光纤随机激光器在分布式传感中的应用
2013年，基于dfb-rfl泵的dra新概念被提出并通过实验验证。由于dfb-rfl的半开放腔结构，其反馈机制仅依赖于随机分布在光纤中的瑞利散射。所产生的高阶随机激光器的光谱结构和输出功率表现出优异的温度不敏感性，因此dfb-rfl可以形成非常稳定的低噪声全分布泵浦源。图13（a）所示的实验验证了基于高阶dfb-rfl的分布式拉曼放大的概念，图13（b）显示了不同泵浦功率下透明传输状态下的增益分布。通过比较可以看出，双向二阶泵浦是的，增益平坦度为2.5db，其次是反向二阶随机激光泵浦（3.8db），而正向随机激光泵浦则接近于一阶双向泵浦，分别为5.5db和4.9db，反向dfb-rfl泵浦性能的平均增益和增益波动较低。同时，在本实验中，前向dfb-rfl泵在透明传输窗口中的有效噪声系数比双向一阶泵低2.3db，比双向二阶泵低1.3db。与传统dra相比，该解决方案在抑制相对强度噪声传递和实现全范围平衡传输/传感方面具有明显的综合优势，并且随机激光器对温度不敏感且具有良好的稳定性。因此，基于dfb-rfl的dra可以是。它为长距离光纤传输/传感提供低噪声和稳定的分布式平衡放大，并具有实现超长距离非中继传输和传感的潜力。
分布式光纤传感（dfs）作为光纤传感技术领域的一个重要分支，具有以下突出优势：光纤本身就是一种传感器，集传感和传输于一体；它可以连续感测光纤路径上每个点的温度。物理参数如应变等的空间分布和变化信息。；单根光纤可以获得多达数十万点的传感器信息，可以形成目前距离最长、容量的传感器网络。dfs技术在输电电缆、油气管道、高速铁路、桥梁和隧道等关系国计民生的重大设施安全监测领域具有广阔的应用前景。然而，要实现具有长距离、高空间分辨率和测量精度的dfs，仍然存在诸如光纤损耗引起的大规模低精度区域、非线性引起的光谱展宽以及非局部化引起的系统误差等挑战。
基于dfb-rfl的dra技术具有增益平坦、噪声低、稳定性好等特性，可以在dfs应用中发挥重要作用。首先，将其应用于botda，以测量应用于光纤的温度或应变。实验装置如图14（a）所示，其中使用了二阶随机激光器和一阶低噪声ld的混合泵浦方法。实验结果表明，长度为154.4 km的botda系统具有5 m的空间分辨率和±1.4℃的温度精度，如图14（b）和（c）所示。此外，dfb-rfl dra技术被应用于增加用于振动/干扰检测的相敏光学时域反射计（φ-otdr）的传感距离，实现了175 km 25 m空间分辨率的记录传感距离。2019年，通过前向二阶rfla和后向三阶光纤随机激光放大的混合，fu y等人将无中继器botda的传感范围扩展至175 km。据我们所知，该系统迄今已被报道。不带中继器的botda的最长距离和质量因数（品质因数，fom）。这是三阶光纤随机激光放大应用于分布式光纤传感系统。该系统的实现证实了高阶光纤随机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声水平。
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