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光纤传感的基本原理是:光源入射的光束经由光纤进入光纤传感器件,在传感器内与外界物质相互作用,该光束成为被待测物理参数调制的光信号, 使强度、波长、频率、相位、偏振态等光参量发生变化,光信号再由光纤进入光电器件,经解调器的解调后可获得被测参数。整个过程中,光纤及其传感器件起到信号传输和外界物理量感知的作用,是光纤传感的关键组成部分。不同于远距离传输的通信光纤,为了更敏锐地“感知”外界各种信息,通常需要对光纤的波导结构进行特殊的设计,并将其加工成各种高精度的光纤传感器件。
抗弯曲光纤弯曲损耗低、机械强度高,适合小尺寸振动环绕制,在光纤水听器上有重要应用。光纤水听器基于光纤迈克耳孙干涉仪的传感原理,即外界声信号引起光纤形变,改变光信号经传感光纤传输的光相移,并经干涉仪调制成为光强度交变信号。利用配套的光相位解调仪,提取光纤水听器拾取的声信号,利用相关软件展示波形、电压等参数。
在实际应用中，单个光纤水听器很难获得目标的详细信息,因此需要布放成百上千个探测基元组成大的探测阵列,通过水听器阵列实现声场信号的波束形成,进而实现对水下目标的定位与指向。对于大规模的布放,要求探测阵列及传输光缆体积小、重量轻、易于收放。因此要求作为水听器用的传感光纤的几何尺寸小型化,能耐受更小的弯曲半径,且具有更低的弯曲损耗。抗弯光纤也经历了几何尺寸逐步减小、宏弯损耗逐步降低、弯曲机械可靠性逐步提高的发展历程,其极限弯曲半径已经达到了5mm,最大宏观弯曲损耗小于0.01dB/turn。
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