基于声子晶体的光纤激光矢量水听器研究

本项目旨在开展基于声子晶体的DFB/DBR光纤激光矢量水听器的研究。将多个DFB或超短腔DBR光纤激光器布局于局域共振型声子晶体的不同基元中，利用声子晶体对声场的共振吸收和滤波效应，以及DFB/DBR光纤激光器对声场及振动的响应，实现对水中声场的频率、强度和方向判别，即实现矢量水听器的功能。本项目研究的意义在于：提出了一种新型基于声子晶体的光纤矢量水听器，拓展了光纤水听器的种类； 对于声子晶体的研究而言，其提供了一种测试各种不同结构声子晶体内部声场的切实可行的手段，为声子晶体的理论研究提供佐证；本项目是一个声学和光学交叉课题，具有丰富的研究内容，有望拓展出多种具有实际应用价值的功能器件，具有重要的理论和应用价值。

本项目在开展利用DFB/DBR光纤激光器实现声子晶体内部单元声场响应的测试研究，并进一步开发一种新型的基于声子晶体各向异性和滤波特性的光纤激光矢量声场测试方法。方法将多个DFB或超短腔DBR光纤激光器布局于声子晶体的不同基元中，利用光纤激光器对振动的高灵敏响应实现对声子晶体内部结构声场响应测试；进一步通过设计不同结构声子晶体，来实现其内部光纤激光器对不同方位和不同频段声场测试，进而构造具有指向性声场测试方法。对于声子晶体的研究而言，其提供了一种测试各种不同结构声子晶体内部声场的切实可行的手段，为声子晶体的理论研究提供佐证；同时提出了一种新型基于声子晶体的光纤激光矢量声场测试方法。本文的主要内容和结论：.提出结合光纤激光声振动传感器结合声子晶体实现具有滤波功能的光纤传感器设想，尝试了将光纤传感器埋入一维声子晶体内实现具有滤波功能的声传感结构，初步证实了可行性。同时该方案为声子晶体内声场响应提供了一种切实可行的测试方法。.掌握了声子晶体测试分析方法，设计两种二维正方晶格不同散射体结构的声子晶体结构，具有很强的方向特征，可用于封装光纤声传感器封装，实现矢量声场测试。.提出了两种简单的光纤激光声传感方案及其相应的解调方案：弱反馈型和强度调制型光纤激光声振动传感。开展了基于相位载波技术的数字信号处理，避免信号衰落问题。