DFB光纖激光器水聽器關鍵技術研究.pdf

1、分布反饋布拉格（DFB）光纖激光器水聽器具有靈敏度高、體積小、抗電磁干擾能力強和易于組成水聽器陣列等諸多優(yōu)點，但目前 DFB光纖激光器水聽器發(fā)展還不成熟，相關的許多關鍵技術還有待研究。本文從窄線寬 DFB光纖激光器、信號解調(diào)算法、多路復用成陣技術和信號解調(diào)樣機的實現(xiàn)四個方面對DFB光纖激光器水聽器技術進行了研究。首先，對DFB光纖激光器的特性進行研究，介紹了DFB光纖激光器的工作原理和力學傳感模型，測量了DFB光纖激光器的特性參數(shù)；其次

2、，對DFB光纖激光器信號解調(diào)算法進行了研究，分析了經(jīng)典算法的不足，提出了改進算法，并進行了聲信號解調(diào)實驗；接著，研究了 DFB光纖激光器水聽器多路復用成陣技術，分別用波分復用和空分復用技術實現(xiàn)了DFB光纖激光器水聽器陣列；最后，研制了8元 DFB光纖激光器水聽器陣列信號解調(diào)樣機，樣機中采用波分復用成陣技術和改進的NRL信號解調(diào)算法。
　　本文研究獲得的主要結論如下：
　　1）通過對DFB光纖激光器弛豫振蕩的實驗研究，發(fā)現(xiàn)弛豫

3、振蕩頻率隨980nm半導體泵浦激光器的輸出功率而增長，而與 DFB光纖激光器實際接收到的泵浦光功率無明顯關系，所以可選擇合適功率的泵浦源使弛豫振蕩頻率遠離聲信號頻帶，從而改善DFB光纖激光器水聽器的噪聲性能，此結論對DFB光纖激光器水聽器信號解調(diào)系統(tǒng)的設計具有指導意義；
　　2）DFB激光器對環(huán)境的低頻振動敏感，要提升探頭封裝的抗低頻加速度性能才適合在有明顯低頻振動的環(huán)境中使用；
　　3）針對前人提出的算法無法很好適應光功率

4、變化和各路干涉光強信號通道增益不同的問題，提出了改進算法，通過調(diào)制干涉光強信號再從信號包絡中可動態(tài)獲得干涉光強信號的直流參量D和干涉項振幅參量E，能很好的適應光功率變化和干涉光強信號通道增益不同的場合，具有實際工程應用價值；
　　4）通過分析調(diào)制后的干涉光強信號的頻譜分布特征，提出了一個簡單估算干涉光強信號最高角頻率的公式：ωmax=Cω0+Gωs，為信號解調(diào)系統(tǒng)中確定必需的光電探測電路帶寬和ADC信號采樣率提供了依據(jù)；
　

5、　5）通過分析歸納出限制DFB光纖激光器水聽器波分復用陣列中可復用陣元數(shù)目的三個主要因素：可利用的DFB光纖激光器波長范圍、激光器波長間距和泵浦功率，對設計DFB光纖激光器水聽器波分復用陣列具有指導意義；
　　6）用基于光開關的空分復用技術實現(xiàn)了DFB光纖激光器水聽器陣列，并通過實驗確定光開關的通道串擾小于-20dB時各陣元有較好質(zhì)量的解調(diào)聲信號輸出，空分復用陣列的實現(xiàn)為擴充DFB光纖激光器水聽器陣列的規(guī)模提供了途徑；