光纤光栅水听器的研究

论文摘要

光纤水听器在海洋天然气和石油等矿物资源的勘测、海洋渔业、以及医学检测等领域得到了广泛的关注,由光纤水听器构成的声呐系统也在现代海洋军事领域得到了显著的发展。近年来,利用光纤光栅水听器感知超声波是一大研究热点。光纤光栅水听器作为一种新型的水听器仪器,具备抗电磁干扰、灵敏度高、低噪声、结构尺寸小、便于复用等优点。本文利用耦合模理论仿真分析了均匀光纤布拉格光栅在超声波作用下的光谱变化。从便于实际推广应用的角度出发,设计基于环形掺铒光纤激光器的光纤光栅水听器系统,利用光纤布拉格光栅作为传感单元和滤波单元,对其参数进行设计与优化。搭建基于环形掺铒光纤激光器的光纤光栅水听器系统,对其超声传感性能进行了实验研究。实验结果表明,该系统具有良好的线性度和较宽的响应范围,灵敏度达到88.0mV/MPa,信噪比达到50.0dB,且稳定性高。此外,利用该水听器测量了浸液式可调谐聚焦超声换能器的实际声场分布,测量结果与其设计曲线吻合度高,表明该水听器能够精确地测定超声场分布。实验结果表明,本文设计的基于环形掺铒光纤激光器的光纤光栅水听器对高频超声信号响应度高。该水听器的研制对未来超声探测具有重要的意义。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 虞若雨

导师: 王葵如

关键词: 水听器,超声波,光纤光栅激光器

来源: 北京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,工业通用技术及设备

单位: 北京邮电大学

分类号: TB565.1

总页数: 56

文件大小: 4036K

下载量: 364

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