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文檔簡介
1、分布反饋布拉格(DFB)光纖激光器水聽器具有靈敏度高、體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)和易于組成水聽器陣列等諸多優(yōu)點(diǎn),但目前 DFB光纖激光器水聽器發(fā)展還不成熟,相關(guān)的許多關(guān)鍵技術(shù)還有待研究。本文從窄線寬 DFB光纖激光器、信號(hào)解調(diào)算法、多路復(fù)用成陣技術(shù)和信號(hào)解調(diào)樣機(jī)的實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面對(duì)DFB光纖激光器水聽器技術(shù)進(jìn)行了研究。首先,對(duì)DFB光纖激光器的特性進(jìn)行研究,介紹了DFB光纖激光器的工作原理和力學(xué)傳感模型,測量了DFB光纖激光器的特性參數(shù);其次
2、,對(duì)DFB光纖激光器信號(hào)解調(diào)算法進(jìn)行了研究,分析了經(jīng)典算法的不足,提出了改進(jìn)算法,并進(jìn)行了聲信號(hào)解調(diào)實(shí)驗(yàn);接著,研究了 DFB光纖激光器水聽器多路復(fù)用成陣技術(shù),分別用波分復(fù)用和空分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了DFB光纖激光器水聽器陣列;最后,研制了8元 DFB光纖激光器水聽器陣列信號(hào)解調(diào)樣機(jī),樣機(jī)中采用波分復(fù)用成陣技術(shù)和改進(jìn)的NRL信號(hào)解調(diào)算法。
本文研究獲得的主要結(jié)論如下:
1)通過對(duì)DFB光纖激光器弛豫振蕩的實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)弛豫
3、振蕩頻率隨980nm半導(dǎo)體泵浦激光器的輸出功率而增長,而與 DFB光纖激光器實(shí)際接收到的泵浦光功率無明顯關(guān)系,所以可選擇合適功率的泵浦源使弛豫振蕩頻率遠(yuǎn)離聲信號(hào)頻帶,從而改善DFB光纖激光器水聽器的噪聲性能,此結(jié)論對(duì)DFB光纖激光器水聽器信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義;
2)DFB激光器對(duì)環(huán)境的低頻振動(dòng)敏感,要提升探頭封裝的抗低頻加速度性能才適合在有明顯低頻振動(dòng)的環(huán)境中使用;
3)針對(duì)前人提出的算法無法很好適應(yīng)光功率
4、變化和各路干涉光強(qiáng)信號(hào)通道增益不同的問題,提出了改進(jìn)算法,通過調(diào)制干涉光強(qiáng)信號(hào)再從信號(hào)包絡(luò)中可動(dòng)態(tài)獲得干涉光強(qiáng)信號(hào)的直流參量D和干涉項(xiàng)振幅參量E,能很好的適應(yīng)光功率變化和干涉光強(qiáng)信號(hào)通道增益不同的場合,具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值;
4)通過分析調(diào)制后的干涉光強(qiáng)信號(hào)的頻譜分布特征,提出了一個(gè)簡單估算干涉光強(qiáng)信號(hào)最高角頻率的公式:ωmax=Cω0+Gωs,為信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)中確定必需的光電探測電路帶寬和ADC信號(hào)采樣率提供了依據(jù);
5、 5)通過分析歸納出限制DFB光纖激光器水聽器波分復(fù)用陣列中可復(fù)用陣元數(shù)目的三個(gè)主要因素:可利用的DFB光纖激光器波長范圍、激光器波長間距和泵浦功率,對(duì)設(shè)計(jì)DFB光纖激光器水聽器波分復(fù)用陣列具有指導(dǎo)意義;
6)用基于光開關(guān)的空分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了DFB光纖激光器水聽器陣列,并通過實(shí)驗(yàn)確定光開關(guān)的通道串?dāng)_小于-20dB時(shí)各陣元有較好質(zhì)量的解調(diào)聲信號(hào)輸出,空分復(fù)用陣列的實(shí)現(xiàn)為擴(kuò)充DFB光纖激光器水聽器陣列的規(guī)模提供了途徑;
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