三维光纤激光检波器关键技术及其在海底地震仪中的应用研究

光纤激光检波器系统水下全光，信号可长距离传输，噪声水平要比光纤光栅传感系统低3-4个数量级。如果采用光纤激光检波器技术，海底地震仪不需供电，信号可实时、长距离传输，系统将大大简化，从而解决现有海底地震仪所面临的瓶颈问题。本课题创新性地提出了"光纤激光海底地震仪"这一概念并进行一些前沿探索。重点研究将光纤激光检波器应用于海底地震仪中的一些关键科学问题和技术问题。实现光纤激光器的低噪声输出，建立光纤激光检波器的高灵敏度、耐静压、低频封装的设计理论，设计并制作出三维光纤激光检波器；实现低频高精度的解调技术以及基于参考光纤激光器的相位补偿技术，为研制出可用于深海地球物理勘探的高灵敏度、三维光纤激光海底地震仪提供技术基础。光纤激光海底地震仪技术的突破，将为我国建立海底长期观测网络提供一种有效的技术手段，对海洋地球物理学、海洋油气勘探开发、国防安全都具有重大的科学意义和潜在的实用价值。

本项目创新性地提出了“光纤激光海底地震仪”这一概念，并提出三维光纤激光检波器的设计理论与封装工艺及基于光纤干涉仪的高精度解调技术的研究方案。目前，课题组按时完成预定研究目标，试验样机参加了国家自然科学基金委组织的“共享航次计划”，与国家基金委青岛海洋科学数据共享服务中心进行了实验数据交汇。发表标注本项目资助号的科研论文38篇。其中，光纤激光检波器封装技术方面发表论文20篇；光纤激光检波器的三维组合技术方面发表论文6篇；在光纤激光器的制作技术方面发表论文1篇；高精度解调算法方面发表论文3篇；光纤干涉仪的初始相位补偿技术方面发表论文1篇；多路复用串扰抑制技术方面发表论文1篇；其他相关技术6篇。期间，申请专利4项，2项已授权。基于本项目，课题组培养博士生1名，硕士生3名，为我国基于光纤激光传感的先进技术发展提供人才储备。最后，本报告还提出了将三维光纤激光检波器面向工程化应用的改进建议。