[發明專利]一種光纖激光水聽器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710796983.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107631790B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 李振;趙俊鵬;張海巖;王學鋒;于文鵬
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種光纖激光水聽器，包括含有源光纖光柵的光纖、兩個彈性膜片、筒體、端頭和護套；其中彈性膜片包括上膜片、下膜片和支撐柱，彈性膜片上開設過纖孔，過纖孔為貫穿上膜片、下膜片與支撐柱的貫通孔，兩個彈性膜片分別連接在筒體的兩端，該水聽器通過在結構中增加兩個彈性膜片，并對彈性膜片的結構形狀進行了專門設計，使得水聽器能夠更好的拾取低頻聲信號，對加速度產生的能量的吸收能力更強，可以更有效的消耗加速度產生的動能，利于抑制加速度響應，并適應實際應用中對水聽器細線化的需求，同時在保證低頻高靈敏度的同時，減小了水聽器的直徑，更適合應用在超細型水聽器陣列系統中，便于水下小型移動平臺使用。

技術領域

本發明涉及一種光纖激光水聽器及制備方法，尤其涉及一種超細型光纖激光水聽器及制備方法，屬于光纖傳感領域技術領域。

背景技術

光纖激光水聽器依托“有源”光纖光柵技術，將“有源”光纖光柵作為敏感元件，在摻鉺或鉺鐿共摻光纖上刻寫具有一定相移的光纖布拉格光柵形成分布反饋式光纖激光器。通過檢測外界聲壓作用于該激光器諧振腔后引起的相移變化獲得水聲信號。由于“分布反饋式光纖激光器是在光纖上直接刻蝕光柵，其直徑就是光纖的直徑，所以對其封裝后得到的光纖激光水聽器不僅具有光纖水聽器低頻高靈敏度、抗電磁干擾等優點，其直徑、重量等也遠小于普通水聽器和干涉式光纖水聽器，但是目前光纖激光水聽器大多采用單模片結構，低頻響應一致性不佳，同時單模片由于在工藝上一致性成型較難，使單模片在質量上分布不一致，在加速度抑制上并不理想，影響了光纖激光水聽器的工程應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種光纖激光水聽器，該水聽器通過在結構中增加兩個彈性膜片，并對彈性膜片的結構形狀進行了專門設計，使得水聽器能夠更好的拾取低頻聲信號，對加速度產生的能量的吸收能力更強，可以更有效的消耗加速度產生的動能，利于抑制加速度響應，并適應實際應用中對水聽器細線化的需求，同時在保證低頻高靈敏度的同時，減小了水聽器的直徑，更適合應用在超細型水聽器陣列系統中。

本發明的另外一個目的在于提供一種光纖激光水聽器的制備方法。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種光纖激光水聽器，包括光纖、筒體和端頭，還包括兩個彈性膜片，所述彈性膜片包括上膜片、下膜片和連接上膜片與下膜片的支撐柱，彈性膜片上開設過纖孔，所述過纖孔為貫穿上膜片、下膜片與支撐柱的貫通孔，兩個彈性膜片分別連接在筒體的兩端，光纖從筒體一端的過纖孔中穿入，從筒體另一端的過纖孔中穿出，并與彈性膜片固定連接，端頭為兩個，分別固定連接在連接有彈性膜片的筒體兩端，光纖的兩端分別從端頭開設的過纖孔中穿過；所述上膜片與下膜片的高度相同均為h1，支撐柱的高度為h2，滿足h1:h2＝3:5～10。

在上述光纖激光水聽器中，所述上膜片與下膜片的表面邊緣處設有環形凸臺，通過環形凸臺與筒體的兩端固定連接。

在上述光纖激光水聽器中，所述環形凸臺與上膜片或下膜片一體化成型，環形凸臺與筒體的兩端通過粘接膠固定連接。

在上述光纖激光水聽器中，所述環形凸臺的外徑R_外與內徑R_內之差△R滿足：△R:R_外＝1:4～8。

在上述光纖激光水聽器中，所述環形凸臺的高度h3與上膜片或下膜片的高度h1滿足：h3:h1＝1:1～3。

在上述光纖激光水聽器中，所述上膜片或下膜片的高度h1為0.2～0.5mm；所述彈性膜片的材料為聚氨酯彈性體。

在上述光纖激光水聽器中，所述筒體由金屬框架和彈性體組成，所述金屬框架為圓柱形中空結構，表面開設若干個與內部連通的凹槽，彈性體套裝在金屬框架表面，且彈性體的厚度為0.3～0.5mm。