रिय लाभ के मिश्रित लाभ का उपयोग करके औररमनएकल-मोड फाइबर, व्यापक सैद्धांतिक विश्लेषण और प्रयोगात्मक सत्यापन में लाभ। 1.5 m बैंड में सक्रिय फाइबर पर आधारित एक लंबी दूरी की RFL प्रस्तुत की गई है, जैसा कि चित्र 17(a) में दिखाया गया है। इसके अलावा, रैंडम लेजर सिस्टम लंबी दूरी की पॉइंट सेंसिंग में भी अच्छा प्रदर्शन करता है। एक उदाहरण के रूप में बिंदु-प्रकार के तापमान संवेदक को लें। इस संरचना के यादृच्छिक लेजर आउटपुट अंत के शिखर तरंगदैर्ध्य में एफबीजी में जोड़े गए तापमान के साथ एक रैखिक संबंध होता है, और सेंसर सिस्टम में तरंगदैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग फ़ंक्शन होता है, जैसा कि चित्र 17 (बी) और (सी) में दिखाया गया है। विशेष रूप से, पिछली संरचना की तुलना में, इस योजना में कम सीमा और उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात है।

भविष्य के अनुसंधान में, विभिन्न पंपिंग विधियों और दर्पणों के डिजाइन के माध्यम से, बेहतर प्रदर्शन के साथ एक अल्ट्रा-लॉन्ग-डिस्टेंस फाइबर रैंडम लेजर पॉइंट-सेंसिंग सिस्टम का एहसास होने की उम्मीद है।