[发明专利]一种光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统

说明书

一种光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统，包括泵浦源、1*8分束器、980/1550nm波分复用器、光纤激光水听器阵列、光隔离器、光开关、8*1耦合器、迈克尔逊干涉仪、密集波分复用器、声光调制器驱动、光电探测器及信号解调模块；光纤激光水听器阵列受到泵浦源激励后输出的光经过光开关后由连续光变成脉冲光，脉冲光经过迈克尔逊干涉仪后发生干涉，得到携带有外界声信号的载波包络信号；本发明通过控制光开关的导通时间，形成了脉冲序列实现了光纤激光水听器时分复用技术，大大降低了整个阵列系统的成本与体积；控制不同光开关之间的切换速率，提高了系统的采样率，保证了系统有足够大的动态范围与灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统，特别是涉及一种基于高速光开关的光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统，属于传感器领域。

背景技术

在光纤激光器水听器中，很容易将中心波长不同的光纤激光器水听器通过波分复用技术组成水听器阵列，但想要组成大规模光纤激光水听器阵列，还需采用其他复用技术与波分复用相结合。传统的空分复用与波分复用相结合的手段是采用叠加光路器件与电路硬件的方式，形成大规模阵列，光路调制系统与电路解调系统体积都会特别庞大，并且整个系统的成本与功耗也大大增加，目前从技术发展形势的变化来看，潜艇的噪声越来越小，机动灵活性越来越高，为了适应新时期反潜技术的发展需要，水下反潜实时密切监视、快速反应是未来发展的必然趋势，因此亟需体积小、功耗低的光纤激光水听器阵列系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于高速光开关的光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统，即光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统，该系统通过采用多个光开关将不同的波分复用光纤激光水听器阵列连接起来可构建出时分复用阵列，通过FPGA精确控制同一路光开关的导通时间与不同路光开关之间的切换时间，实现对各阵元信号的查询。迈克尔逊干涉仪输出信号为各波分复用阵列串联起来的时分序列，按照光开关导通时间的切换时间对干涉仪输出信号抽样后再重新组合可获得各阵元的干涉信号，然后用信号解调系统对各阵元的干涉信号分别进行解调输出。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种光纤激光水听器时分波分混合复用阵列系统，包括泵浦源、1*N分束器、波分复用器～、光纤激光水听器阵列～、光隔离器～、光开关～、N*1耦合器、迈克尔逊干涉仪、声光调制器驱动、密集波分复用器、光电探测器、信号解调模块；

泵浦源输出连续光送至1*N分束器的输入端，1*N分束器将连续光分成N路功率相等的连续光，这N路连续光分别进入波分复用器～的公共端，波分复用器～对连续光透传，从透射端进入光纤激光水听器阵列～中，光纤激光水听器阵列～受连续光激励后产生反射光信号；当有外界声信号时，外界声信号对光纤激光水听器阵列～反射的连续光能够进行波长调制，使得光纤激光水听器阵列～输出的反射光信号携带有外界声信号，并再次通过波分复用器～后从其反射端进入光隔离器～中，经过光隔离器～隔离后输出的光信号输入到光开关～中，连续光经过光开关～后变成具有特定频率的脉冲光，N路脉冲光经过N*1耦合器后形成具有特定时间间隔的脉冲序列，脉冲序列经过迈克尔逊干涉仪后发生干涉，得到携带外界声信号的载波信号进入密集波分复用器中，在密集波分复用器的输出端得到分离开的不同波长信息的载波信号，各载波信号送至光电探测器，光电探测器将携带外界声信号的载波信号进行光电转换，得到相应的电信号进入信号解调模块；声光调制器驱动用于为迈克尔逊干涉仪提供电信号。

优选的，迈克尔逊干涉仪包括耦合器、光纤环、第一法拉第旋转反射镜、第二法拉第旋转反射镜、声光调制器；