基于PCF的光纖水聽器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器已經(jīng)深深的融入到人們?nèi)粘５纳钪?，成為人類獲得信息不可缺少的部分。其中光纖傳感器因其具有特殊的優(yōu)勢特點(diǎn)，受到了人們普遍的重視。光纖傳感器是多用途傳感器，可用于多種類型的測量，例如旋轉(zhuǎn)，溫度，應(yīng)變，應(yīng)力，振動，聲學(xué)和壓力等。光纖傳感器可分為強(qiáng)度、相位、頻率或偏振傳感器。光纖水聽器在聲學(xué)傳感器中作為傳感元件使用。其優(yōu)點(diǎn)包括重量輕，高靈敏度，動態(tài)范圍大，不導(dǎo)電，抗電磁干擾性，穩(wěn)定性，并且能多功能感測多種變化。

2、微結(jié)構(gòu)光纖已經(jīng)成為研究者們廣泛研究的主題。由于微結(jié)構(gòu)光纖具有獨(dú)特的性能和靈活的設(shè)計(jì)，使得常規(guī)的光纖已經(jīng)無法代替。而其中被最為廣泛研究的領(lǐng)域是光纖水聽器。其中一個新的研究領(lǐng)域是用空心光子帶隙的光纖（PCF）來代替常規(guī)的單模光纖（SMF）來提高光纖水聽器聲壓的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)（NR）。然而，空心光子帶隙光纖（HC-PBF）是否能夠?qū)崿F(xiàn)提高水下聲壓靈敏度仍然具有爭議，因此，本文的主要目的就是驗(yàn)證光子晶體光纖的靈敏度和信噪比是否高于普通單模光纖。

3、>　　本文提出了針對微結(jié)構(gòu)光纖在高性能光纖水聽器系統(tǒng)應(yīng)用方面的評估建議。高性能的光纖水聽器系統(tǒng)的主要要求是根據(jù)與現(xiàn)有的傳統(tǒng)的聲音導(dǎo)航和測距（聲納）技術(shù)相比較提出的。針對不同調(diào)制方式的分類對于每一種光纖水聽器都進(jìn)行了介紹，提出了光纖水聽器不可避免的偏振衰落的問題及解決方案，并給出了解調(diào)方案---PGC零差系統(tǒng)檢測。研究了光子晶體光纖的分類及自身的優(yōu)勢特性，討論了基于常規(guī)的單模光纖和光子晶體光纖在水聽器系統(tǒng)使用方面的性能比較。
　　通

4、過分別應(yīng)用空心光子帶隙光纖以及傳統(tǒng)的普通單模光纖作為光纖水聽器感測原件的性能比較，提出了兩點(diǎn)假設(shè)：假設(shè)1，光子晶體光纖的靈敏度要高于普通的單模光纖；假設(shè)2，采用光子晶體光纖會提高光纖水聽器的信噪比。并針對這兩點(diǎn)假設(shè)設(shè)計(jì)光路及解調(diào)電路板，采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)時分別采用光子帶隙光纖（PCF）和普通的單模光纖SMF作為邁克爾遜干涉儀的測量臂，另一根光纖即為參考臂，分別進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)。將兩種光纖纏繞在兩個一模一樣的壓電陶瓷PZT上（纏繞的匝數(shù)