2013年,基于dfb-rfl泵的dra新概念被提出并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于dfb-rfl的半開放腔結(jié)構(gòu),其反饋機(jī)制僅依賴于隨機(jī)分布在光纖中的瑞利散射。所產(chǎn)生的高階隨機(jī)激光器的光譜結(jié)構(gòu)和輸出功率表現(xiàn)出優(yōu)異的溫度不敏感性,因此dfb-rfl可以形成非常穩(wěn)定的低噪聲全分布泵浦源。圖13(a)所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于高階dfb-rfl的分布式拉曼放大的概念,圖13(b)顯示了不同泵浦功率下透明傳輸狀態(tài)下的增益分布。通過比較可以看出,雙向二階泵浦是的,增益平坦度為2.5db,其次是反向二階隨機(jī)激光泵浦(3.8db),而正向隨機(jī)激光泵浦則接近于一階雙向泵浦,分別為5.5db和4.9db,反向dfb-rfl泵浦性能的平均增益和增益波動(dòng)較低。同時(shí),在本實(shí)驗(yàn)中,前向dfb-rfl泵在透明傳輸窗口中的有效噪聲系數(shù)比雙向一階泵低2.3db,比雙向二階泵低1.3db。與傳統(tǒng)dra相比,該解決方案在抑制相對(duì)強(qiáng)度噪聲傳遞和實(shí)現(xiàn)全范圍平衡傳輸/傳感方面具有明顯的綜合優(yōu)勢(shì),并且隨機(jī)激光器對(duì)溫度不敏感且具有良好的穩(wěn)定性。因此,基于dfb-rfl的dra可以是。它為長距離光纖傳輸/傳感提供低噪聲和穩(wěn)定的分布式平衡放大,并具有實(shí)現(xiàn)超長距離非中繼傳輸和傳感的潛力。
分布式光纖傳感(dfs)作為光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,具有以下突出優(yōu)勢(shì):光纖本身就是一種傳感器,集傳感和傳輸于一體;它可以連續(xù)感測(cè)光纖路徑上每個(gè)點(diǎn)的溫度。物理參數(shù)如應(yīng)變等的空間分布和變化信息。;單根光纖可以獲得多達(dá)數(shù)十萬點(diǎn)的傳感器信息,可以形成目前距離最長、容量的傳感器網(wǎng)絡(luò)。dfs技術(shù)在輸電電纜、油氣管道、高速鐵路、橋梁和隧道等關(guān)系國計(jì)民生的重大設(shè)施安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,要實(shí)現(xiàn)具有長距離、高空間分辨率和測(cè)量精度的dfs,仍然存在諸如光纖損耗引起的大規(guī)模低精度區(qū)域、非線性引起的光譜展寬以及非局部化引起的系統(tǒng)誤差等挑戰(zhàn)。
基于dfb-rfl的dra技術(shù)具有增益平坦、噪聲低、穩(wěn)定性好等特性,可以在dfs應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。首先,將其應(yīng)用于botda,以測(cè)量應(yīng)用于光纖的溫度或應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)裝置如圖14(a)所示,其中使用了二階隨機(jī)激光器和一階低噪聲ld的混合泵浦方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,長度為154.4 km的botda系統(tǒng)具有5 m的空間分辨率和±1.4℃的溫度精度,如圖14(b)和(c)所示。此外,dfb-rfl dra技術(shù)被應(yīng)用于增加用于振動(dòng)/干擾檢測(cè)的相敏光學(xué)時(shí)域反射計(jì)(φ-otdr)的傳感距離,實(shí)現(xiàn)了175 km 25 m空間分辨率的記錄傳感距離。2019年,通過前向二階rfla和后向三階光纖隨機(jī)激光放大的混合,fu y等人將無中繼器botda的傳感范圍擴(kuò)展至175 km。據(jù)我們所知,該系統(tǒng)迄今已被報(bào)道。不帶中繼器的botda的最長距離和質(zhì)量因數(shù)(品質(zhì)因數(shù),fom)。這是三階光纖隨機(jī)激光放大應(yīng)用于分布式光纖傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)證實(shí)了高階光纖隨機(jī)激光放大可以提供高且平坦的增益分布,并且具有可容忍的噪聲水平。