En 2013, se propuso y verificó mediante experimentos un nuevo concepto de DRA basado en una bomba DFB-RFL de alta gama. Debido a la estructura única de cavidad semiabierta de DFB-RFL, su mecanismo de retroalimentación solo se basa en la dispersión de Rayleigh distribuida aleatoriamente en la fibra. La estructura espectral y la potencia de salida del láser aleatorio de alto orden producido exhiben una excelente insensibilidad a la temperatura, por lo que el DFB-RFL de alta gama puede formar una fuente de bomba totalmente distribuida, de bajo ruido y muy estable. El experimento que se muestra en la Figura 13 (a) verifica el concepto de amplificación Raman distribuida basada en el DFB-RFL de alto orden, y la Figura 13 (b) muestra la distribución de ganancia en el estado de transmisión transparente bajo diferentes potencias de bomba. En comparación, se puede ver que el bombeo bidireccional de segundo orden es el mejor, con una ganancia plana de 2,5 dB, seguido del bombeo láser aleatorio de segundo orden hacia atrás (3,8 dB), mientras que el bombeo láser aleatorio hacia adelante está cerca del bombeo láser de primer orden. bombeo bidireccional, respectivamente A 5,5 dB y 4,9 dB, el rendimiento del bombeo DFB-RFL hacia atrás es una ganancia promedio y una fluctuación de ganancia más bajas. Al mismo tiempo, el factor de ruido efectivo de la bomba DFB-RFL directa en la ventana de transmisión transparente en este experimento es 2,3 dB menor que el de la bomba bidireccional de primer orden y 1,3 dB menor que el de la bomba bidireccional de segundo orden. . En comparación con el DRA convencional, esta solución tiene ventajas integrales obvias en la supresión de la transferencia de ruido de intensidad relativa y la realización de una transmisión/detección equilibrada de rango completo, y el láser aleatorio es insensible a la temperatura y tiene buena estabilidad. Por lo tanto, DRA basado en DFB-RFL de alta gama puede proporcionar una amplificación equilibrada distribuida estable y de bajo ruido para transmisión/detección de fibra óptica de larga distancia, y tiene el potencial de realizar transmisión y detección sin retransmisión de distancias ultralargas. .
La detección distribuida de fibra (DFS), como rama importante en el campo de la tecnología de detección de fibra óptica, tiene las siguientes ventajas destacadas: la fibra óptica en sí es un sensor que integra detección y transmisión; puede detectar continuamente la temperatura de cada punto en la ruta de la fibra óptica, la distribución espacial y cambiar la información de parámetros físicos como la tensión, etc.; una sola fibra óptica puede obtener hasta cientos de miles de puntos de información de sensores, lo que puede formar la red de sensores de mayor distancia y capacidad en la actualidad. La tecnología DFS tiene amplias perspectivas de aplicación en el campo del monitoreo de seguridad de importantes instalaciones relacionadas con la economía nacional y el sustento de las personas, como cables de transmisión de energía, oleoductos y gasoductos, ferrocarriles de alta velocidad, puentes y túneles. Sin embargo, para realizar DFS con larga distancia, alta resolución espacial y precisión de medición, todavía existen desafíos, como regiones a gran escala de baja precisión causadas por la pérdida de fibra, ampliación espectral causada por la no linealidad y errores del sistema causados por la no localización.
La tecnología DRA basada en DFB-RFL de alta gama tiene propiedades únicas como ganancia plana, bajo ruido y buena estabilidad, y puede desempeñar un papel importante en aplicaciones DFS. Primero, se aplica a BOTDA para medir la temperatura o tensión aplicada a la fibra óptica. El dispositivo experimental se muestra en la Figura 14 (a), donde se utiliza un método de bombeo híbrido de un láser aleatorio de segundo orden y un LD de bajo ruido de primer orden. Los resultados experimentales muestran que el sistema BOTDA con una longitud de 154,4 km tiene una resolución espacial de 5 my una precisión de temperatura de ±1,4 ℃, como se muestra en las Figuras 14 (b) y (c). Además, se aplicó la tecnología DFB-RFL DRA de alta gama para aumentar la distancia de detección de un reflectómetro óptico sensible a la fase en el dominio del tiempo (Φ-OTDR) para la detección de vibraciones/perturbaciones, logrando una distancia de detección récord de 175 km 25 m espaciales. resolución. En 2019, mediante la combinación de RFLA de segundo orden hacia adelante y amplificación láser aleatoria de fibra de tercer orden hacia atrás, FU Y et al. amplió el alcance de detección del BOTDA sin repetidor a 175 km. Hasta donde sabemos, este sistema ha sido reportado hasta el momento. La distancia más larga y el factor de calidad más alto (Figura de Mérito, FoM) de BOTDA sin repetidor. Esta es la primera vez que se aplica amplificación láser aleatoria de fibra de tercer orden a un sistema de detección distribuido de fibra óptica. La realización de este sistema confirma que la amplificación láser aleatoria de fibra de alto orden puede proporcionar una distribución de ganancia alta y plana y tiene un nivel de ruido tolerable.
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