光纤水听器原理探究.pdf

"光纤水听器原理探究" 光纤水听器是一种基于光纤和光电子技术的新型水声传感器，主要用于水下目标的探测、定位和识别。随着现代战争环境的日趋复杂化，为适应水声学应用特别是水下反潜战的需要，光纤水听器作为一种重要的光纤压力传感器，应运而生。 光纤水听器的信号传感和传输皆基于光纤技术，具有体积小、重量轻、灵敏度高、频带响应宽、抗电磁干扰、耐恶劣环境、结构轻巧、易于遥测和构成大规模阵列等特点。光纤水听器可以分为两大类型：调制型光纤水听器和混合型光纤水听器。 调制型光纤水听器利用光纤作为感应元件，通过调制光纤中的光束实现水下信号的检测。有两种类型：强度调制型和相位调制型。强度调制型光纤水听器主要有微弯型、受抑全内反射型和网络型三种。相位调制型光纤水听器是根据Mach-Zehnder 干涉仪原理制成的，因而不仅灵敏度高，而且动态范围大。 混合型光纤水听器采用反射镜、光栅、光纤等器件作为感应元件。干涉型光纤水听器原理基于光学干涉仪的原理构造的。有四种类型：基于Michelson干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪、Fabry-Perot干涉仪和Sagnac干涉仪。 强度型光纤水听器基于光纤中传输光强被声波调制的原理。研究开发较早，主要调制形式有光纤微弯式、光纤绞合式、受抑全内反射式及光栅式等。微弯光纤水听器是根据光纤微弯损耗导致光功率变化的原理而制成的光纤水听器。 光纤光栅水听器原理基于光栅的谐振耦合波长随外界参量变化而移动。目前光纤光栅水听器一般基于光纤布拉格(Bragg)光栅构造。当带光源的输出光波经过一个光纤布拉格光栅时，根据模式耦合理论可知，波长满足布拉格条件的光波将被反射回来，其余波长的光波则透射。 光纤水听器的应用十分广泛，由光纤水听器构成的声纳系统是现代海军反潜作战及水下兵器试验的先进探测手段，光纤水听器也可以应用于海洋石油、天然气勘探，还可以应用于水声物理研究以及海洋渔业等领域。高频光纤水听器则可以用来测量水中超声场，用于医学测量。特别是在军事上的应用不断得到拓展，由光纤水听器构成的声纳系统可以应用于岸基警戒系统，也可以应用于水下目标探测等领域。 光纤水听器是一种新型的水声传感器，具有高灵敏度、抗电磁干扰、耐恶劣环境等特点，广泛应用于水声物理研究、海洋石油勘探、医学测量等领域，同时也可以应用于军事上的各种领域。