Teknolojiya Laser ji bofiber optîkSensing beşa yekê
Teknolojiya hestiyar a fiber optîk celebek teknolojiyê ye ku ligel teknolojiya fiber optîk û teknolojiya ragihandinê ya optîkî pêşve xistin, û ew bûye yek ji wan şaxên herî aktîf ên teknolojiya wêneya wêneyê. Pergala hişmendiya fiber ya optîkî bi piranî ji lazer, fîberê veguhastinê, elementa hişmendiyê, qada modulasyonê, qada ronahiyê û perçeyên din pêk tê. Parametreyên ku taybetmendiyên pêlika tîrêjê, zikê, qonaxa, qonaxa polarbûnê, hwd. Mînakî, dema ku germahî, hişk, zext, heyî, dorpêçkirin, vibration, rotation, bastin û qumarê kîmyewî li ser riya optîkî bandor dike, van pîvanan bi vî rengî diguherin. Sensêwaza fiber optîkî li ser têkiliya di navbera van parameter û faktorên derveyî de ye ku ji bo tespîtkirina hejmarên fîzîkî yên têkildar.
Gelek celeb heneçavkaniya lazerdi pergalên hişmendiya fiber optîkî de, ku dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: hevgirtîçavkaniyên lazerû çavkaniyên ronahiyê yên incoherent, incoherentAvkaniyên ronahiyêBi piranî di nav ronahiyên incandescent û ronahiyên ronahiyê de, û çavkaniyên ronahiya hevgirtî hene, lasersên zexm, lasersên derewîn, lasersên gazê, Lasersên gazê,Laser SemiconductorûLaser Laser. Ya jêrîn bi piranî ji boçavkaniya ronahiya lazerDi warê vê salê de bi berfirehî tê bikar anîn: di salên dawî de lazim e, laser yek-frekansî, lazerê yek-frekansê, lazerê spî û lazerê spî.
1.1 Pêdiviyên ji bo Linewidth NarrowAvkaniyên ronahiya lazer
Pergala hişmendiya fiber ya optîkî nikare ji çavkaniya lazerê were veqetandin, çavkaniya ronahiyê ya pîvandî, mîna aramiya lazerê, li ser performansê, rastiya tespîteriyê, taybetmendiyên tespîtkirinê, hişmendî û taybetmendiyên bêbextiyê. Di van salên dawî de, bi pêşveçûna hûrgelan ya dirêj-dûr-dûr-hûrgelan, akademîsyen ji bo performansê xalîçeya lazerê, bi gelemperî li ser pêlên bîhnfireh ên fêkiyên optîkî bikar tîne, bi pêvekek berfireh (bi hezaran metre). Feydeyên çareseriya bilind (çareseriya astimeter) û hişmendiya bilind (heta -100 DBM) yek ji wan teknolojî bûne bi perspektîfên serîlêdana berfireh di pîvandin û teknolojiya optîkî de belavkirin. Teknolojiya OfDr ya Ronahiya Tunable bikar tîne da ku hûn avakirina frekansa optîkî bikar bîne Dema ku derûdora refleksê nêzîkê dirêjahiya hevgirtî ye, giraniya nîşana lêdanê dê ji hêla koordasî τ / τc ve were qewirandin. Ji bo ku meriv bi rengek ronakbîriyê bi rengek spektral, ji bo ku hûn di navbera berfirehiya xalîçeyê de ji% 80 km bine, ji bo fêkiya lîseyê, ku ji bo fiber 80 km heye Wekî din, pêşveçûna serlêdanên din jî daxwazên bilind ji bo linewidiya çavkaniya ronahiyê vedibêje. Mînakî, di pergala hîdrofona fiber ya optîkî de, xêza çavkaniya ronahiyê dengê pergalê destnîşan dike û di heman demê de nîşana herî kêm a pîvanê ya pergalê jî diyar dike. Li Brillouin Reflekteyê Domain Optical (Botdr) Di navbêna fêkî ya resonatorê de, dirêjahiya tîrêjê ya ronahiyê dikare bi kêmkirina pîvana ronahiyê were zêdekirin, bi vî rengî kêmbûna resonatorê ya resonatorê, û pêbaweriya pîvana pîvanê ya gyro ya fiber.
1.2 Pêdiviyên ji bo çavkaniyên lazer ên xwerû
Dirêjbûna yekane lazer e, dikare performansa tunekirinê ya berbiçav a pêlavê ya zexm bike, lêçûnên avêtî yên dirêjkirî, lêçûna çêkirina pergalê kêm bike, beşek domdar a pergala hişmendiya optîk e. Mînakî, di hişmendiya fêkiya gazê de, cûreyên cûda yên gazê pezên xwerû yên cûda hene. Ji bo ku karanîna gazê ya tîrêjê dema ku gazê pîvandinê têr dike û bigihîje hestiyariya pîvandinê ya bilindtir, pêdivî ye ku meriv pêlika şilavê ya veguhastinê ya bi pezê tîrêjê ya molekulê gazê re bike. Cureya gazê ya ku dikare were tesbît kirin bi rastî ji hêla dirûvê çavkaniya hişmendiya hişmendiyê ve tê destnîşankirin. Ji ber vê yekê, Lasers Narrow Lasers bi performansa tunekirinê ya fireh ya domdar di pergalên hesas ên bi vî rengî de hestyariya pîvandinê ya zêde heye. Mînakî, di hin pergalên hişmendiya optîkî de li ser bingeha rûkalê ya dravî ya optîkî belav dibe, lazim e ku hûn bi rengek nûjen û demdulî ya berbiçav bi gelemperî pêk bînin, û leza sweepê bi gelemperî hewce ye ku bigihîje 10 PM / μs. Digel vê yekê, lazera şilavê ya teng a lazerê teng jî dikare bi berfirehî li Lidar, Laser Remote Sensing û analîzên spektral û hişmendiya bilind û zeviyên din ên hişmendiyê bikar bînin. Ji bo pêkanîna pêdiviyên parametreyên performansa bilind ên bandwidth, rastîn û leza tunekirinê di warê fiber-ê de di navbêna mezinahiya dirêj de li ser bingehê li ser bingeha lerizîna ultra-narrow lazer, ultra-kêm qonaxa qonaxê, û rûbirûbûn û hêzê ultra-domdar.
1.3 Daxwaza ji bo ronahiya ronahiya lazer ya spî
Di warê hişmendiya optîkî de, lazerê ronahiya spî ya bilind-kalîteya bilind girîng e ku performansa pergalê baştir bike. Berfirehiya berbiçav a lazera ronahiya spî, serîlêdana wê ya berfireh di pergala hişmendiya fiber optîkî de. Mînakî, dema ku karanîna fêkî ya fêkî (FBG) bikar tînin da ku torgilokek sensor, analîzkirina spektral an rêbaza hevberdanê ya tunekirinê were çêkirin dikare ji bo demodulasyonê were bikar anîn. Berî heremê spektorek bikar anî da ku rasterast li ser her aliyekî resonê ya FBG-ê di torê de ceriband. Dûvre filterek referansê bikar tîne da ku FBG di hişmendiyê de bişopîne û calibrîne, her du jî hewceyê çavkaniyek ronahiya fireh wekî çavkaniyek ronahiya testê ji bo FBG bikar tîne. Ji ber ku her tora gihîştina FBG dê windahiyek têkçûnê hebe, Mînakî, dema ku karanîna fêkiya dirêj, ji bo hestyariyê, ji ber ku bandwidth ji ber vê yekê ji 10 nm, çavkaniyek ronahiyê ya bêkêmasî ye ku bi bandora têr û berbiçav a ku bi rehetî taybetmendiyên pezê xwe yê resonant tê xwestin. Bi taybetî, fêkiya acoustic grating (AIFG) bi karanîna bandorkirina acousto-optîkî dikare bigihîje tunekirina tunekirinê ya rahijandinê ya resonant heya 1000 NM bi wateya tunekirina elektrîkê. Ji ber vê yekê, ceribandina gram dînamîkî ya bi vî rengî bi vî rengî cûrbecûr tunebûna bi vî rengî re pirsgirêkek mezin a bandwidth ji çavkaniyek ronahiya fireh a berbiçav vedike. Bi vî rengî, di salên dawî de, fîberê tîrêjê ya tilted Ji ber taybetmendiyên spektrîkirina pir-pez, sînorê belavkirina wavalê bi gelemperî dikare bigihîje 40 nm. Mekanîzmaya hestyariya wê bi gelemperî ji bo berhevdana tevgera têkildar di nav pezên veguhestinê de, ji ber vê yekê pêdivî ye ku pîvana ragihandina wê bi tevahî were pîvandin. Bandwidth û hêza çavkaniya ronahiya berbiçav a berbiçav hewce ne ku bêtir be.
2. Rewşa lêkolînê li malê û derveyî
2.1 Sourceavkaniya Lazerê ya Narrow Lermed Laser
2.1.1 Linewidth Narrow Linewidth Laser Feedback belav kir
Di 2006, Cliche et al. MHZ pîvana nîvsalê kêm kirDfb Laser(Laser Feedback belavkirî) to Midûre KHZ bi karanîna rêbaza nerînên elektrîkê; Di 2011 de, Kessler et al. Germahiya kêm û aramiya bilind bikar anî ku kavilek kristal a ku bi kontrola çalak a çalak re têkildar e ji bo bidestxistina ultra-narrow Linewidth Output of 40 mhz; Di sala 2013-an de, Peng et al ji hêla Line 15 KHZ ve hilberînek 15 KHZ wergirt. Metoda nerîna elektrîkê bi gelemperî ji bo çêkirina lazerê lazerê ya çavkaniya ronahiyê kêm dibe. Di 2010 de, Bernhardi et al. 1 cm ya Erbija alumîneya FBG-ê ya li ser substratek silicon-dopî çêkir da ku hilberek lazer bi dirêjahiya xeta bi qasî 1.7 kHz bistîne. Di heman salê de, Liang et al. Vebijarkên xweseriya xwerû ya ku ji bo rahijandina paşvekêşana paşîn a ku ji bo pargîdaniya lazer-Q-a-Q-a-Q-ya ji bo parçeyek lazer-qe-Q-ê hatî destnîşan kirin, û di dawiyê de hilberînek lazerê ya teng-dirêjî ya 160 Hz wergirt.
Fig. 1 (a) Diagressression Laser Laser Compression Laser Rayleigh Resonator
(b) Spectrumek frekansê ya laserê nîvrojê ya belaş a laser-ê bi LineWidth of 8 mhz;
(c) Spectrumek frekansê ya laserê bi Lineewidth re 160 Hz
2.1.2 Lazerê Fiber Line Line
Ji bo Lasers Fiber Linear, Lazîna Lazerê ya Narrow Oututheya Mîna yekdestî ya dirêjkirî bi kurtkirina dirêjiya resonatorê û zêdebûna navbeynê moda dirêjkirî. Di 2004, Spiegelberg et al. Derketina lasewidiya yekemîn a lermedê ya yekemîn a lermedê ya dirêj a lazerê ya tarî ya 2 KHZ bi karanîna rêbaziya kaviliya DBR-ê ya DBR. Di 2007-an de, Shen et al. Fibê 2 cm-ê ya giran-ê ya ku li ser fêkiya fêkî ya bi-ge-dopî ya bi girseyî binivîse, û ew bi fêkiyek çalak re têkildar e da ku kavilek lehenga lazer ji 1 KHZ kêmtir bike. Di 2010 de, Yang et al. Kamîtek linear a kurt a 2CM-ê ya ku bi fîlterek FBG-ê ya teng ve hatî bikar anîn da ku hûn hilberek lazerê ya dirêj a lazerê bi dirêjahiya lazerê ya dirêjtir bistînin. Di sala 2014-an de, tîmê kavilek linear a kurt (resonatorê virtual) bi fîlterek FBG bikar anî da ku hilberek lazer bi pêvekek teng, wekî ku di Figure 3 de tê nîşandan, di sala 2012-an de tê nîşandan. Di 2012 de, Cai et al. Struktura kavilek kurt a 1.4cm bikar anîn da ku hilberînek polarizî ya bi hêzek derketî ji 114 mw, mezinahiya navendî ya 1540.3 NM, û dirêjahiya xeta 4.1 khz. 2013, Meng et al. Skrîpkirina Brîlî ya Fiber-ê ya Bihuşt-ê ya bi kavilek parastî ya birêkûpêkî ya bi tevahî-paragrafê ve hatî bikar anîn da ku moda yek-dirêj, kêm-qonaxa lazerê ya nizm bi hêzek derketî ya 10 mw. Di sala 2015-an de, tîm kavilek ring ji 45 cm erbium-doped ji ber ku brîndar belav dibe, navîn ji bo bidestxistina pêşengek lazerê ya nizm û tengezar a lazer
Hêjmar 2 (a) nexşeya schematîk a laser ya SLC;
(b) Lineshape ya nîşana heterodyne bi derengiya Fiber 97.6 km tê pîvandin
Demjimêra paşîn: Nov-20-2023