近年來(lái)，隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，基于光纖傳感原理的光纖水聽(tīng)器漸漸引起各國(guó)JUN事研究領(lǐng)域的關(guān)注。與傳統(tǒng)的壓電水聽(tīng)器相比，光纖水聽(tīng)器作為一種新型水聲探測(cè)器件，其靈敏度更高、甚低頻響應(yīng)好、響應(yīng)頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)上百公里的遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸。這些技術(shù)優(yōu)點(diǎn)使得光纖水聽(tīng)器在低噪聲、低頻水聲信號(hào)檢測(cè)中具有*的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使之在軍事反潛上更有機(jī)會(huì)成為安靜型艦艇的“克星”，同時(shí)也廣泛用在石油、天然氣勘探、環(huán)境檢測(cè)、管道泄漏等民用領(lǐng)域，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

那么到底是什么原因使得光纖水聽(tīng)器具有這么突出的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)呢？這首先需要從光纖水聽(tīng)器的技術(shù)原理說(shuō)起。光纖水聽(tīng)器的技術(shù)原理

光纖水聽(tīng)器是利用水聲信號(hào)對(duì)光纖作用，引起光纖中傳播光的強(qiáng)度、偏振、相位等變化從而感知水聲信號(hào)的傳感器。經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)展，光纖水聽(tīng)器的主流技術(shù)方案有兩類：干涉型光纖水聽(tīng)器和光纖光柵型水聽(tīng)器，那他們之間的區(qū)別是什么呢？

1、干涉型光纖水聽(tīng)器

干涉型光纖水聽(tīng)器靈敏度高的主要奧秘，在于傳感光纖的長(zhǎng)度變化對(duì)水聲聲壓的微小波動(dòng)異常敏感。他通常采用氣背心軸結(jié)構(gòu)，將傳感光纖纏繞到一個(gè)隨聲壓波動(dòng)膨脹收縮的柔順心軸上，心軸與傳感光纖在聲波的作用下產(chǎn)生伸縮變化，光纖長(zhǎng)度隨即發(fā)生變化，從而檢測(cè)到水聲聲壓的微小波動(dòng)。

根據(jù)聲波的拾取方式，干涉型光纖水聽(tīng)器可分為標(biāo)量干涉型光纖水聽(tīng)器和矢量干涉型光纖水聽(tīng)器。兩者的主要區(qū)別在于，單*個(gè)標(biāo)量干涉型水聽(tīng)器只能感受聲波有無(wú)，無(wú)法判斷聲波的方向，其指向性圖為圓形；而單*個(gè)矢量干涉型水聽(tīng)器不僅能感受聲波的有無(wú)，還能判斷聲波的方向，其典型的指向性圖為“8”字形。

干涉型光纖水聽(tīng)器既可以單獨(dú)使用，也可以鏈接成一條陣列使用，光纖水聽(tīng)器陣列可以探測(cè)到更遠(yuǎn)、更為復(fù)雜的水聲信號(hào)。

2、光纖光柵水聽(tīng)器

與干涉型光纖水聽(tīng)器相比，光纖光柵型水聽(tīng)器雖然靈敏度稍低，但能夠?qū)崿F(xiàn)光纖水聽(tīng)器的小型化和微型化發(fā)展，因此光纖光柵型水聽(tīng)器在一些復(fù)雜環(huán)境下具有特殊的應(yīng)用空間。

光纖光柵水聽(tīng)器是以光纖光柵作為敏感元件，當(dāng)聲波作用在光纖光柵水聽(tīng)器上時(shí)，光纖光柵的諧振耦合波長(zhǎng)隨聲波變化而移動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)諧振耦合波長(zhǎng)的變化即可獲得相應(yīng)的聲學(xué)信息。

光纖布拉格光柵(Bragg)是目前光纖光柵水聽(tīng)器的一種典型構(gòu)造。寬帶光源輸出的光進(jìn)入光纖布拉格光柵(FBG)后，水聲聲壓對(duì)反射信號(hào)光的波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)制，檢測(cè)中心反射波長(zhǎng)的偏移即可獲得聲壓信息。

光纖光柵水聽(tīng)器不僅具有干涉型光纖水聽(tīng)器的高靈敏度、不受電磁干擾、可遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，還具有探頭微型化、便于波分復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)。另外，還可以利用在一根光纖上刻寫(xiě)多個(gè)不同波長(zhǎng)光柵的方法實(shí)現(xiàn)水下多點(diǎn)信號(hào)的同步檢測(cè)，這使得細(xì)線拖曳陣組陣更加方便，在水下無(wú)人航行器軍事領(lǐng)域，這些優(yōu)點(diǎn)將使得光纖光柵水聽(tīng)器技術(shù)大有可為。