[发明专利]双FP腔光纤声传感探头及其传感系统

权利要求书

1.一种双FP腔光纤声传感探头，其特征在于，包括：

第一结构体(19)，呈环状；

敏感声波信号的振膜(1)，蒙于所述第一结构体(19)的上部；

第二结构体(20)，由透明材料制备，结合于所述第一结构体的下部，其上表面的中部沿对称中心线形成高度不同的两平面(201和301)，其下表面的中部形成凹坑；

第一传光光纤(202)和第二传光光纤(302)，固定于所述第二结构体下表面的凹坑中，分别对准所述高度不同的两平面(201和301)；

其中，所述第一传光光纤(202)对准所述两平面其中之一的第一平面(201)，其与该第一平面(201)下部的第二结构体部分形成第一导光单元，该第一平面(201)与所述振膜(1)形成第一FP腔；所述第二传光光纤(302)对准所述两平面其中另一的第二平面(301)，其与该第二平面(301)下部的第二结构体部分形成第二导光单元，该第二平面(301)与所述振膜(1)形成第二FP腔，其中，第一FP腔的长度与第二FP腔的长度差为八分之一工作光波长的奇数倍，保证两个FP腔干涉信号正交。

2.根据权利要求1所述的双FP腔光纤声传感探头，其特征在于，所述第一结构体(19)为硅片结构体，所述第二结构体(20)为薄膜结构体。

3.根据权利要求1所述的双FP腔光纤声传感探头，其特征在于，还包括：保护结构容纳腔；

该保护结构容纳腔由上保护体(14)和下保护体(15)围成，所述第一结构体(19)、振膜(1)、第二结构体(20)、第一传光光纤(202)和第二传光光纤(302)置于该保护结构容纳腔内；所述上保护体的上端设有入声孔(17)，所述下保护体与第一结构体(19)和第二结构体(20)组成的整体之间设有隔振体(16)。

4.一种包括权利要求1至3中任一项所述双FP腔光纤声传感探头的双FP腔光纤声传感系统，其特征在于，还包括：光源(7)；分光元件(8)，连接于所述光源(8)的后端；第一导光结构(9a)和第二导光结构(9b)；第一光电探测器(10a)和第二光电探测器(10b)；以及信号处理电路(11)；

其中，光源(7)发出单色光，所述分光元件(8)将该单色光分为两路；第一路单色光由第一导光结构(9a)的端口I进入，通过端口II进入所述双FP腔光纤声传感探头中第一导光单元的后端，且经由第一FP腔对声波进行敏感后由端口II进入，通过端口III射入第一光电探测器(10a)进行光电转换；第二路单色光由第二导光结构(9b)的端口I进入，通过端口II进入所述双FP腔光纤声传感探头中第二导光单元的后端，且经由第二FP腔对声波进行敏感后由端口II进入，通过端口III射入第二光电探测器(10b)进行光电转换；所述信号处理电路(11)对第一光电探测器(10a)和第二光电探测器(10b)输出的信号进行处理，解调出声波信息。

5.根据权利要求4所述的双FP腔光纤声传感系统，其特征在于，所述第一光电探测器和第二光电探测器输出的信号分别为：I₁(t)和I₂(t)；

所述信号处理电路(11)对两信号进行如下处理，解调出声波信息：

对I₁(t)和I₂(t)求导；

交叉相乘并相减：

积分：

其中，Δφ(t)为声波信息，A为信号I₁(t)和I₂(t)的幅度，B为积分常数。

6.根据权利要求4或5所述的双FP腔光纤声传感系统，其特征在于，所述第一导光结构(9a)和第二导光结构(9b)为：

环形器；或

由隔离器和耦合器组成的单向导光结构。

7.根据权利要求4所述的双FP腔光纤声传感系统，其特征在于，所述分光元件(8)为耦合器。

8.根据权利要求4或5所述的双FP腔光纤传感系统，其特征在于，所述光源为LD激光器、SLD激光器、或由宽谱光源与光滤波器组成的单色光源。