[发明专利]一种基于光载微波偏振态分离转换技术的干涉型光纤水听器

权利要求书

1.一种基于光载微波偏振态分离转换技术的干涉型光纤水听器，其特征在于，包括偏振分束/合束器一、偏振分束/合束器二、偏振分束/合束器三、偏振分束/合束器四、偏振干涉仪一、偏振态调节器一、偏振分束/合束器五、水听器参考臂光纤、45°旋光器一、反射镜一、水听器传感臂探头光纤、45°旋光器二、反射镜二、偏振态调节器二、偏振分束/合束器六、偏振分束/合束器七、偏振分束/合束器八、偏振分束/合束器九、偏振干涉仪二、光电探测器和信号处理电路；

所述偏振干涉仪一由偏振分束/合束器一、偏振分束/合束器二、偏振分束/合束器三、偏振分束/合束器四组成，将双调制峰光谱的光载微波信号作为输入信号经偏振分束/合束器一分成两路，一路光直接入射进偏振分束/合束器二，另一路光依次经由偏振分束/合束器三、偏振分束/合束器四入射进偏振分束/合束器二，两路光在偏振分束/合束器二中合成一路，从而将谱峰对应的两个波长λ₁和λ₂的偏振态调整为λ₁在偏振分束/合束器二处合束时光延时为波长整数倍，偏振态不变，而λ₂在偏振分束/合束器二处合束时光延时为波长的奇数倍，偏振态旋转90°；

所述偏振干涉仪二由偏振分束/合束器六、偏振分束/合束器七、偏振分束/合束器八、偏振分束/合束器九组成；偏振态调节器二的输出信号经偏振分束/合束器六分成两路，一路光直接入射进偏振分束/合束器七，另一路光依次经由偏振分束/合束器八、偏振分束/合束器九入射进偏振分束/合束器七，两路光在偏振分束/合束器七中合成一路，从而将偏振态调节器二输出信号的两个波长λ₁和λ₂的偏振态调整为λ₂在偏振分束/合束器七处合束时光延时为波长整数倍，偏振态不变，而λ₁在偏振分束/合束器七处合束时光延时为波长的奇数倍，偏振态旋转90°；

所述水听器参考臂光纤、45°旋光器一、反射镜一依次布置组成水听器参考臂光路，所述水听器传感臂探头光纤、45°旋光器二、反射镜二依次布置组成水听器信号传感臂光路；

所述偏振分束/合束器二的输出光入射进偏振态调节器一进行第一次偏振态调整；所述偏振态调节器一的输出光入射进偏振分束/合束器五分为波长分别为λ₁和λ₂的两束，λ₁信号进入水听器参考臂光纤，λ₂信号进入水听器传感臂探头光纤，分别经过各自的45°旋光器和反射镜反射后在偏振分束/合束器五合束，经过偏振态调节器二进行第二次偏振态调整，使得λ₂的偏振态与输入信号相同，然后经过偏振干涉仪二旋转λ₁偏振态，使得λ₁的偏振态与输入信号相同；

所述偏振干涉仪二的输出信号进入光电探测器；所述光电探测器的输出端与信号处理电路相连接，光电探测器将得到的包含声压信息的拍频干涉信号转换为电信号提供给信号处理电路，所述信号处理电路对该电信号进行解调即可获取水听信号信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于光载微波偏振态分离转换技术的干涉型光纤水听器，其特征在于，所述水听器参考臂光纤进行脱敏处理，所述水听器传感臂探头光纤进行增敏处理，对水声信号敏感。

3.根据权利要求1所述的一种基于光载微波偏振态分离转换技术的干涉型光纤水听器，其特征在于，输入信号为双调制峰光谱的光载微波信号，谱峰对应波长分别为λ₁和λ₂，λ₁和λ₂的频率差为微波调制信号f_m。

4.根据权利要求1所述的一种基于光载微波偏振态分离转换技术的干涉型光纤水听器，其特征在于，所述偏振干涉仪一中，通过调节经过偏振分束/合束器一、偏振分束/合束器二光路，以及经过偏振分束/合束器一、偏振分束/合束器三、偏振分束/合束器四、偏振分束/合束器二光路的光程差，使λ₁在偏振分束/合束器二处合束时光延时为波长整数倍，偏振态不变，而λ₂在偏振分束/合束器二处合束时光延时为波长的奇数倍，偏振态旋转90°，λ₁和λ₂波长信号的偏振态为相互垂直状态。