光纤碟型加速度传感单元在三维矢量水听器中的应用研究

"基于光纤碟型加速度传感单元的三维柱形矢量水听器" 本文探讨了光纤矢量水听器（FOVH）在声学监测领域的应用，特别是针对线阵列应用的设计与研发。光纤矢量水听器因其在低频下具有高灵敏度、大动态范围以及对电磁干扰的免疫力而备受关注，这使得它成为新型矢量水听器领域的重要研究方向。为了优化设计，研究人员采用了有限元分析技术，其中包括光纤等效层方法（FLEM）和光纤细化结构方法（FLDM）来预测系统性能。 光纤等效层方法是一种利用数学模型将复杂的光纤结构简化为等效层，以方便计算和分析的方法。这种方法在预测光纤传感器性能时，能有效处理光纤结构的复杂性，为设计提供了理论支持。而光纤细化结构方法则更注重细节，通过精细模拟光纤的微观结构，更准确地评估其在不同条件下的响应。 在实际研制过程中，科研团队成功开发出光纤碟型矢量水听器样品。这种碟型设计旨在提高传感器的敏感性和稳定性。经过全面测试，该样品在100至1000 Hz的工作频率范围内，表现出优异的声压相移灵敏度，范围从-182 dB@100 Hz到-158.5 dB@1000 Hz（参考1 rad/μPa）。同时，样品的串扰指标小于-30 dB，这意味着在多通道测量时，各个通道之间的干扰非常小，保证了数据的准确性。 此外，文章指出，该矢量水听器样品具有良好的矢量性，这意味着它可以同时测量声波的幅度和相位信息，提供三维空间中的声场分布，这对于海洋环境监测、水下通信和潜艇定位等应用至关重要。因此，基于光纤碟型加速度传感单元的三维柱形矢量水听器在未来的水下声学探测技术中有着广阔的应用前景。 关键词：光纤光学、光纤矢量水听器、有限元分析、光纤等效层方法、光纤细化结构方法、声压相移灵敏度 这项研究的成果不仅展示了光纤技术在声学传感器设计上的创新应用，还进一步推动了光纤矢量水听器的技术发展，为后续的研究和工程实践提供了宝贵的参考。通过深入理解和优化这些关键技术，可以预期在声学测量和水下声学应用领域会有更多的突破。