ڈسٹری بیوٹڈ سینسنگ میں فائبر رینڈم لیزر کا اطلاق

2013 میں، اعلی درجے کے DFB-RFL پمپ پر مبنی DRA کا ایک نیا تصور تجویز کیا گیا اور تجربات سے اس کی تصدیق کی گئی۔ DFB-RFL کی منفرد نیم کھلی گہا کی ساخت کی وجہ سے، اس کا فیڈ بیک میکانزم صرف ریلے میں تصادفی طور پر تقسیم کیے جانے والے بکھرنے پر انحصار کرتا ہے۔ ہائی آرڈر رینڈم لیزر کی تیار کردہ سپیکٹرل ساخت اور آؤٹ پٹ پاور بہترین درجہ حرارت کی غیر حساسیت کو ظاہر کرتی ہے، لہذا ہائی-اینڈ DFB-RFL ایک انتہائی مستحکم کم شور مکمل طور پر تقسیم شدہ پمپ کا ذریعہ بنا سکتا ہے۔ تصویر 13(a) میں دکھایا گیا تجربہ ہائی آرڈر DFB-RFL کی بنیاد پر تقسیم شدہ رامان ایمپلیفیکیشن کے تصور کی تصدیق کرتا ہے، اور شکل 13(b) مختلف پمپ پاورز کے تحت شفاف ٹرانسمیشن حالت میں حاصل کی تقسیم کو ظاہر کرتا ہے۔ موازنہ سے دیکھا جا سکتا ہے کہ دو طرفہ سیکنڈ آرڈر پمپنگ سب سے بہتر ہے، جس میں 2.5 ڈی بی کا فائدہ ہوتا ہے، اس کے بعد بیک ورڈ سیکنڈ آرڈر رینڈم لیزر پمپنگ (3.8 ڈی بی) ہوتا ہے، جبکہ فارورڈ رینڈم لیزر پمپنگ پہلے آرڈر کے قریب ہے۔ دو طرفہ پمپنگ، بالترتیب 5.5 dB اور 4.9 dB پر، پسماندہ DFB-RFL پمپنگ کی کارکردگی کم اوسط نفع اور حاصل میں اتار چڑھاؤ ہے۔ ایک ہی وقت میں، اس تجربے میں شفاف ٹرانسمیشن ونڈو میں فارورڈ DFB-RFL پمپ کا مؤثر شور کا اعداد و شمار دو طرفہ فرسٹ آرڈر پمپ سے 2.3 dB کم اور دو طرفہ سیکنڈ آرڈر پمپ کے مقابلے میں 1.3 dB کم ہے۔ . روایتی DRA کے مقابلے میں، یہ حل نسبتاً شدت کے شور کی منتقلی کو دبانے اور مکمل رینج کی متوازن ٹرانسمیشن/سینسنگ کو محسوس کرنے میں واضح جامع فوائد رکھتا ہے، اور بے ترتیب لیزر درجہ حرارت کے لیے غیر حساس ہے اور اس میں اچھی استحکام ہے۔ لہذا، DRA اعلی درجے کی DFB-RFL پر مبنی ہو سکتا ہے یہ طویل فاصلے کے آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن/سینسنگ کے لیے کم شور اور مستحکم تقسیم شدہ متوازن امپلیفیکیشن فراہم کرتا ہے، اور اس میں انتہائی لمبی دوری کی نان ریلے ٹرانسمیشن اور سینسنگ کو محسوس کرنے کی صلاحیت ہے۔ .

آپٹیکل فائبر سینسنگ ٹیکنالوجی کے شعبے میں ایک اہم شاخ کے طور پر ڈسٹری بیوٹڈ فائبر سینسنگ (DFS) کے درج ذیل نمایاں فوائد ہیں: آپٹیکل فائبر بذات خود ایک سینسر ہے، سینسنگ اور ٹرانسمیشن کو مربوط کرتا ہے۔ یہ آپٹیکل فائبر پاتھ پر ہر ایک پوائنٹ کے درجہ حرارت کو مسلسل محسوس کر سکتا ہے۔ مقامی تقسیم اور جسمانی پیرامیٹرز کی معلومات میں تبدیلی جیسے کہ تناؤ وغیرہ۔ ایک آپٹیکل فائبر سینکڑوں ہزار پوائنٹس تک سینسر کی معلومات حاصل کر سکتا ہے، جو اس وقت سب سے طویل فاصلہ اور سب سے بڑی صلاحیت والے سینسر نیٹ ورک کی تشکیل کر سکتا ہے۔ DFS ٹیکنالوجی کے پاس قومی معیشت اور لوگوں کی روزی روٹی سے متعلق اہم سہولیات جیسے کہ پاور ٹرانسمیشن کیبلز، تیل اور گیس کی پائپ لائنز، تیز رفتار ریلوے، پل اور سرنگوں کی حفاظت کی نگرانی کے میدان میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں۔ تاہم، طویل فاصلے، اعلی مقامی ریزولیوشن اور پیمائش کی درستگی کے ساتھ DFS کا ادراک کرنے کے لیے، ابھی بھی چیلنجز موجود ہیں جیسے کہ بڑے پیمانے پر کم درستگی والے علاقے فائبر کے نقصان کی وجہ سے، نان لائنیرٹی کی وجہ سے اسپیکٹرل وسیع ہونا، اور غیر لوکلائزیشن کی وجہ سے نظام کی خرابیاں۔
اعلی درجے کی DFB-RFL پر مبنی DRA ٹیکنالوجی منفرد خصوصیات رکھتی ہے جیسے فلیٹ گین، کم شور، اور اچھی استحکام، اور DFS ایپلی کیشنز میں اہم کردار ادا کر سکتی ہے۔ سب سے پہلے، یہ آپٹیکل فائبر پر لاگو درجہ حرارت یا تناؤ کی پیمائش کرنے کے لیے BOTDA پر لاگو ہوتا ہے۔ تجرباتی ڈیوائس کو شکل 14(a) میں دکھایا گیا ہے، جہاں سیکنڈ آرڈر رینڈم لیزر کا ایک ہائبرڈ پمپنگ طریقہ اور فرسٹ آرڈر کم شور والا LD استعمال کیا جاتا ہے۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ BOTDA سسٹم جس کی لمبائی 154.4 کلومیٹر ہے اس کا مقامی ریزولوشن 5 میٹر اور درجہ حرارت کی درستگی ±1.4 ℃ ہے، جیسا کہ شکل 14(b) اور (c) میں دکھایا گیا ہے۔ مزید برآں، ہائی اینڈ DFB-RFL DRA ٹیکنالوجی کا اطلاق فیز-حساس آپٹیکل ٹائم ڈومین ریفلکومیٹر (Φ-OTDR) کے سینسنگ فاصلے کو بڑھانے کے لیے کیا گیا تاکہ کمپن/ڈسٹربنس کا پتہ لگایا جا سکے، جس سے 175 کلومیٹر 25 میٹر کا ریکارڈ سینسنگ فاصلہ حاصل کیا جا سکے۔ مقامی قرارداد. 2019 میں، فارورڈ سیکنڈ آرڈر آر ایف ایل اے اور بیکورڈ تھرڈ آرڈر فائبر رینڈم لیزر ایمپلیفیکیشن کے اختلاط کے ذریعے، FU Y et al. ریپیٹر سے کم BOTDA کی سینسنگ رینج کو 175 کلومیٹر تک بڑھا دیا۔ جہاں تک ہم جانتے ہیں، اس نظام کی اب تک اطلاع دی گئی ہے۔ ریپیٹر کے بغیر BOTDA کا سب سے طویل فاصلہ اور اعلیٰ ترین معیار کا عنصر (فگر آف میرٹ، FoM)۔ یہ پہلی بار ہے کہ تھرڈ آرڈر فائبر رینڈم لیزر ایمپلیفیکیشن کو تقسیم شدہ آپٹیکل فائبر سینسنگ سسٹم پر لاگو کیا گیا ہے۔ اس نظام کا ادراک اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ ہائی آرڈر فائبر رینڈم لیزر ایمپلیفیکیشن اعلی اور فلیٹ نفع کی تقسیم فراہم کر سکتا ہے، اور اس میں قابل برداشت شور کی سطح ہے۔