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光纤水听器的作用于特点

作者: RESON水听器     来源: www.resons.cn     日期:2020-11-4 12:00:03人气:326
        光纤水听器是利用光纤技术探测水下声波的器件,它与传统的压电水听器相比,具有极高的灵敏度、足够大的动态范围、本质的抗电磁干扰能力、无阻抗匹配要求、系统“湿端”质量轻和结构的任意性等优势,因此,足以应付来自潜艇静噪技术不断提高的挑战,适应了各发达国家反潜战略的要求,被视为国防技术重点开发项目之一 。
工作原理:
        光纤水听器按原理可分为干涉型、强度型、光栅型等。干涉型光纤水听器关键技术己经逐步发展成熟,在部分领域己经形成产品,而光纤光栅水听器则是当前光纤水听器研究的热点。
        光纤光栅水听器是以光栅的谐振祸合波长随外界参量变化而移动为原理。光纤光栅水听器一般基于光纤布拉格(Bragg)光栅构造,如图1所示。
当宽带光源(BBS)的输出光波经过一个光纤布拉格光栅(CFBG)时,根据模式耦合理论可知,波长满足布拉格条件:

       光波将被反射回来,其余波长的光波则透射。式中 为FBG的谐振耦合波长,也即中心反射波长, 为纤芯有效折射率,n为光栅栅距。当传感光栅周围的应力随水中声压变化时,将导致 或n的变化,从而产生传感光栅相应的中心反射波长偏移,偏移量由

确定,这样就实现了水声声压对反射信号光的波长调制。所以,通过实时检测中心反射波长偏移情况,再根据各参数与声压之间的线性关系,即可获得声压变化的信息。
特点:
(1)低噪声特性。光纤水听器采用光学原理构成,灵敏度高,由于其自噪声低的特性决定了其可检测的最小信号比传统压电水听器要高2-3个数量级,这使弱信号探测成为可能.
(2)动态范围大。压电水听器的动态范围一般在80-90dB,而光纤水听器的动态范围可以到120-140dB。
(3)抗电磁干扰与信号串扰能力强。全光光纤水听器信号传感与传输均以光为载体,几百兆赫以下的电磁干扰影响非常小,各通道信号串扰也十分小。
(4)适于远距离传输与组阵。光纤传输损耗小,适于远距离传输.光纤水听器采用频分、波分及时分等技术进行多路复用,适于水下阵列的大规模组阵。
(5)信号传感与传输一体化,提高系统可靠性。激光由光源发出,经光纤传输至光纤水听器,并在拾取声信号后再经光纤传回到岸上或船上的信号处理设备,水下无电子设备。另外,光纤对水密性要求低,耐高温、抗腐蚀,这些都将大大提高系统的可靠性.
(6)工程应用条件降低。采用全光光纤水听器的声纳系统,探测缆及传输缆皆为光缆,重量轻体积小,系统容易收放,使过去无法实现的方案成为可能,特别对拖曳阵列,由于工程应用条件的降低而使许多问题简单化。
下一个: 光纤水听器在军事领域的应用十分重要

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