[发明专利]一种“8”字指向性正交的二维光纤矢量传声器探头

权利要求书

1.一种“8”字指向性正交的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于包括：用于直接感应表征声信号矢量物理量质点振速的2组光纤敏感单元、承载体和封装体；

所述2组光纤敏感单元均由级联式微纳光纤布拉格光栅和光信号传输单模光纤构成；

所述承载体是用于承载2组光纤敏感单元的结构体；

所述封装体是用于保护2组光纤敏感单元的结构体。

2.根据权利要求1所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，所述级联式微纳光纤布拉格光栅是由两个微纳布拉格光栅级联构成；所述光信号传输单模光纤一共两段，分别与级联式微纳光纤布拉格光栅的两端熔接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的二维光纤矢量传声器探头，所述级联式微纳光纤布拉格光栅，是一种特种光纤，在传输一定波长的泵浦光时具有光热效应，且两个微纳布拉格光栅的栅区结构及其光学参数完全相同；所述级联式微纳光纤布拉格光栅的整体可分成各含1个栅区的栅区段，且栅区位于各段的中心，以及连接两段的中间连接段。

4.根据权利要求1或3所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，所述级联式微纳光纤布拉格光栅以中间连接段的中点为中点弯成半U形跑道形状，使两段栅区段对称分列两侧；所述中间连接段长度包括半圆长度和两侧的直道长度，其中半圆长度由两段栅区段的间距确定，而两直道可选长度任意。

5.根据权利要求1或2所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，所述光信号传输单模光纤一共两段，为康宁普通单模光纤，分别与级联式微纳光纤布拉格光栅的两端熔接在一起。

6.根据权利要求1或4所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，所述级联式微纳光纤布拉格光栅的加工方法，大多采用氢氟酸腐蚀直接腐蚀已刻有布拉格光栅的特种光纤，或者使用微纳光纤制作平台将特种光纤拉锥后再掩膜光刻布拉格光栅；在加工所述级联式微纳光纤布拉格光栅前，先将两段光信号传输单模光纤分别与级联式微纳光纤布拉格光栅的两端熔接在一起。

7.根据权利要求1所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，在三维笛卡尔坐标系内2组光纤敏感单元分别沿x轴和y轴成垂直正交分布，且各在一个平面内，以及在z轴上两者有一定间距。

8.根据权利要求1所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，所述承载体选择不扰动光传输的材料，其结构为在正方体一个上表面加工出一定高度的分别沿x轴和y轴两两一组一定间距对称分列的四个桥墩结构，且相邻桥墩之间有一定间隙作为声流道；用于分别搭承垂直分布的2组光纤敏感单元，以形成各自相应的桥式结构。

9.根据权利要求1或8所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，每组桥墩的上表面均开有承载相应光纤敏感单元的沟槽，其形状与所述微纳光纤布拉格光栅的半U形跑道形状完全相同；所述分别承载2组光纤敏感单元的沟槽，即沿x轴沟槽和沿y轴沟槽，其深度不同，即两者在z轴上有一定间距；在封装之前先将光信号传输单模光纤用尼龙胶水粘固在桥墩的沟槽内。

10.根据权利要求1所述的二维光纤矢量传声器探头，其特征在于，所述封装体与承载体结构完全相同，除了没有半U形跑道形状的沟槽；所述封装体用尼龙胶水恰好对齐倒扣粘接在承载体的正上面，形成一个对扣式的封装结构，且两个流道槽构成一个流道孔；用来保护全光纤体，并且在声学性能上获得一定的增益。