基于边孔封装技术的新型无源光纤光栅水听器研究

光纤光栅水听器在水下目标声学探测领域具有重要的研究价值，本项目主要研究了一种新型的基于边孔增敏封装结构的无源光纤光栅水声传感器。它利用一种新型的边孔封装技术，实现了高倍数的压力增敏效果；同时采用工作点控制的窄线宽光源强度调制方案，实现了高精度的波长移位解调；初步结果实现了水声信号的实验测量。本项目将进一步对边孔封装技术的压力增敏机理、声压灵敏度的频响特性、探头结构的优化设计、高精度波长检测系统开发等理论和技术问题进行深化研究，以实现探头结构的微型化和频响特性的平坦化，为真正实现新一类光纤光栅水声传感器奠定基础理论、关键工艺和核心技术支撑。本项目研究不但具有较高的学术价值，而且具有重要的军事应用价值，特别是对研制新型水下水声拖曳阵将产生积极的推动作用。

光纤光栅水听器在水下目标声学探测领域具有重要的研究价值，是当前光纤传感技术领域的重要研究课题。项目研究了一种新型无源结构的光纤光栅水听器，主要对其增敏机理、封装技术、制作工艺和信号解调等关键技术进行全面研究。采用有限元方法对聚合物边孔封装结构的压力增敏机理进行了深入探讨，分析了聚合物边孔封装体结构变化对探头特性的影响规律；建立聚合物二次涂覆的封装模型，分析了聚合物材料变化对封装效果的影响规律，研究了聚合物封装过程中的啁啾现象及其原因；通过实验探索了聚合物边孔封装技术的封装方法和新型光纤光栅水听器探头的制作工艺，测量了其温度和压力灵敏度特性；探讨了基于相位调制和强度调制的光纤光栅水听器信号解调方案，搭建了基于DSP光电信号处理技术的光纤光栅水听器实验测试系统，所研制的光纤光栅水听器在1kHz频率处的最小可测声压为55.3dB。项目达到预期研究目标，研究成果对推动光纤光栅水听器技术发展具有重要意义。