基于光注入半导体激光器的管道泄漏检测系统
摘要
为了提高基于非线性动力学的分布式光纤传感系统的光纤利用率，提出一种基于光注入半导体激光器的直线式管道泄漏检测与定位系统。管道泄漏会引起传感光纤中光的相位变化，可通过半导体激光器的光注入锁定效应完成光相位调制-强度调制转换。传感光纤中正反向传输光的相位同时发生变化，但到达半导体激光器的时间不同，输出信号的波形会变化两次，由两次波形变化的时间差定位泄漏。通过数值仿真，对比不同动力学状态下的检测效果，确定注入锁定状态为系统的工作状态。借助经验小波变换去噪方法，在长为4085.9 m的传感光纤上获得7~10 m的平均定位误差，与去噪前相比，定位误差的精度提升约90%，标准偏差为4.0~6.5 m。实验结果表明，系统的定位结果准确、可靠性高。系统仅利用单根光纤进行传感，且整根光纤都能用于传感。该系统的结构简单高效，无需相位解调，且信号处理简单，实时性好。
引用本文（GB/T 7714）
方捻 Fang Nian, 吴祖祎 Wu Zuyi. 基于光注入半导体激光器的管道泄漏检测系统[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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