الٹرا لانگ ڈسٹنس پوائنٹ سینسنگ میں فائبر رینڈم لیزر کا اطلاق

بے ترتیب طور پرتقسیم شدہ فیڈ بیک فائبر لیزررامن گین کی بنیاد پر، مختلف ماحولیاتی حالات میں اس کے آؤٹ پٹ سپیکٹرم کے وسیع اور مستحکم ہونے کی تصدیق کی گئی ہے، اور آدھے کھلے کیویٹی DFB-RFL کی لیزنگ اسپیکٹرم پوزیشن اور بینڈوتھ وہی ہے جو اضافی پوائنٹ فیڈ بیک ڈیوائس کی طرح ہے۔ متعلقہ اگر بیرونی ماحول کے ساتھ پوائنٹ آئینے کی سپیکٹرل خصوصیات (جیسے FBG) تبدیل ہوتی ہیں، تو فائبر رینڈم لیزر کا لیزنگ سپیکٹرم بھی بدل جائے گا۔ اس اصول کی بنیاد پر، فائبر رینڈم لیزرز کو الٹرا لانگ ڈسٹنس پوائنٹ سینسنگ فنکشنز کا احساس کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

2012 میں رپورٹ کیے گئے تحقیقی کام میں، DFB-RFL لائٹ سورس اور FBG ریفلیکشن کے ذریعے، 100 کلومیٹر طویل آپٹیکل فائبر میں بے ترتیب لیزر لائٹ پیدا کی جا سکتی ہے۔ مختلف ساختی ڈیزائنوں کے ذریعے، بالترتیب فرسٹ آرڈر اور سیکنڈ آرڈر لیزر آؤٹ پٹ کو محسوس کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ شکل 15(a) میں دکھایا گیا ہے۔ پہلے آرڈر کی ساخت کے لیے،پمپ کا ذریعہایک 1 365 nm لیزر ہے، اور ایک FBG سینسر جو پہلے آرڈر کی سٹوکس لائٹ (1 455 nm) کی طول موج سے مماثل ہے فائبر کے دوسرے سرے پر رکھا گیا ہے۔ دوسرے آرڈر کے ڈھانچے میں ایک 1 455 nm سپاٹ FBG آئینہ شامل ہے، جسے پمپ کے سرے پر رکھا جاتا ہے تاکہ لیزنگ پیدا کرنا آسان ہو جائے، اور 1 560 nm FBG سینسر فائبر کے بالکل آخر میں رکھا گیا ہے۔ پیدا ہونے والی لیزنگ لائٹ پمپ کے آخر میں آؤٹ پٹ ہوتی ہے، اور خارج ہونے والی روشنی کی طول موج کی تبدیلی کی پیمائش کرکے درجہ حرارت سینسنگ کا احساس کیا جا سکتا ہے۔ لیزنگ طول موج اور FBG کے درجہ حرارت کے درمیان عام تعلق کو شکل 15(b) میں دکھایا گیا ہے۔

عملی ایپلی کیشنز میں اس اسکیم کے بہت پرکشش ہونے کی وجہ یہ ہے: سب سے پہلے، سینسنگ عنصر ایک خالص غیر فعال آلہ ہے، اور یہ ڈیموڈولیٹر (100 کلومیٹر سے زیادہ) سے بہت دور ہوسکتا ہے، جو بہت سے الٹرا لانگ میں استعمال ہوتا ہے۔ - فاصلاتی درخواست کے ماحول۔ (جیسے کہ بجلی کی لائنوں، تیل اور گیس کی پائپ لائنوں، تیز رفتار ریل پٹریوں وغیرہ کی حفاظت کی نگرانی) ضروری ہے۔ اس کے علاوہ، ماپا جانے والی معلومات طول موج کے ڈومین میں جھلکتی ہے، جس کا تعین صرف FBG سینسر کے مرکز طول موج سے ہوتا ہے، جس سے پمپ سورس پاور یا آپٹیکل فائبر سینسنگ میں سسٹم کو مستحکم کیا جا سکتا ہے جب نقصان میں تبدیلی آتی ہے۔ آخر میں، فرسٹ آرڈر اور سیکنڈ آرڈر لیزنگ سپیکٹرا کا سگنل ٹو شور کا تناسب بالترتیب 20 dB اور 35 dB تک ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ حد فاصلہ جسے سسٹم محسوس کر سکتا ہے 100 کلومیٹر سے زیادہ ہے۔ لہٰذا، اچھی تھرمل استحکام اور انتہائی طویل فاصلاتی سینسنگ DFB-RFL کو ایک اعلیٰ کارکردگی کا آپٹیکل فائبر سینسنگ سسٹم بناتی ہے۔
مندرجہ بالا طریقہ سے ملتا جلتا 200 کلومیٹر کا پوائنٹ سینسنگ سسٹم بھی لاگو کیا گیا ہے، جیسا کہ شکل 16 میں دکھایا گیا ہے۔ تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نظام کے طویل سینسنگ فاصلے کی وجہ سے، منعکس سینسر سگنل کا سگنل ٹو شور کا تناسب ہے۔ بہترین صورت میں 17 dB، بدتر صورت میں 10 dB، اور درجہ حرارت کی حساسیت 11.3 pm/℃ ہے۔ یہ نظام کثیر طول موج کی پیمائش کا احساس کر سکتا ہے، جو ایک ہی وقت میں 11 پوائنٹس کے درجہ حرارت کی معلومات کی پیمائش کرنے کا امکان فراہم کرتا ہے۔ اور اس تعداد میں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ ادب میں ذکر کیا گیا ہے، 22 FBGs پر مبنی ایک فائبر رینڈم لیزر 22 مختلف طول موجوں پر کام کر سکتا ہے۔ تاہم، حل کے لیے مساوی لمبائی کے آپٹیکل ریشوں کی ایک جوڑی کی ضرورت ہوتی ہے، اور آپٹیکل فائبر وسائل کی طلب مذکورہ طریقہ کے مقابلے میں دوگنی ہو جاتی ہے۔

2016 میں، ریموٹآپٹیکل پمپنگ یمپلیفائر، آپٹیکل فائبر مواصلات میں ROPA، فعال فائبر میں فعال فائدہ کے مخلوط فائدہ کا استعمال کرتے ہوئے اوررامنسنگل موڈ فائبر میں فائدہ، جامع نظریاتی تجزیہ اور تجرباتی تصدیق۔ 1.5 ¼m بینڈ میں فعال فائبر پر مبنی ایک لمبی دوری کا RFL پیش کیا گیا ہے، جیسا کہ شکل 17(a) میں دکھایا گیا ہے۔ اس کے علاوہ، رینڈم لیزر سسٹم لمبی دوری کے پوائنٹ سینسنگ میں بھی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ مثال کے طور پر پوائنٹ ٹائپ ٹمپریچر سینسر لیں۔ اس ڈھانچے کے بے ترتیب لیزر آؤٹ پٹ اینڈ کی چوٹی طول موج کا FBG میں شامل درجہ حرارت کے ساتھ ایک لکیری تعلق ہے، اور سینسر سسٹم میں طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ فنکشن ہے، جیسا کہ شکل 17(b) اور (c) میں دکھایا گیا ہے۔ خاص طور پر، پچھلے ڈھانچے کے مقابلے میں، اس اسکیم میں کم حد اور زیادہ سگنل ٹو شور کا تناسب ہے۔

مستقبل کی تحقیق میں، پمپنگ کے مختلف طریقوں اور شیشوں کے ڈیزائن کے ذریعے، توقع کی جاتی ہے کہ اعلیٰ کارکردگی کے ساتھ ایک انتہائی طویل فاصلاتی فائبر رینڈم لیزر پوائنٹ سینسنگ سسٹم کا احساس ہو گا۔