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申请/专利权人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所

摘要：本发明涉及一种宽带低噪声抗偏振衰落的光纤光栅水听器系统与方法，包括，信号发生器，用于为声光调制器提供时钟信号、脉冲调制信号、正弦调制信号，为偏振切换器件提供方波信号，为数据采集卡提供时钟信号、触发信号；非平衡干涉仪，用于产生干涉脉冲；双光脉冲产生模块，包括依次连接的窄线宽激光器、第一光纤耦合器、第一声光调制器、第二声光调制器、延迟光纤、第二光纤耦合器。本发明使用高速偏振切换技术提高系统采样率与载波频率，并抑制由偏振衰落导致的探测噪声涨落，以弱反射率FBG阵列为传感阵列，抑制信号串扰，采用数字外差调制解调技术，提高探测系统对高频信号和大幅度信号的探测能力，实现宽带低噪声的水声探测系统。

主权项：1.一种宽带低噪声抗偏振衰落的光纤光栅水听器系统，其特征在于：包括，信号发生器，用于为声光调制器提供时钟信号、脉冲调制信号、正弦调制信号，为偏振切换器件提供方波信号，为数据采集卡提供时钟信号、触发信号；非平衡干涉仪，用于产生干涉光脉冲；双光脉冲产生模块，包括依次连接的窄线宽激光器、第一光纤耦合器、第一声光调制器、第二声光调制器、延迟光纤、第二光纤耦合器，其中，窄线宽激光器用于产生高相干连续激光，第一光纤耦合器用于将高相干连续激光分成相同光功率的两路连续激光，第一光纤耦合器的两个输出端分别与第一声光调制器和第二声光调制器的输入端连接，第一声光调制器的输出端与延迟光纤的输入端连接，第二声光调制器的输出端和延迟光纤的输出端分别与第二光纤耦合器的两个输入端连接，第二光纤耦合器的第一输出端与偏振切换器件的输入端连接，其中第一声光调制器和第二声光调制器根据信号发生器的脉冲调制信号和正弦调制信号分别将两路连续激光调制为脉冲重复频率为fs、光频差为Δf的两路光脉冲，其中一路光脉冲经过延迟线圈后产生时延τ，在经过第二光纤耦合器后产生两路时延为τ、双光脉冲重复频率为fs、光频差为Δf的双光脉冲；偏振切换器件，根据信号发生器的控制方波信号对双光脉冲的偏振态进行调制，得到的双光脉冲中第一个光脉冲偏振态一致，第二个光脉冲的左半光脉冲与右半光脉冲偏振态正交，偏振态的调制频率为fs2；FBG阵列，由等间隔刻蚀了N+1个FBG的光纤组成，相邻两个FBG构成一个FPI,用于传感外界水声信号，其引起的单程光脉冲时延为τ2；FBG阵列包含N个FPI，返回的一组脉冲序列中包含N+2个光脉冲，其中第2个至第N+1个光脉冲为干涉光脉冲；环形器，环形器用于将偏振切换器件调制后的双光脉冲从第二端口输入FBG阵列，并接收FBG阵列返回的一组光脉冲信号，通过第三端口输出到光电探测器；光电探测器，光电探测器用于分别将FBG阵列反射回的N+2个脉冲光信号和非平衡干涉仪输出的干涉光脉冲转换为脉冲电信号；数据采集卡，用于根据信号发生器的时钟信号和触发信号对光电探测器转换的两路脉冲电信号分别进行采集；信号处理机，用于从数据采集卡采集的脉冲电信号中提取出四路干涉信号和差频信号，进行混频和低通滤波后复数化，构造复数响应矩阵，计算复数矩阵对应的行列式的平方根，从复数计算结果中提取并计算干涉信号的相位信息。

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