基于微波光子技術(shù)的干涉型光纖水聽器臂長差測量研究.pdf

1、隨著人類對海洋的研究不斷深入，新的聲吶傳感器不斷出現(xiàn)，光纖水聽器以其優(yōu)異的性能得到了各方的青睞。作為一種干涉型光纖傳感器，光纖水聽器的兩臂光纖長度差對系統(tǒng)性能起著至關(guān)重要的作用。當前還沒有一種方便使用的方法測量光纖水聽器的臂長差。本文就是圍繞光纖水聽器臂長差測量方法展開研究。
　　本文首先介紹了微波光子技術(shù)和光纖水聽器的發(fā)展歷程以及它們的出現(xiàn)推動了當代通信技術(shù)和傳感測量技術(shù)快速的發(fā)展。然后介紹了光纖水聽器的基本結(jié)構(gòu)，以及工作原理。

2、通過查閱文獻研究了現(xiàn)有幾種干涉型光纖傳感器的臂長差測量方法，分析它們的優(yōu)點和缺點，得到現(xiàn)有的方案不能有效解決當前的問題。然后從光纖長度測量技術(shù)入手分析了OTDR、OFDR、OCDR這幾種技術(shù)的測量原理。最后提出了基于微波光子技術(shù)的臂長差測量方案。
　　本文先對基于激光內(nèi)調(diào)制的PGC系統(tǒng)參數(shù)估計方案、基于OFDR的光纖水聽器臂長差測量方案和基于微波光子技術(shù)的臂長差測量方案這3種方案進行理論分析和數(shù)學(xué)建模，并送行基于微波光子技術(shù)的臂長

3、差測量方案的數(shù)值仿真。定量分析了輸入微波信號信噪比、MZM調(diào)制器工作點偏移、水聽器兩臂光功率不均勻等因素對系統(tǒng)性能的影響。為實際系統(tǒng)設(shè)計確定了參數(shù)指標。根據(jù)理論分析和仿真結(jié)果，設(shè)計了各個光路模塊和電路模塊，搭建了一套基于微波光子技術(shù)的臂長差測量系統(tǒng)。
　　最后對設(shè)計好的臂長差測量系統(tǒng)進行了實驗測試，并和當前LUNA公司生產(chǎn)的儀器OBR4400進行對比。使用這兩種設(shè)備同時測量8只水聽器，兩者測量結(jié)果偏差在0.01％以內(nèi)，證明這個方法