[发明专利]高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器及三维矢量水听器

权利要求书

1.一种高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：包括金属基座(41)、金属薄片(42)、光纤激光器(43)，所述金属基座(41)为立方体状，所述的金属薄片(42)一端刚性固定在金属基座(41)的上表面,另一端伸出金属基座(41)；所述的光纤激光器(43)为一根纤芯刻有光纤光栅的稀土掺杂光纤，光纤光栅所在的位置为光纤激光器的谐振腔；光纤激光器(43)被刚性固定在金属基座(41)的表面，其中光纤激光器(43)的谐振腔也伸出金属基座(41)。

2.一种根据权利要求1所述高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：所述的金属基座(41)为金属铝、铜或钛。

3.一种根据权利要求1所述高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：所述的金属薄片(42)为金属铝片、金属铜片或钛合金片。

4.一种根据权利要求1所述高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：所述金属薄片(42)的宽度为2mm-5mm，厚度小于等于100μm。

5.一种根据权利要求1所述高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：所述的光纤激光器(43)为DBR光纤激光器或DFB光纤激光器。

6.一种根据权利要求1所述高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：所述的光纤激光器(43)的增益光纤为掺铒光纤、掺镱光纤、铒镱共掺光纤或者铒铋共掺光纤。

7.一种根据权利要求1所述高灵敏度一维平面悬臂梁式光纤传感器，其特征在于：所述的光纤激光器(43)可采用单模光纤器件，也可使用保偏光纤器件。

8.一种基于权利要求1至7任一条所述一维平面悬臂梁式光纤传感器的三维光纤矢量水听器，其特征在于：包括泵浦光源(1)、波分复用器(2)、1×3分束器(3)、X轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-X)、Y轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Y)、Z轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Z)和光电检测系统(5)，所有器件之间均通过连接光纤进行连接，其中X轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-X)用于传感X轴方向的声信号，Y轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Y)用于传感Y轴方向的声信号，Z轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Z)用于传感Z轴方向的声信号；泵浦光源(1)的光经波分复用器(2)进入1×3分束器(3)，分成三路后分别泵浦X轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-X)、Y轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Y)、Z轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Z)，X轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-X)、Y轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Y)、Z轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Z)产生的三束激光分别经1×3分束器(3)合成为一束激光，再经过波分复用器(2)进入光电检测系统(5)进行检测和处理。

9.一种根据权利要求8所述三维光纤矢量水听器，其特征在于：X轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-X)、Y轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Y)、Z轴方向的平面悬臂梁式光纤传感器(4-Z)所使用的光纤激光器中心频率各不相同。

10.一种根据权利要求8所述三维光纤矢量水听器，其特征在于：所述波分复用器(2)、1×3分束器(3)采用单模光纤器件，也可采用保偏光纤器件。

11.一种根据权利要求8所述三维光纤矢量水听器，其特征在于：所用的泵浦光源(1)中心波长为976nm或者1480nm，取决于所用光纤激光器的增益介质材料。