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光纤水听器的工作原理

2021.8.09
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coco5517

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  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。

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  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:

286431_202108091559171.jpg

  的光波将被反射回来,其余波长的光波则透射。式中286431_202108091600011.jpg为FBG的谐振耦合波长,也即中心反射波长,286431_202108091600231.jpg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286431_202108091601001.jpg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

286431_202108091601201.jpg

  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。

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