[发明专利]一种干涉式光纤水听器探测系统

说明书

本发明属于光纤测量技术领域，公开了一种干涉式光纤水听器探测系统，包括：光源调制单元、功率均衡单元、信号探测传感单元、信号处理单元；信号探测传感单元包括分波器、水听器阵列、波分复用器；水听器阵列包括多条水听器基元阵列，每条水听器基元阵列包含多个水听器和两个光纤聋探头。本发明解决了现有技术中水听器探测系统难以保证光学均衡、制造成本和难度较大的问题，能够实现光学均衡，降低水听器系统的制造成本和制造难度。

技术领域

本发明涉及光纤测量技术领域，尤其涉及一种干涉式光纤水听器探测系统。

背景技术

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光学相干检测，将水声振动转换成光信号，通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。通过较传统水听器相比，光纤水听器具有灵敏度高，可以探测微弱信号；抗电磁干扰和信号串扰能力强，可以远距离传输；体积小，易于布放实施，且收放容易，高可靠性，并且大规模组网等特点。光纤水听器对空间信号进行测量，通过对每个固定位置上的水听器测量的声信号进行信号处理，确定声源位置，实现水下探测，水下目标侦测，水下/水面目标辐射噪声测量，并应用与水下安防，地震预测，海洋石油和天然气勘探等领域，为港口防护、水声情报搜集以及目标探测提供技术支撑。

目前在大规模光纤水听器阵列组装过程中，面临的最大困难是当系统中存在数以千计的大量器件时，涉及到多通路的光信号探测和复杂的信号处理，很难保证系统的光学均衡，光学系统的失衡，将影响系统的探测性能。此外，在实现远距离、大规模传输时传播损耗较大，需要对输入传感阵列的探测光信号和传感阵列传回的携带信息的光信号进行功率放大，对平衡要求提高，将大幅度增加系统的制造成本和制造难度。

发明内容

本申请实施例通过提供一种干涉式光纤水听器探测系统，解决了现有技术中水听器探测系统难以保证光学均衡、制造成本和难度较大的问题。

本申请实施例提供一种干涉式光纤水听器探测系统，包括：光源调制单元、功率均衡单元、信号探测传感单元、信号处理单元；

所述光源调制单元、所述功率均衡单元、所述信号探测传感单元、所述信号处理单元依次连接；

所述信号探测传感单元包括分波器、水听器阵列、波分复用器，所述水听器阵列的输入端与所述分波器连接，所述水听器阵列的输出端与所述波分复用器连接；

所述水听器阵列包括多条水听器基元阵列，每条所述水听器基元阵列包含多个水听器和两个光纤聋探头。

优选的，所述光纤聋探头包括迈克尔逊干涉仪、支撑刚体、双层空气腔；

所述迈克尔逊干涉仪的参考臂缠绕于所述双层空气腔的内部圆筒上，所述迈克尔逊干涉仪的信号臂缠绕于所述双层空气腔的中部圆筒上，所述内部圆筒、所述中部圆筒均通过所述支撑刚体固定支撑。

优选的，所述干涉式光纤水听器探测系统还包括：远程显示单元；所述远程显示单元与所述信号处理单元连接。

优选的，所述光源调制单元包括：多波长激光器、第一波分复用器、声光调制器；所述多波长激光器与所述第一波分复用器的输入端连接，所述第一波分复用器的输出端与所述声光调制器连接。

优选的，所述功率均衡单元包括：光纤分路器、第一光纤放大器；所述光纤分路器的输出端与多个所述第一光纤放大器的输入端连接。

优选的，所述第一光纤放大器采用掺铒光纤放大器。

优选的，所述第一光纤分路器采用熔融拉锥型光纤分路器。

优选的，所述信号处理单元包括：第二光纤放大器、解波分复用器、光电转换器；所述第二光纤放大器的输出端与所述解波分复用器连接，所述解波分复用器分别与多个所述光电转换器的输入端连接。

优选的，所述第二光纤放大器采用掺铒光纤放大器。