本发明专利技术公开了一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构，涉及光纤传感技术领域，其包括光源，还包括2X2耦合器、探测器、传感光纤、参考光纤、第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一光纤反射镜、第二光纤反射镜；光源通过第一连接光纤与2X2耦合器的一输入端连接，用于发出连续激光信号；探测器通过第二连接光纤与2X2耦合器的另一输入端连接，探测干涉光强的变化；传感光纤用于感测水声信号，该传感光纤的一端通过第三连接光纤与2X2耦合器的一输出端连接，传感光纤的另一端依次与第一光纤光栅、第一光纤反射镜连接；参考光纤的一端与2X2耦合器的另一输出端连接，参考光纤的另一端依次与第二光纤光栅、第二光纤反射镜连接。
【技术实现步骤摘要】
一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构
本专利技术涉及光纤传感
，具体来讲是一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构。
技术介绍
众所周知,电磁波和光波能在空间有效地传播,是空中信息传递的有效载体。但它们在水中的传播损耗比声波约大3个数量级,因而不能成为水中远距离信息传递的有效形式。迄今为止，声波仍然是能在海洋中远距离传输信息的最有效的载体。随着各种先进技术在潜艇制造工艺中的应用,现代潜艇在水下运行时噪不断降低,这给反潜作战带来巨大的挑战。目前大量装备的传统压电型水听器灵敏度已不能满足水声探测的实战需要,光纤水听器应运而生。相对于传统的压电型水听器具有灵敏度高,频响特性好，抗电磁干扰，重量轻和造价低等特点，可以满足当前形势下对水听器的要求。光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器。其在各种声纳应用中的巨大潜能已经被广泛的认知，在近几年内，光纤水听器的研究取得了长足的进展，光纤水听器具有声压灵敏度高，重量轻，体积小，抗电磁干扰能力强等诸多优点，其中高灵敏度具体表现为，它的最小可检测信号比传统的水听器要高2～3个数量级。据查清华大学殷锴，周宏朴等人提出了一种“芯轴型光纤水听器灵敏度的优化设计”。光纤水听器探头为迈克耳孙干涉仪形式。光源发出的激光通过3dB耦合器进入迈克耳孙干涉仪的两个臂。其中敏感臂感受声压作用,参考臂与声压隔离,两臂中的激光通过反射镜反射后再次进入耦合器,在此两光束叠加并发生干涉,干涉光通过光电转换后解调,由此就得到所需的声压信号。面应变的状态。声压作用于弹性筒使弹性筒径向尺寸发生变化,进而带动敏感光纤长度发生变化,将声压信号转换为相位信号进行测量。带空气腔芯轴型光纤水听器的基本结构。参考光纤缠绕在芯轴上，敏感光纤缠绕在薄壁弹性筒上以感受声压,芯轴与弹性筒之间是空气以提高灵敏度，并且使参考光纤与声压隔离。在低频声波情况下，也就是声波波长大于或者与光纤水听器的有效尺寸相当时，弹性筒可以被认为处于一种平面应变的状态。声压作用于弹性筒使弹性筒径向尺寸发生变化，进而带动敏感光纤长度发生变化，将声压信号转换为相位信号进行测量。同时，北京航天控制仪器研究所何哲玺等人所提出了一种新型光纤水听器探头结构。这种光纤探头包括外壳，聚脲复合材料，铠装光缆，压板接头，过度连接套，凯夫拉绳，声传感器等。外壳是声传感器的耐压封装，兼顾了探头的耐压性与透声性。聚脲复合材料是水密封装材料，具有优异的憎水性及透声性。多探头组成阵列时的连接封装采用铠装光缆，保护探头间的光纤，具备良好的水密特性与力学性能，声传感器的两端通过压板接头与铠装光缆连接，压板接头的外部套有过渡连接套进行密封，连接套上有若干固定孔，用于固定凯夫拉绳，提高组阵探测缆的抗拉强度。这一结构与之前的结构相比具有可靠性高，水密性好，深水耐压能力强，易实现工程化与批量化装配。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构，结构敏感度高，声纹分辨率号，适合大噪声背景下水声探测。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构，包括光源，还包括2X2耦合器、探测器、传感光纤、参考光纤、第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一光纤反射镜、第二光纤反射镜；所述光源通过第一连接光纤与2X2耦合器的一输入端连接，用于发出连续激光信号；所述探测器通过第二连接光纤与2X2耦合器的另一输入端连接，探测干涉光强的变化；所述传感光纤用于感测水声信号，该传感光纤的一端通过第三连接光纤与2X2耦合器的一输出端连接，传感光纤的另一端依次与第一光纤光栅、第一光纤反射镜连接；所述参考光纤的一端与2X2耦合器的另一输出端连接，参考光纤的另一端依次与第二光纤光栅、第二光纤反射镜连接。在上述技术方案的基础上，所述光源为窄线宽激光器。在上述技术方案的基础上，第一光纤光栅和第二光纤光栅采用同一波段的光纤光栅。在上述技术方案的基础上，所述第一连接光纤、第二连接光纤、第三连接光纤、参考光纤均为单模光纤。本专利技术的有益效果在于：本专利设计了一种新型的光纤水听器光路结构，新型光路结合迈克尔逊干涉仪和反射型光纤传感器，使水声信号对光纤的作用有很大的增强效应，光纤光栅2次反射增强了水声探测的灵敏度，使它的灵敏度和对声波的还原度比现有的探头更高，并且重量更轻，响应的带宽,动态范围更大，工艺要求简单、易于实现一致性。附图说明图1为本专利技术实施例中新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构的结构示意图。附图标记：1-光源；2-第一连接光纤；3-2X2耦合器；4-第二连接光纤；5-探测器；6-参考光纤；7-第二光纤光栅；8-第二光纤反射镜；9-第一光纤反射镜；10-第一光纤光栅；11-传感光纤；12-水声信号；13-第三连接光纤。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本专利技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本专利技术的具体保护范围。此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本专利技术描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下面结合说明书的附图，通过对本专利技术的具体实施方式作进一步的描述，使本专利技术的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参见图1所示，本专利技术实施例提供了一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构，包括光源1，还包括2X2耦合器3、探测器5、传感光纤11、参考光纤6、第一光纤光栅10、第二光纤光栅7、第一光纤反射镜9、第二光纤反射镜8；光源1通过第一连接光纤2与2X2耦合器3的一输入端连接，用于发出连续激光信号；探测器5通过第二连接光纤4与2X2耦合器3的另一输入端连接，探测干涉光强的变化；传感光纤11用于感测水声信号12，水声信号12会使传感光纤11产生拉伸和压缩变形，该传感光纤11的一端通过第三连接光纤13与2X2耦合器3的一输出端连接，传感光纤11的另一端依次与第一光纤光栅10、第一光纤反射镜9连接；参考光纤6的一端与2X2耦合器3的另一输出端连接，参考光纤6的另一端依次与第二光纤光栅7、第二光纤反射镜8连接。水声信号12不会作用参考光纤6，参考光纤6长度相对稳定。具体的，光源1为窄线宽激光器。具体的，第一光纤光栅10和第二光纤光栅7采用同一波段的光纤光栅。具体的，第一连接光纤2、第二连接光纤4、第三连接光纤13、参考光纤6均本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构，包括光源(1)，其特征在于：还包括2X2耦合器(3)、探测器(5)、传感光纤(11)、参考光纤(6)、第一光纤光栅(10)、第二光纤光栅(7)、第一光纤反射镜(9)、第二光纤反射镜(8)；所述光源(1)通过第一连接光纤(2)与2X2耦合器(3)的一输入端连接，用于发出连续激光信号；所述探测器(5)通过第二连接光纤(4)与2X2耦合器(3)的另一输入端连接，探测干涉光强的变化；所述传感光纤(11)用于感测水声信号(12)，该传感光纤(11)的一端通过第三连接光纤(13)与2X2耦合器(3)的一输出端连接，传感光纤(11)的另一端依次与第一光纤光栅(10)、第一光纤反射镜(9)连接；所述参考光纤(6)的一端与2X2耦合器(3)的另一输出端连接，参考光纤(6)的另一端依次与第二光纤光栅(7)、第二光纤反射镜(8)连接。
【技术特征摘要】
1.一种新型光纤光栅迈克尔逊干涉仪光纤水听器光路结构，包括光源(1)，其特征在于：还包括2X2耦合器(3)、探测器(5)、传感光纤(11)、参考光纤(6)、第一光纤光栅(10)、第二光纤光栅(7)、第一光纤反射镜(9)、第二光纤反射镜(8)；所述光源(1)通过第一连接光纤(2)与2X2耦合器(3)的一输入端连接，用于发出连续激光信号；所述探测器(5)通过第二连接光纤(4)与2X2耦合器(3)的另一输入端连接，探测干涉光强的变化；所述传感光纤(11)用于感测水声信号(12)，该传感光纤(11)的一端通过第三连接光纤(13)与2X2耦合器(3)的一输出端连接，传感光纤(11)的另一端依次与第一光纤光...
【专利技术属性】
技术研发人员：衣文索，
申请(专利权)人：湖北文索光电科技有限公司，衣文索，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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