基于弱测量技术的声压梯度矢量传感装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于弱测量的声压梯度矢量传感装置和方法，该装置包括：弱测量光路和声压梯度矢量传感部分，其中，弱测量光路包括：窄带光源、前选态线偏振部分、偏振分光部分和后选态设置部分；声压梯度矢量传感部分包括相连的两个光纤声压传感器基元；后选态设置部分包括相位与偏振调节部件，窄带光源发出的光经前选态线偏振部分后成为线偏振光，经由偏振分光部分分成分别为第一光束和第二光束，两光束分别进入光纤声压传感器基元，使得光纤声压传感器基元的声压差同步转化为两光束间的第一相位差，然后经合束后进入相位与偏振调节部件，经调节后的两光束具有第二相位差，以满足弱测量中的弱值放大条件。中的弱值放大条件。中的弱值放大条件。

【技术实现步骤摘要】
基于弱测量技术的声压梯度矢量传感装置及方法


[0001]本专利技术涉及声学矢量传感领域，具体涉及基于量子弱测量技术的声压梯度式矢量传感装置，该声压梯度式矢量传感装置可应用于在水声场或空气声场中进行声压梯度或压差探测。

技术介绍

[0002]在水声探测领域中，结合光纤水听器技术和矢量传感器技术的光纤矢量水听器得到了广泛的研究。低频水声传播距离远，损耗小，且各国舰艇船舶的发动机噪音也集中在低频段，因此对于水声探测而言，光纤矢量水听器正向着低频和小型化方向发展。在国外，声压梯度式光纤矢量水听器是最早研究并报道的光纤矢量水听器；哈尔滨工程大学采用迈克尔逊干涉结构对声压梯度式光纤矢量水听器进行了研究，中科院半导体所采用光纤光栅方式开展了声压梯度式光纤矢量水听器的实验研究。以上这些声压梯度式光纤矢量水听器仍然基于光纤传感技术的经典架构。
[0003]声压梯度式光纤传感器所采集到的矢量信息是空间相近两点声压的一阶差分小量，且随着频率的降低，声压梯度的值会越小，这要求测量装置有足够高的光学相位差测量性能。基于传统光纤干涉测量的传感器为了实现对弱信号的测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弱测量的声压梯度矢量传感装置，其包括：弱测量光路和声压梯度矢量传感部分，其特征在于，所述弱测量光路包括：窄带光源、前选态线偏振部分、偏振分光部分和后选态设置部分；所述声压梯度矢量传感部分包括相连的第一光纤声压传感器基元和第二光纤声压传感器基元；所述后选态设置部分包括相位与偏振调节部件，其中，所述窄带光源发出的光经前选态线偏振部分后成为线偏振光，所述线偏振光由偏振分光部分分成分别为水平分量的第一光束和垂直分量的第二光束，所述第一光束和所述第二光束分别进入第一光纤声压传感器基元和第二光纤声压传感器基元，使得第一光纤声压传感器基元和第二光纤声压传感器基元的声压差同步转化为所述第一光束和所述第二光束的第一相位差，然后经过所述偏振分光部分合束后进入后选态设置部分的相位与偏振调节部件，经所述相位与偏振调节部件调节后的第一光束和经所述相位与偏振调节部件调节后的第二光束具有第二相位差，以满足弱测量中的弱值放大条件，从而通过对第二相位差进行弱测量来得到所述第一相位差。2.根据权利要求1所述的声压梯度矢量传感装置，其特征在于，第二相位差小于第一相位差且所述第二相位差符合所述弱值放大条件。3.根据权利要求1所述的声压梯度矢量传感装置，其特征在于，所述后选态设置部分还包括后选态线偏振片，其中，所述后选态线偏振片的偏振方向的正交方向与所述前选态线偏振部分的偏振方向成第一夹角；优选地，所述第一夹角大于0度且小于45度。4.根据权利要求3所述的声压梯度矢量传感装置，其特征在于，所述相位与偏振调节部件为λ/2波片和λ/4波片，通过旋转λ/2波片和λ/4波片使得所述调节后的第一光束和所述调节后的第二光束具有第二相位差；或者，所述相位与偏振调节部件为λ/2波片和电光调制器，通过旋转λ/2波片以及电控所述电光调制器，使得调节后的第一光束和调节后的第二光束具有第二相位差；或者，所述相位与偏振调节部件为磁光调制器和电光调制器，通过电控所述磁光调制器和电光调制器，使得调节后的第一光束和调节后的第二光束具有第二相位差。5.根据权利要求1至4的任一项所述的声压梯度矢量传感装置，其特征在于，所述偏振分光部分包括偏振分光镜；或者，所述偏振分光部分包括光纤偏振分束器和光纤偏振合束器；或者，所述偏振分光部分包括非偏振半反半透分光镜和双折射晶体。6.根据权利要求1至4的任一项所述的声压梯度矢量传感装置，其特征在于，所述声压梯度矢量传感装置还包括输出探测解调部分，所述输出探测解调部分包括输出光纤、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏，冉卓瑞，吴昊，袁家虎，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：