[發(fā)明專利]一種竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)及其裝配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711291930.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN108151865B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振;姜文征;趙晨;張海巖;于文鵬;王學(xué)鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00;B29C39/10
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明公開了一種竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)，及其裝配方法，以及一種竹節(jié)形彈性筒的加工方法；其中，所述封裝結(jié)構(gòu)，包括：一對(duì)端蓋、一對(duì)彈性膜片、竹節(jié)形彈性筒和有源光纖；竹節(jié)形彈性筒的外表面設(shè)置有多個(gè)圓槽；竹節(jié)形彈性筒的內(nèi)部注滿有硅油；一對(duì)彈性膜片分別膠接在竹節(jié)形彈性筒的兩端；一對(duì)端蓋分別設(shè)置在竹節(jié)形彈性筒的兩端；端蓋與彈性膜片之間形成氣腔結(jié)構(gòu)；有源光纖位于竹節(jié)形彈性筒內(nèi)部中軸線位置，有源光纖的兩端分別從所述一對(duì)端蓋穿出。本發(fā)明所述的竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)，在滿足尺寸細(xì)徑化的同時(shí)保證了光纖激光水聽器在低頻段具有平坦的頻率響應(yīng)和較高的靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)及其裝配方法，以及一種竹節(jié)形彈性筒的加工方法。

背景技術(shù)

光纖激光水聽器依托“有源”光纖光柵技術(shù)，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(cè)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(hào)。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(duì)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(yōu)點(diǎn)，其直徑、重量等也遠(yuǎn)小于普通水聽器和干涉式光纖水聽器。

例如，現(xiàn)有的一種光纖光柵水聽器，該水聽器主體為一具有軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的圓柱型支撐筒，通過彈性體將光纖光柵固定在圓柱型支撐筒中，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲信號(hào)的拾取感知。然而，在光纖激光水聽器試驗(yàn)測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，單純采用軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的圓柱型支撐筒的封裝結(jié)構(gòu)的光纖激光水聽器雖然能夠?qū)崿F(xiàn)水聲信號(hào)的接收測(cè)試，但是，當(dāng)水聽器直徑變小，工作頻段下降時(shí)，其低頻響應(yīng)平坦型和靈敏度都有所下降，特別是當(dāng)頻段降到200Hz以下時(shí)，水聽器在多個(gè)頻率點(diǎn)處存在諧振，嚴(yán)重影響光纖激光水聽器的低頻響應(yīng)特性，進(jìn)而影響使用。因此，如何改善光纖激光水聽器在細(xì)徑尺寸下的頻響特性是超細(xì)徑光纖激光水聽器大規(guī)模應(yīng)用必須解決的重要技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)及其裝配方法，以及一種竹節(jié)形彈性筒的加工方法，在滿足尺寸細(xì)徑化的同時(shí)，保證光纖激光水聽器在低頻段具有平坦的頻率響應(yīng)和較高的靈敏度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)，包括：一對(duì)端蓋、一對(duì)彈性膜片、竹節(jié)形彈性筒和有源光纖；

竹節(jié)形彈性筒的外表面設(shè)置有多個(gè)圓槽，呈具有凹陷和凸起的齒狀結(jié)構(gòu)；其中，竹節(jié)形彈性筒的內(nèi)部注滿有硅油；

一對(duì)彈性膜片分別膠接在竹節(jié)形彈性筒的兩端；

一對(duì)端蓋分別設(shè)置在竹節(jié)形彈性筒的兩端，分別將所述一對(duì)彈性膜片封裝在所述竹節(jié)形彈性筒與端蓋之間；其中，端蓋與彈性膜片之間形成氣腔結(jié)構(gòu)；

有源光纖位于竹節(jié)形彈性筒內(nèi)部中軸線位置，有源光纖的兩端分別從所述一對(duì)端蓋穿出。

在上述竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)中，所述竹節(jié)形彈性筒，包括：金屬結(jié)構(gòu)的竹節(jié)框架和竹節(jié)橡膠體；

竹節(jié)框架沿軸線方向設(shè)置有多個(gè)透聲窗，竹節(jié)框架呈鏤空結(jié)構(gòu)；其中，所述竹節(jié)框架的外表面為：具有凹陷和凸起的齒狀結(jié)構(gòu)；

竹節(jié)橡膠體位于所述竹節(jié)框架內(nèi)部，竹節(jié)橡膠體的外表面與所述竹節(jié)框架的內(nèi)表面貼合；其中，所述竹節(jié)橡膠體的外表面、對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)透聲窗位置處為：具有凹陷和凸起的齒狀結(jié)構(gòu)；

竹節(jié)框架外表面上的凹陷和凸起與所述竹節(jié)橡膠體外表面上的凹陷和凸起互補(bǔ)，形成所述竹節(jié)形彈性筒外表面上的多個(gè)圓槽。

在上述竹節(jié)式光纖激光水聽器封裝結(jié)構(gòu)中，

竹節(jié)框架外表面上的凹陷和凸起，沿竹節(jié)框架的軸線方向按1：1尺寸設(shè)置；