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。     

应用于舷侧阵的分布反馈式光纤激光水听器研究

为减小分布反馈式(DFB)光纤激光器在水声探测时的扰动,设计了一种双膜片式封装结构的光纤激光水听器。该结构通过膜片增大声压作用面积,并转化为激光器的轴向应变以实现增敏。利用有限元软件ANSYS对该结构进行了仿真分析,加工制作了双膜片式结构封装的DFB光纤激光水听器原型样品,并对其进行了水声实验研究。实验测得,研制的双膜片端面增敏结构的DFB光纤激光水听器在2.5~10kHz的平均声压灵敏度为-136.9dB,波动幅度不高于±0.5dB,水听器的工作频带向高频得到了有效拓宽,使其能很好地满足舷侧阵的工程化应用要求。     

高灵敏度加速度抵消型分布反馈有源光纤光栅水听器研究

研究了高灵敏度抗加速度型分布反馈(DFB)有源光纤光栅水听器。采用λ/4相移型掺铒光纤光栅构成DFB激光器,输出窄线宽激光,利用弹性膜片增敏方法封装有源光纤布拉格光栅,构成了高灵敏度有源光纤光栅水听器,并以两边对称的弹性膜片构成封装结构来抵消轴向加速度干扰,提高水听器在运动情况下的检测能力,并通过对结构的优化大大提高了光纤光栅水听器的耐静水压能力。研究结果表明水听器在100～1000Hz频率范围内声-相位灵敏度达到-132.7±0.7dB(0dB=1rad/μPa),加速度灵敏度可做到-20dB(0dB=1rad/g)以下,耐静水压可达2MPa。     

应用于拖曳线列阵的分布反馈式光纤激光水听器

为了进一步拓宽端面拉伸增敏的分布反馈式(DFB)光纤激光水听器的工作频带,研制了一种外径为13mm的聚氨酯端面拉伸式增敏结构的DFB光纤激光水听器,建立了其声压灵敏度与聚氨酯材料参数的理论模型,仿真分析了水听器的动态特性与聚氨酯材料参数的关系,并制备了参数经过优化后的双组分聚氨酯材料,制作了水听器原型样品并进行了水声实验研究。实验测得,研制的聚氨酯端面拉伸式增敏结构的DFB光纤激光水听器在10~20000Hz的宽频带内获得了(-137.60±2)dB的声压灵敏度,表明聚氨酯端面增敏式封装有效地拓宽了水听器的工作频带,很好地满足拖曳线列阵的工程化应用要求。     

膜片封装下光纤激光水听器的低频动态响应

为了探究膜片封装光纤激光水听器中光纤激光器产生弯曲振动的机理,首先基于梁的横向振动理论建立了光纤激光器弯曲振动模型,之后根据实际的封装结构进行了有限元仿真,分析了光纤激光器的固有频率与光纤激光水听器频响之间的定量关系,最后批量封装了光纤激光水听器,进行实验验证。仿真及实验结果表明:光纤激光器两端采用一体化硬固定方式易使光纤激光器发生弯曲振动;当光纤激光器的一阶固有频率落在工作频段内时,在谐振峰附近,光纤激光器的中心波长发生非均匀漂移,此时在远离谐振峰的频段内,水听器频响的平均值约为-135 d B,谐振峰值约为-125 d B。本研究为光纤激光水听器封装工艺的后续改进提供了参考。     

封装对超细型DFB光纤激光水听器性能的影响(特邀)

对超细型DFB光纤激光水听器探头封装进行了研究。通过有限元方法建立了封装结构理论模型,探讨了影响超细型光纤激光水听器频率响应与灵敏度起伏之间的因素,在灵敏度、频响一致性等指标间找到了平衡点。最后,制作了光纤激光水听器,直径6 mm,长度55 mm,灵敏度-130 dB,100 Hz~2 kHz灵敏度响应起伏4 dB,通过测试验证了理论分析和仿真的符合性。     

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。     

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。     

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．     

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。     

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.     

分布反馈光纤激光器应用技术研究进展

近年来,随着相干探测技术的飞速发展,单频激光器获得了极大的关注。其中,分布反馈光纤激光器同时具有本征单纵模和高度环境敏感的振弦结构的特点,在低噪声单频光源和光纤激光传感技术领域都有着重要的应用价值。以应用需求作为引领,对分布反馈光纤激光器在窄线宽光源和光纤激光传感器技术中的相关研究应用进行了综述,按照应用中对分布反馈光纤激光器的频响特性要求的不同,归纳总结了相关技术的研究进展,并对比了不同分布反馈光纤激光器频响处理手段的适用性,最后对分布反馈光纤激光器未来的应用前景进行了展望。     

高能光纤激光器光束合成技术

高能光纤激光器光束合成技术是近年来高能激光器尤其是定向能源应用中的研究热点,可突破单根单模光纤激光的输出功率限制,为高功率高光束质量的激光武器应用奠定了理论基础。介绍了光纤激光非相干合成和相干合成的国内外研究现状,给出了非相干合成技术中光束重叠和光谱合成的基本合成原理,重点介绍了国内外多家研究机构光谱合成近年来所达到的技术水平;介绍了国内外相干合成技术的最新研究进展,对相干合成等效大口径激光阵列输出中几种不同的透射式相干合成阵列输出和反射式相干合成阵列输出的关键合成装置,以及相干合成单一孔径输出中的核心光学元件进行详细分析。最后简要对比了高能光纤激光器光束相干合成技术和非相干合成技术的优缺点和应用范围。     

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     

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。     

DFB光纤激光水听器预应力理论与实验研究

为了研究预应力对分布反馈式(DFB)光纤激光水听器水声探测性能的影响,建立了双膜片结构DFB光纤激光水听器声压灵敏度与预应力关系的理论模型,运用有限元软件ANSYS仿真分析了水听器动态性能与预应力的关系,加工制作了不同预应力作用下的DFB光纤激光水听器原型样品,并在消声水池对其进行了实验研究。实验结果表明,随着预应力的增加,DFB光纤激光水听器的频率响应趋向平坦,当预应力引起的水听器出光波长变化量增大到400 pm时,水听器在2.5~10 k Hz频率范围内的声压灵敏度为136.8 d B±0.3 d B,而预应力继续增大时,水听器的频率响应曲线变化非常小,这与理论分析和仿真结果都吻合较好。     

光纤激光阵列锁相和孔径装填技术研究进展

介绍了几种典型的激光阵列锁相和孔径装填技术,重点综述了国内外光纤激光阵列锁相和孔径装填技术的研究进展,最后对高功率高光束质量激光光源的应用和发展前景进行了展望.     

分布反馈光纤激光水听器相位一致性的测试方法

在传统压电水听器相位一致性测试的基础上提出了分布反馈(DFB)光纤激光水听器相位一致性的测试方法,并搭建了测试系统.采用偏振无关的非平衡迈克尔逊干涉仪和归一化的相位载波(PGC)解调方案,解调出光纤激光水听器感受的水声信号,并与参考压电水听器作对比,使用高精度相位检测器将两信号转化为相位差信号:重复测量第二支光纤激光水...