[發(fā)明專利]同分光比自平衡型光纖水聽器時分復(fù)用陣列光路構(gòu)成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910096475.4
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN101509806A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東明;葛輝良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01S15/88;G02B6/26
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳繼亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖水聽器陣列技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種同分光比自平衡型光纖水聽器時分復(fù)用陣列光路構(gòu)成方法。

背景技術(shù)

在全光纖線列陣聲納中，光纖水聽器陣列復(fù)用光路是非常重要的組成部分。陣列復(fù)用光路主要包括時分復(fù)用和波分復(fù)用兩大關(guān)鍵技術(shù)，其中時分技術(shù)的光功率平衡性、損耗特性、時延精確性、可拓展性等關(guān)鍵性能一直為各研究單位所關(guān)注。以往傳統(tǒng)的光纖傳感的時分復(fù)用的光路結(jié)構(gòu)，一般以兩種方法為主：一是全部采用50:50的分光比耦合器，如圖1所示，其中C代表耦合器，分光比均為50:50，D代表延遲線，其中的數(shù)字代表延遲線圈串連個數(shù)，H代表水聽器。在所有水聽器前將光按比例分好，每個水聽器分配到的比例只能是1/2ⁿ，由于光纖水聽器以一定的間距呈直線分布，在成陣時需要將耦合器尾纖延長至每個水聽器，水聽器尾纖可達(dá)幾十米，對于成陣及其不便，因此很少有研究單位采用這種方式。第二種方法是采用若干個不同分光比的光纖耦合器組成，經(jīng)過分光比的設(shè)計，使每個耦合器下載一路光給其后的光纖水聽器，如圖2所示，其中C代表耦合器，D代表延遲線，H代表水聽器，每個耦合器的分光比都是不同的。激光每經(jīng)過一個耦合器就會分一小部分光給其相應(yīng)的水聽器，其余光繼續(xù)向后行走輸入到下一個耦合器，經(jīng)過耦合器多級的級聯(lián)實現(xiàn)每個水聽器的光輸入，光輸出是自后向前通過逐級的合光耦合器耦合到輸出端。目前這種方式應(yīng)用比較廣泛，但這種方法有幾個缺點：第一，每個水聽器經(jīng)過的耦合器和熔接點數(shù)目都不相同(越靠后的水聽器越多)，因此耦合器附加損耗及熔接點損耗累加在一起會對每個水聽器之間的功率平衡性造成不利影響；第二，成陣過程中耦合器尾纖所引起的時延差具有累積性，越靠后的水聽器累積的時延越長，必須在延遲線圈上進(jìn)行補(bǔ)償；第三，每個水聽器對應(yīng)的耦合器分光比各不相同，各耦合器間的之間沒有互換性，為工程應(yīng)用帶來不便；第四，時分?jǐn)?shù)擴(kuò)展性不強(qiáng)，增加或減少任意數(shù)量的時分?jǐn)?shù)都必須重新設(shè)計分光比。本發(fā)明針對上述技術(shù)上的缺點，發(fā)明了全新的光路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了以上所述的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合于具體地說，本發(fā)明提出了一種同分光比自平衡型光纖水聽器時分復(fù)用陣列光路構(gòu)成方法，所有用于光纖水聽器時分復(fù)用陣列的光纖耦合器都具有相同的分光比。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明是提出以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：這種同分光比自平衡型光纖水聽器時分復(fù)用陣列光路構(gòu)成方法，用光纖耦合器和光纖延遲線構(gòu)成n路時分復(fù)用光路時，采用相同分光比的光纖耦合器組成陣列光路，將輸入干路的光纖耦合器正向排列，輸出干路的光纖耦合器反向排列，使每個水聽器所經(jīng)過的耦合器完全相同，每只水聽器所經(jīng)歷的分光比完全相同。無論光纖耦合器分光比如何，由耦合器帶來的附加損耗和分光比誤差對每個水聽器造成的影響是一樣的，由這些耦合器制成的光路具有極佳的功率平衡性。

光纖耦合器包括相同分光比的的分光耦合器和合光耦合器，光纖耦合器的單光纖端為輸入端，雙光纖端為兩個分光輸出端，分別稱為小分光比臂和大分光比臂；將分光耦合器和合光耦合器反向放置，由分光耦合器CF_k小分光比一臂接水聽器H_k的任意一根尾纖，CF_k的大分光比一臂接光纖延遲線，光纖延遲線輸出接CF_k+1的單光纖輸入端；水聽器H_k另一根尾纖接合光耦合器CH_k的小合光臂，即小分光比臂，CH_k的單光纖輸出臂與CH_k+1的大合光臂，即小分光比臂鏈接，k＝1，2...，n-1；CF_n的小分光比一臂接水聽器H_n的任意一根尾纖，水聽器H_n另外一根尾纖接合光耦合器CH_n的小合光臂，即小分光比臂。

通過計算得到其每個脈沖的損耗最小值所對應(yīng)的耦合器分光比，利用該分光比制作光纖耦合器。

當(dāng)需要擴(kuò)展水聽器通道時，在其中插入分光耦合器CF_k和合光耦合器CH_k+1，就可以實現(xiàn)，可擴(kuò)展性非常好。發(fā)明所設(shè)計的時分復(fù)用光路有能力拓展到從2時分一直到48時分的任意整數(shù)時分?jǐn)?shù)。

本發(fā)明能帶來以下有益效果：采用了完全相同的耦合器組成光纖水聽器時分復(fù)用光路，將輸入干路的耦合器正向排列，輸出干路的耦合器反向排列，使每個水聽器所經(jīng)過的耦合器完全相同，從而獲得高性能的時分復(fù)用陣列，提高陣列的功率平衡性、時延準(zhǔn)確性、互換性和可擴(kuò)展性。

附圖說明：