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光纤水声传感技术 光纤水声传感器简介  光纤水声传感器也成为光纤水听器，是在水中侦听 声场信号的仪器。它具有灵敏度高，损耗小，频带 宽等多种优点。光纤水听器发展异常迅速，多种新 型光纤水听器研究也正走向成熟。  光纤水声传感器作为反潜声纳的核心部件，在军事 领域中有着重要的应用，于工业生产和民用领域， 也有广泛的用途，例如用于海洋石油和天然气勘探， 地震波探测，水声物理研究以及海洋渔业等。 水听器简史  光纤水听器是一处基于光纤光电子技术的新型水听 器，它的研究始于冷战时期，20世纪70年代，由于 反潜战的需要，美国海军开始了光纤水听器的研究。 1977年布卡诺等人发表首篇关于光纤技术的水声传 感系统的论文。 水听器简史二  早期的水听器主要是由压电陶瓷制成的压电水听器。 基于压电陶瓷传感元件虽已广泛应用，但仍存在许 多问题。但光纤水听器由于传感头部分与电无联系， 通过光传输信号，具有抗电磁干扰，电绝缘，动态 范围宽，稳定可靠性高，灵敏度不受水流静压力和 频率的影响，可以进行远距离测量，探头体积小， 方便构成大规模阵列等众多优点。所以光纤水听器 研究越发受重视。。 光纤水听器原理 强度型光纤水听器  1.1.基于微弯损耗原理的光纤水听器  当光纤发生弯曲时，由于其全反射条件被破坏， 纤芯中传播的某些模式的光进入包层，造成纤芯中 德光能损耗。把光纤夹持在一个机械空间周期为T 的 齿板结构中以此扩大这种效应。空间周期T 的选择原 则是使它与光纤中所选择的两个模之间的传播常数 差匹配。当齿板受力，光纤弯曲程度变化，从之中 光强变化可知齿板所受外力变化。 缺点：水听 器性能极大 受到光源强 度稳定性的 影响。 1.2 基于反射系数调制的光纤水听器  这种水听器是在声压信号的作用下造成水中光纤端 面处的光反射系数的改变而实现对水声信号的检测。 以下水听器的声敏部分多位多模光纤的末端面，声 压的上升会使得端面周围的液体压缩，而石英玻璃 的可压缩性很低，可以被忽略，从而导致末端面的 折射率上升。这种水听器结构原理简单，成本较低， 比较易于实现。 1.3 基于耦合效率调制的光纤水听器  这种水听器是将两根相互平行，同轴放置的光纤彼此相隔 一段距离，其中一根光纤固定，另一根随外界声压引起的 机械位移作用而发生移动，使得两光纤彼此相错，而导致 两根光纤之间耦合效率产生变化。  另一种方法是将这两根光纤都固定，在这两根光纤之间加 入一个静止光栅和一个可动光栅，光栅由等宽全透射和全 反射平行线无交替形成的栅格构成，可动光栅可随外界声 压引起的机械位移作用而产生移动，使栅格相互交错，导 致两根光纤之间耦合效率产生变化。