本文關(guān)鍵詞：Sagnac光纖水聽(tīng)器增敏技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二十一世紀(jì)以來(lái),基礎(chǔ)學(xué)科和工程技術(shù)都取得了飛躍性的發(fā)展,光纖激光水聽(tīng)器也憑借其自身的優(yōu)勢(shì)逐漸以新的姿態(tài)出現(xiàn)在人們的眼前。光纖激光水聽(tīng)器系統(tǒng)由信號(hào)采集和解調(diào)兩部分組成,信號(hào)采集部分主要由水聲敏感基元完成,信號(hào)解調(diào)部分由非平衡干涉儀完成,光纖水聽(tīng)器的優(yōu)點(diǎn)有高靈敏度、較小的體積、可以實(shí)現(xiàn)陣列復(fù)用,使用光纖激光器對(duì)水下聲信號(hào)檢測(cè)就是所說(shuō)的光纖激光水聽(tīng)器檢測(cè)技術(shù)。這種技術(shù)為大規(guī)模水聲傳感陣列提供了有效的技術(shù)手段,對(duì)構(gòu)造超細(xì)、大規(guī)模光纖水聽(tīng)器陣列尤為重要。本文從理論出發(fā)討論了光纖水聽(tīng)器敏感單元的傳感原理,分析了海洋聲場(chǎng)特性和聲波傳播特性,并結(jié)合海洋淺水聲傳播特性,分析Sagnac光線(xiàn)水聽(tīng)器在測(cè)量具有遠(yuǎn)場(chǎng)特性的海洋中的點(diǎn)聲源的遠(yuǎn)場(chǎng)特性時(shí),點(diǎn)聲源的振動(dòng)參數(shù)和光纖中光波相位之間的關(guān)系。結(jié)果表明,在時(shí)間上,Sagnac光纖水聽(tīng)器的靈敏度發(fā)生規(guī)律性的變化,在一定條件下這種規(guī)律是可需找的,系統(tǒng)的延時(shí)光纖和相位靈敏度呈正比關(guān)系,同時(shí)Sagnac光纖水聽(tīng)器靈敏度與纏繞探頭的傳感光纖成正比,在淺海聲場(chǎng)環(huán)境下,如果我們結(jié)合實(shí)際使用中的精度需求,和光纖水聽(tīng)器的靈敏度的大小有關(guān)的只有聲源的頻率,所以,在考慮到海洋聲場(chǎng)復(fù)雜性情況下,為了保證Sagnac光纖傳感器系統(tǒng)的精度,根據(jù)具體情況,我們應(yīng)該增加光纖的長(zhǎng)度,選用適合具體環(huán)境的光纖種類(lèi)和長(zhǎng)度。為保證系統(tǒng)的信噪比,選用低相干光源,以消除光纖的偏振衰落對(duì)信號(hào)的影響。論文從光纖傳感器封裝結(jié)構(gòu)方面入手,討論了光纖水聽(tīng)器梭形封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變特性,運(yùn)用ANSYS軟件,對(duì)使用該封裝結(jié)構(gòu)的光纖傳感器探頭傳感特性進(jìn)行研究,仿真模擬具有不同屬性的材料的封裝結(jié)構(gòu)所獲得的靈敏度,并做了比較。結(jié)果表明不同的材料對(duì)光纖傳感器靈敏度的影響很大,根據(jù)選用的參數(shù)得到該種增敏封裝結(jié)構(gòu)對(duì)光纖傳感器的靈敏度的改善效果明顯,與裸光纖的聲壓靈敏度相比,采用這種結(jié)構(gòu)能提高光纖水聽(tīng)器探頭的靈敏度約200倍。本文對(duì)sagnac光纖水聽(tīng)器的靈敏度的討論對(duì)它的實(shí)用有很大的促進(jìn)作用,在未來(lái)的發(fā)展中,光纖水聽(tīng)器必定將以它獨(dú)有的特性獲得廣泛的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：光纖激光水聽(tīng)器 水聲場(chǎng)傳播特性 梭形封裝結(jié)構(gòu) 壓力靈敏度
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB565.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 研究背景和研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2 提高光纖水聽(tīng)器靈敏度的方法11
• 1.3 本論文的主要工作11-12
• 2 海洋水聲環(huán)境12-22
• 2.1 水聲場(chǎng)的基本理論和概念12-16
• 2.1.1 海洋中的聲速12
• 2.1.2 聲源12-13
• 2.1.3 點(diǎn)聲源的波動(dòng)方程與定解條件13-14
• 2.1.4 分層介質(zhì)中一維波動(dòng)方程的可解情況14-16
• 2.2 淺海典型聲場(chǎng)分析16-18
• 2.3 深海典型聲場(chǎng)分析18
• 2.4 影響海洋中聲波傳播的因素18-20
• 2.4.1 海洋中的混響與噪聲18-19
• 2.4.2 海洋聲場(chǎng)的反射、輻射、散射19
• 2.4.3 聲伏19-20
• 2.5 水聲探測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介20-22
• 3 Sagnac光纖水聽(tīng)器靈敏度理論分析22-34
• 3.1 光纖水聽(tīng)器簡(jiǎn)介22-26
• 3.2 Sagnac光纖水聽(tīng)器靈敏度分析26-30
• 3.3 應(yīng)變所引起微小長(zhǎng)度變化對(duì)相位的影響30-34
• 4 封裝結(jié)構(gòu)的增敏分析34-44
• 4.1 概述34-35
• 4.2 DFB光纖激光器傳感及封裝機(jī)理35-36
• 4.3 梭形增敏探頭的聲壓傳感特性分析36-40
• 4.4 封裝結(jié)構(gòu)具體參數(shù)分析40-44
• 5 主要結(jié)論和需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題44-45
• 5.1 主要結(jié)論44
• 5.2 進(jìn)一步解決需要的問(wèn)題44-45
• 致謝45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果49

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本文編號(hào)：447633