បច្ចេកវិទ្យាប្រភពឡាស៊ែរសម្រាប់ជាតិសរសៃអុបទិកមួយផ្នែកមួយ

បច្ចេកវិទ្យាប្រភពឡាស៊ែរសម្រាប់សរសៃអុបទិកការយល់ឃើញផ្នែកមួយ

បច្ចេកវិទ្យាអ៊ីអុបទិកសរសៃអ៊ីអុបទិកគឺជាប្រភេទនៃការយល់ដឹងបច្ចេកវិទ្យាមួយដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងរួមជាមួយបច្ចេកវិទ្យាជាតិសរសៃអុបទិកនិងបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងអុបទិកហើយវាបានក្លាយជាសាខាសកម្មបំផុតមួយនៃបច្ចេកវិទ្យា PreviceTric ។ ប្រព័ន្ធអារម្មណ៍អុបទិកអុបទិកត្រូវបានផ្សំឡើងដោយឡាស៊ែរជាតិសរសៃបញ្ជូនការយល់ឃើញអារម្មណ៍ឬតំបន់ម៉ូឌុលការរកឃើញពន្លឺនិងផ្នែកផ្សេងទៀត។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលពិពណ៌នាអំពីលក្ខណៈនៃរលកពន្លឺរួមមានអាំងតង់ស៊ីតេរលកពន្លឺដំណាក់កាលដំណាក់កាលទាំងនេះអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយឥទ្ធិពលខាងក្រៅក្នុងការបញ្ជូនសរសៃអុបទិក។ ឧទាហរណ៍នៅពេលសីតុណ្ហភាពសំពាធសម្ពាធបច្ចុប្បន្នការផ្លាស់ទីលំនៅរំញ័រការពត់កោងនិងបរិមាណគីមីប៉ះពាល់ដល់ផ្លូវអុបទិកការផ្លាស់ប្តូរការផ្លាស់ប្តូរការផ្លាស់ប្តូរការផ្លាស់ប្តូរ។ អារម្មណ៍អុបទិកអុបទិកគឺផ្អែកលើទំនាក់ទំនងរវាងប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះនិងកត្តាខាងក្រៅដើម្បីរកឱ្យឃើញបរិមាណរូបវន្តដែលត្រូវគ្នា។

មានច្រើនប្រភេទនៃប្រភពឡាស៊ែរប្រើក្នុងប្រព័ន្ធអារម្មណ៍អុបទិកអុបទិកដែលអាចបែងចែកជាពីរប្រភេទ: comerentប្រភពឡាស៊ែរនិងប្រភពពន្លឺដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមកប្រភពពន្លឺភាគច្រើនរួមបញ្ចូលការបញ្ចេញពន្លឺភ្លើងនិងបញ្ចេញពន្លឺស្រាលហើយប្រភពពន្លឺដែលមានពន្លឺរួមមានឡាស៊ែររឹងឡាស៊ែរឡាស៊ែរឡាស៊ែរឡាស៊ែរSemiconDuctor ឡាស៊ែរនិងឡាស៊ែរឡាស៊ែរ។ ខាងក្រោមនេះជាចម្បងសម្រាប់ឯកសារប្រភពពន្លឺឡាស៊ែរត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យនៃអារម្មណ៍ជាតិសរសៃក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ: បន្ទាត់តូចចង្អៀតទទឹងលំអៀងដោយប្រេកង់ដែលមានប្រេកង់ប្រេកង់ហាសិបពីរដងនិងឡាស៊ែរពណ៌ស។

1.1 តម្រូវការសម្រាប់ LinalWidth តូចចង្អៀតប្រភពពន្លឺឡាស៊ែរ

ប្រព័ន្ធបញ្ចេញជាតិសរសៃអុបទិកមិនអាចបំបែកចេញពីប្រភពឡកសឺរនោះទេដែលជារលកពន្លឺសញ្ញាឡាស៊ែរប្រភពនៃការរកឃើញប្រព័ន្ធឡាស៊ែរនិងប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងទៀតនៅលើចម្ងាយនៃការរាវរកភាពត្រឹមត្រូវការរកឃើញភាពត្រាប់តាមនិងលក្ខណៈសំលេងរំខានដើរតួយ៉ាងសំលេងរំខាន។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះជាមួយនឹងការវិវត្តនៃប្រព័ន្ធអុបទិកដែលមានគុណភាពខ្ពស់ខ្ពស់បំផុតការសិក្សានិងឧស្សាហកម្មបានដាក់ចេញនូវបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរនៃការរាវរកសរសៃឈាមក្នុងដែនប្រេកង់ដែលមានជាតិគ្របដណ្តប់ (រាប់ពាន់ម៉ែត្រ) ។ គុណសម្បត្តិនៃដំណោះស្រាយកម្រិតខ្ពស់ (គុណភាពបង្ហាញកម្រិតមិល្លីម៉ែត្រ) និងភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ (រហូតដល់ -100 DBM) បានក្លាយជាផ្នែកមួយនៃបច្ចេកវិទ្យាដែលមានកម្មវិធីពិសេសទូលំទូលាយក្នុងការចែកចាយរង្វាស់អុបទិកដែលបានចែកចាយនិងបច្ចេកវិទ្យាដែលមានសមត្ថភាព។ បច្ចេកវិទ្យាដ៏សំខាន់គឺត្រូវប្រើប្រភពពន្លឺនៃពន្លឺដែលអាចដំណើរការបានដើម្បីទទួលបានការលៃតម្រូវប្រេកង់អុបទិកដូច្នេះការសម្តែងរបស់ឡាស៊ែរកំណត់កត្តាសំខាន់ដូចជាជួររកឃើញភាពចាប់អារម្មណ៍ខ្ពស់និងគុណភាពបង្ហាញ។ នៅពេលដែលចម្ងាយនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងគឺនៅជិតប្រវែងនៃភាពជាប់ទាក់ទងនឹងប្រវែងអាំងតង់ស៊ីតេនៃសញ្ញានៃការវាយនឹងនឹងត្រូវបានអនុវត្តយ៉ាងខ្លាំងដោយមេគុណτ / τc។ សម្រាប់ប្រភពពន្លឺ Gaussian ជាមួយនឹងរូបរាងដ៏អស្ចារ្យមួយដើម្បីធានាថាប្រេកង់វាយលុកមានភាពមើលឃើញជាង 90 ភាគរយទំនាក់ទំនងរវាងប្រព័ន្ធពន្លឺដែលមានប្រវែង 80 គីឡូម៉ែត្រទទឹងរបស់ប្រភពពន្លឺគឺតិចជាង 100 ហឺត។ លើសពីនេះទៀតការអភិវឌ្ឍកម្មវិធីផ្សេងទៀតក៏បានដាក់ចេញនូវតម្រូវការខ្ពស់សម្រាប់ការចូលបន្ទាត់ប្រភពពន្លឺ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងប្រព័ន្ធអ៊ីដ្រូសូហ្វអុបទិកអុបទិកសរសៃឈាមវ៉ែនតានៃប្រភពពន្លឺកំណត់សំលេងរំខានរបស់ប្រព័ន្ធហើយក៏កំណត់សញ្ញាដែលអាចវាស់បានអប្បបរមានៃប្រព័ន្ធផងដែរ។ នៅក្នុងពន្លឺអុបទិកពេលវេលាអុបទិកប្រូលីន (BOTDR) ការវាស់ការវាស់វែងនៃសីតុណ្ហភាពនិងស្ត្រេសត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយ Lincididth នៃប្រភពពន្លឺ។ នៅក្នុងអុបទិកអុបទិកប្រវែងនៃរលកពន្លឺប្រវែងនៃពន្លឺពន្លឺអាចត្រូវបានបង្កើនដោយការកាត់បន្ថយទទឹងនៃប្រភពពន្លឺដោយកាត់បន្ថយទំហំខ្សែរបស់អ្នកឈ្នះនិងធានានូវភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងនៃខ្សែកាបអុបទិក។

1.2 តម្រូវការសម្រាប់ប្រភពឡាស៊ែរ

រលកស្ងាត់ជ្រងំឡាស៊ែរមានដំណើរការកំណត់រលកល្បឿនអាចបត់បែនបាន, អាចជំនួសអំពូលភ្លើងរលកថេរកាត់បន្ថយថ្លៃដើមនៃការសាងសង់ប្រព័ន្ធគឺជាផ្នែកមួយដែលមិនអាចខ្វះបាននៃប្រព័ន្ធអារម្មណ៍អុបទិក។ ឧទាហរណ៍ក្នុងការរកឃើញជាតិសរសៃហ្គាសដានប្រភេទឧស្ម័នផ្សេងៗគ្នាមានកំពូលស្រូបយកឧស្ម័នផ្សេងៗគ្នា។ In order to ensure the light absorption efficiency when the measurement gas is sufficient and achieve higher measurement sensitivity, it is necessary to align the wavelength of the transmission light source with the absorption peak of the gas molecule. ប្រភេទហ្គាសដែលអាចរកឃើញត្រូវបានកំណត់យ៉ាងសំខាន់ដោយរលកពន្លឺនៃប្រភពពន្លឺនៃពន្លឺ។ ដូច្នេះឡាស៊ែរ Linessid តូចចង្អៀតដែលមានភាពដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរតាមអ៊ីនធឺណិតមានស្ថេរភាពមានភាពបត់បែនខ្ពស់នៃការវាស់វែងនៅក្នុងប្រព័ន្ធអារម្មណ៍បែបនេះ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងប្រព័ន្ធអារម្មណ៍ដែលមានជាតិសរសៃអុបទិកដែលមានមូលដ្ឋានលើការឆ្លុះបញ្ចាំងពីការឆ្លុះបញ្ចាំងរបស់ប្រេកង់អុបទិកត្រូវការការរកឃើញយ៉ាងឆាប់រហ័សដើម្បីទទួលបានការផ្លាស់ប្តូរអុបទិកដែលមានតម្រូវការខ្ពស់ហើយល្បឿននៃឡាស៊ែរដែលអាចលៃតម្រូវបានជាធម្មតាត្រូវឈានដល់ម៉ោង 10 យប់ / μs។ លើសពីនេះទៀតរលកវ៉ែនតាចង្អៀតដែលអាចធ្វើទៅបានឡាស៊ែរក៏អាចត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងលីដា, ការវិភាគពីចម្ងាយឡាស៊ែរនិងការវិភាគដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់និងវាលដែលមានគុណភាពខ្ពស់។ ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការកែសំរួលការលៃតម្រូវភាពត្រឹមត្រូវនិងល្បឿនលៃតម្រូវរបស់ឡាស៊ែរដែលមានគោលដៅខ្ពស់ក្នុងការស្វែងរកសំលេងរំខានឡាស៊ែរដ៏តូចចង្អៀត ភាពញឹកញាប់និងថាមពលមានស្ថេរភាពខ្ពស់បំផុត។

1.3 តម្រូវការសម្រាប់ប្រភពពន្លឺឡាស៊ែរពណ៌ស

នៅក្នុងវិស័យនៃការយល់ដឹងអុបទិកឡាស៊ែរពន្លឺពណ៌សមានគុណភាពខ្ពស់គឺមានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃប្រព័ន្ធនេះ។ វិសាលភាពគ្របដណ្តប់វិសាលភាពនៃឡាស៊ែរពន្លឺពណ៌សដែលជាកម្មវិធីរបស់វាកាន់តែទូលំទូលាយនៅក្នុងប្រព័ន្ធអារម្មណ៍អុបទិកអុបទិក។ ឧទាហរណ៍នៅពេលប្រើជាតិសរសៃរបស់ Brograd Grating (FBG) ដើម្បីសាងសង់បណ្តាញឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា, ការវិភាគទស្សនីយភាពឬវិធីសាស្ត្រផ្គូរផ្គងដែលត្រូវគ្នានឹងតម្រងដែលត្រូវគ្នាអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការ demodulation ។ អតីតបានប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ចក្ខុវិស័យដើម្បីធ្វើតេស្ត៍ដោយផ្ទាល់នូវរលកពន្លឺអេហ្វអឹមអួននីមួយៗនៅក្នុងបណ្តាញ។ ក្រោយមកទៀតប្រើតម្រងឯកសារយោងដើម្បីតាមដាននិងក្រិតតាមប្រព័ន្ធ FBG ក្នុងអារម្មណ៍ដែលទាំងពីរនេះទាមទារប្រភពពន្លឺអ៊ីនធឺណិតដែលជាប្រភពពន្លឺសាកល្បងសម្រាប់ FBG ។ ដោយសារតែបណ្តាញចូលប្រើ FBG នីមួយៗនឹងមានការខាតបង់ជាក់លាក់មួយហើយមានកម្រិតបញ្ជូនជាង 0,1 អិមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេហ្វអេសអេសទាមទារប្រភពពន្លឺអ៊ីនធឺណិតដែលមានថាមពលខ្ពស់និងកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់។ ឧទាហរណ៍នៅពេលប្រើរយៈពេលប្រូតេអីនជាតិជាតិសរសៃ (LPFG) សម្រាប់ការយល់ដឹងពីកម្រិតបញ្ជូននៃកំពូលនៃការខាតបង់តែមួយគឺមានប្រភពពន្លឺដ៏ធំទូលាយដែលមានកម្រិតបញ្ជូនគ្រប់គ្រាន់និងមានវិសាលគមរាបស្មើដែលត្រូវការឱ្យមានលក្ខណៈត្រឹមត្រូវនៃលក្ខណៈកំពូលរបស់វាបានត្រឹមត្រូវ។ ជាពិសេសសូរស័ព្ទអេសអូអេសអេសអេសអេចអេសអេស (អេអាយអាយជី) ដែលត្រូវបានសាងសង់ដោយការប្រើប្រាស់បែបផែនសូរស័ព្ទអុបទិកអាចទទួលបានជួរនៃការលៃតម្រូវរលករលកអាកាសរហូតដល់ 1000 អិមដោយមធ្យោបាយនៃការលៃតម្រូវអគ្គិសនី។ ដូច្នេះការធ្វើតេស្តអាប់អួយ៉ាងខ្លាំងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងជួរលៃតម្រូវដ៏ធំមួយដែលបង្កឱ្យមានបញ្ហាប្រឈមយ៉ាងខ្លាំងចំពោះជួរនៃប្រភពពន្លឺដ៏ធំទូលាយ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ, លំអៀងជាតិសរសៃអណ្តាតភ្លើង, អាប់ដេតក៏ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យនៃអារម្មណ៍ជាតិសរសៃផងដែរ។ ដោយសារតែលក្ខណៈនៃការបាត់បង់ការខាតបង់ពហុកំពូលរបស់ខ្លួនជាយថាហេតុចែកចាយរលកអាចឈានដល់ 40 អិម។ យន្ដការយល់ដឹងរបស់វាច្រើនតែប្រៀបធៀបចលនាដែលទាក់ទងក្នុងចំណោមកំពូលនៃការឆ្លងជាច្រើនដូច្នេះវាចាំបាច់ត្រូវវាស់វិសាលគមបញ្ជូនរបស់ខ្លួនទាំងស្រុង។ កម្រិតបញ្ជូននិងថាមពលនៃប្រភពពន្លឺដ៏ធំទូលាយត្រូវបានតម្រូវឱ្យខ្ពស់ជាងនេះ។

2 ។ ស្ថានភាពស្រាវជ្រាវនៅផ្ទះនិងនៅបរទេស

2.1 ប្រភពពន្លឺឡាស៊ែរឡាស៊ែរតូចចង្អៀត

2.1.1 ការផ្លាស់ប្តូរឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកតូចចង្អៀតតូចចង្អៀត

នៅឆ្នាំ 2006 Clichie et al ។ កាត់បន្ថយជញ្ជីងអេឡិចត្រូនិចអេឡិចត្រូនិចdfb laser(ចែកចាយមតិប្រតិកម្ម) ដល់ KHZ SCALE ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តផ្តល់យោបល់ប្រព័ន្ធវិទ្យុ។ ក្នុងឆ្នាំ 2011 Kessler et al ។ ប្រើសីតុណ្ហាភាពទាបនិងស្ថេរភាពខ្ពស់បែហោងធ្មែញតែមួយរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងការត្រួតពិនិត្យមតិប្រតិកម្មសកម្មដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលឡាស៊ែរទំហំ 40 មេហ្គាហឺត។ ក្នុងឆ្នាំ 2013 Peng al ទទួលបានទិន្នផលឡាស៊ែរអេឡិចត្រូនិកដែលមាន LINEWIDTH 15 KHz ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តនៃការកែសំរួលមតិយោបល់របស់ Fabry-Perot ខាងក្រៅ។ វិធីសាស្រ្តប្រតិកម្មអគ្គិសនីជាចម្បងបានប្រើមតិយោបល់មានស្ថេរភាពប្រេកង់របស់ Hond-Truter The Truten activing ដើម្បីធ្វើឱ្យ Laser Linewidth នៃប្រភពពន្លឺត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ នៅឆ្នាំ 2010 Bernhardi et al ។ ផលិតបាន 1 សង្ទីម៉ែត្ររបស់អេហ្វអឹមអេសអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេមអេសអេសនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលឡាស៊ែរដែលមានទទឹងបន្ទាត់ប្រហែល 1,7 ក។ ក្នុងឆ្នាំដដែល Liang et al ។ បានប្រើមតិយោបល់ចាក់ថ្នាំថយក្រោយដោយខ្លួនឯងដែលបានបង្កើតឡើងដោយឧបករណ៍អេកូដែលមានរាងខ្ពស់សម្រាប់ការបង្ហាប់ទទឹងរបស់អេឡិចត្រូនិចដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ហើយចុងក្រោយទទួលបានលទ្ធផលឡាស៊ែរដែលមានទំហំតូចជាង 160 ហឺត។

រូបភាពទី 1 (ក) ដ្យាក្រាមនៃការបង្ហាប់ខ្សែក្រវ៉ាត់រាងឡិនស្កូតទ័រដោយផ្អែកលើការចាក់ថ្នាំ yneleigh ដែលកំពុងចាក់ថ្នាំ Ray Wallleigh Scattering នៃរបៀបថែទាំវិចិត្រសាលខ្សឹបខ្សែរូបភាព។
(ខ) វិសាលគមប្រេកង់នៃការរត់អេឡិចត្រូនិចអេឡិចត្រូនិចអេឡិចត្រូនិចដែលមានខ្សែភ្លើង 8 មេហ្គាហឺត។
(គ) វិសាលគមប្រេកង់នៃឡាស៊ែរដែលមានខ្សែភ្លើងដែលបានបង្រួមដល់ 160 ហឺត
2.1.2 ឡាស៊ែរ Lasewidth សរសៃតូចចង្អៀត

សម្រាប់ឡាស៊ែរដែលមានជាតិសរសៃលីនេអ៊ែរ, ទិន្នផលឡាស៊ែរតូចចង្អៀតនៃរបៀបបណ្តោយតែមួយត្រូវបានទទួលដោយបន្ថយប្រវែងនៃអ្នកអត្រានុកូលដ្ឋាននិងបង្កើនចន្លោះពេលនៃរបៀបបណ្តោយ។ នៅឆ្នាំ 2004 Spiegelberg et al ។ ទទួលបានរបៀបបណ្តោយមួយរយៈពេលដ៏ខ្លីមួយដែលតូចចង្អៀត Lingididth leaser ដែលមានខ្សែភ្លើង 2 kHz ដោយប្រើវិធីបែសរាមខ្លីរបស់ DBR ។ នៅឆ្នាំ 2007 សេន et al ។ បានប្រើជាតិសរសៃស៊ីលីខនដែលមានទំហំ 2 សង្ទីម៉ែត្រដើម្បីសរសេរ FBG នៅលើជាតិសរសៃរូបថតដែលមានលក្ខណៈចម្រុះដែលមានជាតិសរសៃប៊ីអេចជីនិងលាយវាដោយមានជាតិសរសៃសកម្មដើម្បីបង្កើតជាបណ្តាញទិន្នផលឡាស៊ែររបស់វាមានទទឹងផ្លាកសញ្ញាដែលមានទទឹងតិចជាង 1 kHz ។ ក្នុងឆ្នាំ 2010 លោក Yang et al ។ បានប្រើបណ្តាញលីនេអ៊ែរខ្លី 2 ស។ ម នៅឆ្នាំ 2014 ក្រុមនេះប្រើបែហោងធ្មែញលីនេអ៊ែរខ្លី (អ្នកតំរឹមក្រវ៉ាត់រាងនិម្មិត) រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយតម្រង FBG-FP ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលឡាស៊ែរដែលមានទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀតដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ។ បានប្រើរចនាសម្ព័ន្ធបែហោងធ្មែញខ្លីទំហំ 1,4 ស។ មដើម្បីទទួលបានទិន្នផលឡាស៊ែរដែលមានប្រភពខ្ពស់ដែលមានថាមពលធំជាង 114 ម។ ម ក្នុងឆ្នាំ 2013 ម៉េង et al ។ ការខ្ចាត់ខ្ចាយខ្ចាត់ខ្ចាយប្រដាប់ប្រដារប្រដាប់ប្រដារប្រដាប់ប្រដារប្រដាប់ប្រដារប្រដាប់ប្រដារប្រដាប់ប្រដារបែបប្រវែងយ៉ាងខ្លីជាមួយនឹងប្រហោងក្រវ៉ាត់ខ្លីនៃការថែរក្សាឧបករណ៍ពេញលេញដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលឡាស៊ែរសំលេងឡាស៊ែរទាបជាមួយនឹងថាមពលដែលមានទំហំ 10 មេហ្គាវ៉ាត់។ នៅឆ្នាំ 2015 ក្រុមនេះបានប្រើបែហោងធ្មែញរោទិ៍ដែលផ្សំឡើងដោយជាតិសរសៃអេមអេម 45 ស។ ម។

រូបភាពទី 2 (ក) គំនូរគ្រោងការណ៍របស់ឡាស៊ែរឡាស៊ែរ SLC;
(ខ) lineshape នៃសញ្ញា hereodydoDodyn បានវាស់វែងជាមួយនឹងការពន្យាពេល 97,6 គីឡូម៉ែត្រពន្យាពេល