光纤水听器及阵列的发展概况

本文简要介绍各国光纤水听器的发展，对各种光纤水听器的归一化灵敏度作了比较，给出了一些干涉型光纤水听器的多路复用阵列及其性能。最后介绍了水听器阵列的试验情况。     

全保偏光纤水听器阵列

报道了全保偏光纤水听器阵列的研究结果。在详细介绍全保偏光纤水听器基元结构和工作原理基础上 ,描述了四基元阵列结构和性能 ,给出了光纤水听器基元相对接收灵敏度的频率响应和阵列指向性的测量结果     

光纤水听器的军事应用

本文简要叙述了光纤水听器在军事中的应用和发展现状,对光纤水听器阵列、光纤布格光栅水听器的发展现状也作了简要介绍。     

光开关选通的光纤激光水听器时分复用阵列

为了降低传感器系统的成本及体积,利用光纤激光传感单元的特性,采用光开关选通的光纤激光水听器时分复用技术,构建了实用的基于光开关的4元光纤激光水听器时分阵列。进行了理论分析和实验验证,分析了使用光开关选通的光纤激光水听器时分复用阵列方案的选通脉宽和损耗,指出了各通道光脉冲对干涉信号的采样率的限制因素。结果表明,光开关选通的光纤激光水听器时分阵列可以很好地完成复用信号的采集和复用,实验中4元时分复用水听器相邻通道的串扰为-17dB。     

光纤水听器阵列复用技术研究

光纤水听器由实验室研究走向应用,系统阵列规模越来越大,多路复用技术已经成为当前光纤水听器研究的主要技术瓶颈.阐述了光纤水听器多路复用的各种技术方案,分析了它们的特点,并给出了各种方案实现的光纤网络图,指出了该技术当前的主要特点及发展趋势.     

光纤激光水听器阵列实验研究

构建了基于分布反馈式(DFB)光纤激光器的光纤激光水听器阵列,4元DFB光纤激光器通过同一个980nm激光器同线泵浦,阵列发出的1550nm左右的复合激光通过解波分复用(BWDM)分离至独立的通道,实验结果表明,4元光纤激光水听器探测的水声信号能被无失真的解调,阵列各通道间串扰小于-60dB。     

光纤水听器阵列的多路复用技术

光纤水听器作为目前水下声场探测灵敏度最高的器件,所具有的优异性能,使其成为未来新型声纳装置的最佳选择。采用多路复用技术的分布式阵列则是光纤水听器应用研究的发展方向。文章介绍了目前国外光纤水听器阵列多路复用技术的研究状况,而且对几种常用多路复用技术的工作原理分别作了分析。     

分布反馈式光纤激光水听器探头封装及应用研究进展

分布反馈式光纤激光器水听器体积小、灵敏度高，便于复用成阵和布放回收，成为光纤水听器领域重要的一种技术路径。本文对分布反馈式光纤激光水听器国内外研究的探头封装结构及应用进行了综述，根据封装结构的特点，重点介绍了弯曲梁式、侧面压迫式、轴向拉压式三种主要的封装结构及其阵列应用。对国内外主要研究机构的研究指标进行分析，对比了分布反馈式光纤激光水听器不同封装结构的优缺点，并对分布反馈式光纤激光水听器阵列后续的技术发展进行了展望。     

利用光开关实现的光纤水听器时分复用网络

针对光纤水听器阵列的具体情况,提出了一种以TI的F206型DSP为控制和数据采集中心,利用1×4光开关来实现4路光纤水听器时分复用的方案.采用该方案提高了光功率的利用率,简化了系统结构.     

光纤拉曼放大在远程光纤水听器阵列应用中关键技术的研究进展

光纤拉曼放大器(FRA)因其特有的在线、宽带、低噪声等特点在光纤通信系统中占有越来越重要的地位,但是在光纤传感中应用的研究和报道却很少。光纤水听器(FOH)作为典型的光纤传感系统,是水下探测目标的重要工具,其中的在线光放大技术一直是国内外研究的重点。在简要介绍了光纤拉曼放大器的基本原理和现有的远程大规模光纤水听器阵列光放大技术的基础上,对光纤拉曼放大器作为远程光纤水听器阵列的在线放大器时的几个关键技术进行了分析。     

利用光形状实现的光纤水听器时分复用网络

针对光纤水听器阵列的具体情况,提出了一种以TI的F206型DSP为控制和数据采集中心,利用1×4光开关来实现4路光纤水听器时分复用的方案。采用该方案提高了光功率的利用率,简化了系统结构。     

带温度补偿的新型光纤布拉格光栅水听器

本文研究了一种新的带有温度补偿功能的光纤布拉格光栅水听器封装.这种水听器的传感机制在于将水下声压信号转换为圆形薄板的轴向弹性振动,通过弹光效应实现光纤光栅中心波长的瞬时改变,从而对经过光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的反射光信号实现幅度调制.对2.5～12 kHz水声频率范围进行了实验测...     

基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器

拖曳声纳阵列要求水听器在进行变速运动时不影响对水声压力信号的正常探测,这就要求水听器具有很高的抗加速度能力.为此介绍一种利用光纤光栅设计制造的对加速度不敏感而对水声压力信号具有高灵敏度的光纤水听器的实验研究结果.研制的光纤水听器声压灵敏度约为-140 dBrad/μPa,在25～6 300 Hz频率范围内具有平坦的声压...     

相位敏感OTDR和布里渊OTDR结合的双参量分布式光纤传感的研究

在分布式光纤传感及应用中,单一传感系统一般只能实现一种参量的监测,如相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)只能监测光纤沿线的振动信息,布里渊光时域反射计(BOTDR)仅能监测应变/温度信息。对于多参量监测的应用场合,必须通过配合多种技术和系统来实现多参量监测和分析,增加监测成本和复杂性。设计并搭建了一种集成Φ-OTDR和BOTDR的双参量分布式光纤传感系统。该系统通过同时测量光纤中的瑞利散射和布里渊散射信号,在一根传感光纤中实现了温度/应变和振动的双参量检测。经过试验测试和验证,其测量距离达50 km以上,空间分辨率可达20 m,温度测量精度为±3℃,频率测量精度±0.15 Hz以上。     

8路光纤水听器高速时分复用系统设计

当前,光纤水听器阵列的多路复用技术已成为研究的重要课题之一,而时分复用(TDM)技术被认为是最简单有效的方案。本文详细介绍了8路光纤水听器高速时分复用系统的设计过程。分析比较了梯形式及平行式两种光路结构的优缺点,并得出最佳光路方案。选择TI公司生产的TMS320F206芯片作为系统控制核心,采用AD公司新出的采样频率达1 M的16位AD7677作为A/D转换器,设计出8路光纤水听器高速时分复用系统,测试结果表明系统通道间串扰在-30 dB左右。对水听器阵列时分复用技术的发展具有相当的参考价值和借鉴意义。     

光纤水听器阵列TDM信号处理算法研究

介绍一种用于光纤水听器阵列的时分复用（TDM）及解复用信号处理系统,该系统基于PC机,设计开发方便、使用灵活。采用Labview编写的信号处理软件可实现8单元水听器阵列的时分复用及解复用。     

用于光纤水听器降噪的自适应滤波器

分析了自适应滤波器的原理和算法流程,在Labview软件中采用自适应滤波中的噪声抵消方法对实验中的光纤水听器阵列内的单元数据进行了处理,结果表明在静态目标检测中,可以在不降低信号强度的情况下,将整体噪声水平降低10dB,从而可以得到清晰的阵列波束图;在对拖曳噪声数据的处理中,噪声也得到了明显的抑制。因此,将自适应滤波器用于光纤水听器传感信号的后处理有一定的应用价值。     

8路光纤水听器高速时分复用系统设计

当前，光纤水听器阵列的多路复用技术已成为研究的重要课题之一，而时分复用(TDM)技术被认为是最简单有效的方案．本文详细介绍了8路光纤水听器高速时分复用系统的设计过程．分析比较了梯形式及平行式两种光路结构的优缺点，并得出最佳光路方案．选择TI公司生产的TMS320F206芯片作为系统控制核心，采用AD公司新出的采样频率达1M的16位AD7677作为A／D转换器，设计出8路光纤水听器高速时分复用系统，测试结果表明系统通道间串扰在-30dB左右．对水听器阵列时分复用技术的发展具有相当的参考价值和借鉴意义．     

二次涂覆增敏型弱反射光纤布拉格光栅水听器

提出一种二次涂覆增敏型弱反射光纤布拉格光栅(WFBG)水听器。把二次涂覆WFBG水听器看作三层复合材料构成的圆柱,采用待定系数法描述三层区域应力、应变、径向位移,根据径向位移、径向应力、轴向应力边界条件求得待定系数,获得光纤应变受声压影响的规律,进而得到光脉冲在光纤中的相位变化。制备直径为0.4 mm的高密度聚乙烯涂覆WFBG水听器,采用振动液柱法测试5,7.5,10 Hz频率下水听器的相位-声压灵敏度,与裸WFBG阵列比较,水听器增敏效果达40 dB。理论和实验结果表明,三层复合材料应力模型为WFBG阵列二次涂覆增敏提供了理论支撑,制备的WFBG水听器尺寸细、灵敏度高,有望构建细尺寸、大孔径、强增益的WFBG水听器拖线阵。     

芯轴型光纤水听器灵敏度的优化设计

声压相移灵敏度是光纤水听器的重要指标之一,提高灵敏度是光纤水听器设计的基本原则.应用正交设计方法对光纤水听器声压灵敏度指标进行优化设计,提出了一种带空气腔芯轴型光纤水听器的三维声压相移灵敏度理论模型,对其灵敏度特性进行了研究.根据提出的结构,制作了探头.通过试验测试,理论模型符合实际测试结果,并且通过极差分析方法得到各种因素对于光纤水听器灵敏度的影响程度,进而得到了优化设计方案.