[發明專利]一種光纖水聽器陣列光程差的測試設備及方法

有效

• 申請號: 202011048738.7
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112197938B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 陳劍;劉英明;陳小寶
• 申請（專利權）人: 上海傳輸線研究所(中國電子科技集團公司第二十三研究所)
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01H9/00
• 代理公司: 上海市匯業律師事務所 31325
• 代理人: 張保穎

1.一種光纖水聽器陣列光程差測試方法，其特征在于，包括一種光纖水聽器陣列光程差測試設備，所述光纖水聽器陣列光程差測試設備包括：

掃頻光源（1）、聲光調制器（2）、光纖耦合器一（3）、補償光路（4）、測試光路（5）、第一光電探測器（6）、第二光電探測器（7）、數據采集卡（8）、計算機（9）；所述掃頻光源（1）的光輸出端接入所述聲光調制器（2）的輸入端，所述聲光調制器（2）的輸出端接入所述光纖耦合器一（3）的輸入端，所述光纖耦合器一（3）將光分成兩束分別進入補償光路（4）與測試光路（5）的輸入端，所述補償光路（4）作為對所述測試光路（5）非線性效應補償的參考光路，被測光纖水聽器陣列（10）接入所述測試光路（5），所述測試光路（5）的輸出端接入所述第二光電探測器（7），所述第一光電探測器（6）與所述第二光電探測器（7）的輸出端接入數據采集卡（8）的輸入端，所述數據采集卡（8）的輸出端與計算機（9）相連；

所述光纖水聽器陣列光程差測試方法，還包括：

步驟1:配置光源參數，讀取陣列測試數據

配置掃頻光源（1）參數，設置聲光調制器（2）的調制周期，確保脈沖信號經時分器件延時后不發生交疊，完成陣列測試數據的數字化讀取；

步驟2:波分時分數據提取

通過高通濾波器濾除所采集的干涉波形中的低頻噪聲分量，對每個脈沖波形進行重采樣，取脈沖峰值中的平坦部分分量，進行多點平均，平均后的值作為新的采樣點；平均后的新的采樣點，依次重排組成新的干涉波形；

步驟3：時分波分數據重組

將重采樣后的干涉波形先拆解為數個波分，每一個波分中的數據再依次拆解為數個時分，具體個數由所述被測光纖水聽器陣列（10）的波長數決定；拆解后的波分時分數據給出數據標記，然后按照波分和時分的次序依次打包為數組數據；

步驟4：還原陣元拍頻信號

將時分波分數據組拆解為單個陣元的數據，還原成單個陣元的拍頻信號，依次進行運算；

步驟5:非線性效應補償

為實現非線性效應補償，以所述補償光路（4）采集到的波形信息重構采樣時鐘；再使用重構后的采樣時鐘，對所述測試光路（5）采集到的干涉信號進行重采樣處理，重采樣處理后的干涉信號就被消去非線性調諧的部分，得到僅包含待測陣列光程差信息的重采樣信號；

步驟6:光頻域解調，計算光程差

對重采樣信號進行傅里葉變換，將信號從拍頻頻域轉換為距離域，通過距離域的信息標注被測光程測試單元的反射面，計算對應的光反射面的距離差，再引入光纖實際折射率，即可得到光程差。

2.根據權利要求1所述的一種光纖水聽器陣列光程差測試方法，其特征在于：所述光纖耦合器一（3）為一分二光纖耦合器或2x2耦合器。

3.根據權利要求1所述的一種光纖水聽器陣列光程差測試方法，其特征在于：所述補償光路（4）包含光纖耦合器二、光纖延遲線、反射鏡，所述光纖耦合器二的左側兩個端口，一個端口與所述光纖耦合器一（3）的一個輸出端口連接，另一端口接入所述第一光電探測器（6）的輸入端；所述光纖耦合器二的右側端口分別與第一反射鏡和第二反射鏡連接；所述測試光路（5）包含光纖耦合器三、光纖延遲線、反射鏡，所述光纖耦合器三的左側兩個端口，一個端口與所述光纖耦合器一（3）的一個輸出端口連接，另一端口接入所述第二光電探測器（7）的輸入端，右側兩個端口分別連接反射鏡和光纖接頭，通過光纖接頭連接所述被測光纖水聽器陣列（10）。

4.根據權利要求3所述的一種光纖水聽器陣列光程差測試方法，其特征在于：所述光纖耦合器二和所述光纖耦合器三為2x2耦合器。