一种光纤激光水听器光路结构及信号解调方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107884059A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201711023333.6(22)申请日2017.10.27(71)申请人北京航天控制仪器研究所地址100854北京市海淀区北京142信箱403分箱(72)发明人郝良彬赵晨张海岩李振赵俊鹏(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人范晓毅(51)Int.Cl.G01H9/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种光纤激光水听器光路结构及信号解调方法(57)摘要本发明公开了一种光纤激光水听器光路结构及信号解调方法。其中，该结构包括泵浦激光器、波分复用器、光纤激光水听器、隔离器、非平衡迈克尔逊干涉仪、光电探测器、模数转换器和数字调制解调模块；其中，非平衡迈克尔逊干涉仪将携带有外界声信号的光信号进行载波调制得到携带有外界声信号的干涉光信号，光电探测器将携带有外界声信号的干涉光信号转换为携带有外界声信号的模拟电信号，并将模拟电信号传输给模数转换器，模数转换器将模拟电信号转换成数字电信号并将数字电信号输入至数字调制解调模块进行信号解调，得到外界声信号对应的信息。本发明使得制作工艺简单，抗噪能力强，实时性好，便于光纤激光水听器的大规模复用。CN107884059ACN107884059A权利要求书1/2页1.一种光纤激光水听器光路结构，其特征在于包括：泵浦激光器(1)、波分复用器(2)、光纤激光水听器(3)、隔离器(4)、非平衡迈克尔逊干涉仪(5)、光电探测器(11)、模数转换器(12)和数字调制解调模块(13)；其中，泵浦激光器(1)输出的连续光通过尾纤进入波分复用器(2)的输入端，经波分复用器(2)的公共端进入光纤激光水听器(3)；外界声波信号对光纤激光水听器(3)进行波长调制，使得光纤激光水听器(3)反射的光信号携带有外界声信号，并进入波分复用器(2)，经波分复用器(2)的输出端进入隔离器(4)的一端，由隔离器(4)的另一端进入非平衡迈克尔逊干涉仪(5)，非平衡迈克尔逊干涉仪(5)将携带有外界声信号的光信号进行载波调制得到携带有外界声信号的干涉光信号，并将携带有外界声信号的干涉光信号输入至光电探测器(11)，光电探测器(11)将携带有外界声信号的干涉光信号转换为携带有外界声信号的模拟电信号，并将模拟电信号传输给模数转换器(12)，模数转换器(12)将模拟电信号转换成数字电信号并将数字电信号输入至数字调制解调模块(13)进行信号解调，得到外界声信号对应的信息。2.根据权利要求1所述的光纤激光水听器光路结构，其特征在于，还包括数字频率合成器(14)和运算放大器(16)；其中，所述数字频率合成器(14)与所述运算放大器(16)相连接；所述数字调制解调模块(13)将预设的载波调制频率对应的控制信号输入至所述数字频率合成器(14)，所述数字频率合成器(14)根据控制信号输出对应频率的模拟电信号至所述运算放大器(16)，所述运算放大器(16)将模拟电信号放大后输入至所述非平衡迈克尔逊干涉仪(5)实现载波调制。3.根据权利要求1所述的光纤激光水听器光路结构，其特征在于，所述非平衡迈克尔逊干涉仪(5)包括光纤延时环(6)、耦合器(7)、缠绕在压电陶瓷环的光纤环(8)、第一法拉第旋转镜(9)和第二法拉第旋转镜(10)；其中，缠绕在压电陶瓷环的光纤环(8)分为两端，一端与耦合器(7)连接，另一端与第一法拉第旋转镜(9)连接；所述运算放大器(16)输出端与缠绕在压电陶瓷环的光纤环(8)的压电陶瓷环连接；所述运算放大器(16)输出的模拟电信号驱动缠绕在压电陶瓷环的光纤环(8)的压电陶瓷环，实现光信号的载波调制；所述隔离器(4)输出的光信号进入耦合器(7)后，分为两路光，一路光信号经光纤延时环(6)经光纤延时环(6)到达第二法拉第旋转镜(10)后再反射回耦合器(7)；另一路光信号经缠绕在压电陶瓷环的光纤环(8)到达第一法拉第旋转镜(9)后再反射回耦合器(7)；在耦合器(7)内两路反射光产生干涉，形成载波调制的携带有外界声信号的干涉光信号。4.根据权利要求1所述的光纤激光水听器光路结构，其特征在于，还包括同步晶振(15)；其中，所述同步晶振(15)分别与所述数字调制解调模块(13)、所述数字频率合成器(14)相连；所述同步晶振(15)用于向所述数字调制解调模块(13)和所述数字频率合成器(14)提供同步时钟。2CN107884059A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的光纤激光水听器光路结构，其特征在于，泵浦激光器(1)的波长为980nm，功率为150mW。6.一种基于数字调制解调模块的信号解调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：数字调制解调模块(13)接收