3×3耦合器在光纤水听器时分复用系统的光强补偿技术

"基于3×3耦合器的光纤水听器时分复用系统的光强补偿方法" 本文探讨了一种创新的光强补偿方案，应用于基于3×3耦合器的光纤水听器时分复用系统。光纤水听器通常采用2×2耦合器结构，而该方案引入了3×3耦合器作为匹配干涉仪，以提高系统对光强波动和耦合器分光比变化的适应性。通过利用时分复用系统中的非干涉脉冲作为参考光强，系统能够对3×3耦合器的两路输出进行数学运算，并结合数字反正切技术进行信号解调。这种方法无需载波调制，简化了系统复杂性，有助于实现近似的等臂干涉，从而降低相位噪声。 在3×3耦合器的选择上，该方案不仅适用于一般非对称结构，而且具有较小的运算量，这意味着它在处理动态范围大的信号时具有更高的效率和稳定性。通过实施该补偿策略，实验成功地构建了一个包含8路光纤水听器的时分复用系统。在光功率变化约为10%的情况下，光强补偿技术可以显著降低总谐波失真，平均值下降30 dB，表明其在抑制噪声方面效果显著。特别是在信号频率为1 kHz时，系统的噪声本底被控制在30 μrad/Hz1/2以下，展示了良好的信噪比性能。 关键词中的"光纤光学"是指使用光纤传输和处理光信号的技术，"光纤水听器"是一种利用光纤检测水下声波的设备，"信号解调"是将调制后的信号恢复成原始信息的过程，"光强补偿"是为了抵消光强变化对测量结果的影响，"3×3耦合器"是本文的核心组件，用于信号处理，"时分复用"则是一种让多个信号在同一条通道上分时共享的方法，"匹配干涉仪"是利用干涉原理来检测光强变化的装置。 总结来说，这篇文章提出了一种有效解决光纤水听器时分复用系统中光强波动问题的方法，通过3×3耦合器和数字信号处理技术实现了高精度的光强补偿，提升了系统的稳定性和信号质量，对于光纤水听器和相关光学通信系统的优化设计具有重要的理论和实践价值。