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DFB光纤激光器声致弯曲振动研究

2012-08-16 10:04
安娜PARKER
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  结合以上公式可得:

  因此,DFB光纤激光水听器的声压灵敏度可分为3个部分表示,即:

  其中MDFB表示DFB光纤激光水听器的声压灵敏度,单位为dB(re1rad/μPa);EZ表示每μPa声压下引起的光纤的轴向应变,单位为1/μPa;Gint是一个常数,表示单位长度非平衡干涉仪对激光器单位应变的相位增益,该常数与激光器初始波长有关,若波长为1550nm,代入式(4)和(5)则可计算出Gint=133.26dB(re1rad);d为非平衡干涉的长度,单位为m。

  可见对DFB光纤激光水听器灵敏度进行分析时,只需计算出单位声压下所引起的DFB光纤激光器的轴向应变,结合非平衡路径长度所产生的增益,即可计算出声压灵敏度。

  3DFB光纤激光器水下弯曲振动分析

  根据声学理论可知,当光纤置于水下声场中时,光纤的存在将改变原有声场的分布,引起声波的散射。由于光纤所产生的散射波具有方向性,因此未受干扰的平面波与散射波叠加后的声场将在光纤上产生与声波传播方向相同的净力;在此净力作用下,光纤将沿声波传播方向产生横向振动,造成光纤轴向上的拉伸,此时DFB光纤激光器内部除均匀受压而产生受声信号调制的应变外,还将产生由于弯曲而引起的应变,导致DFB光纤激光器出射激光波长的变化。

  3.1由于声散射作用在光纤上的净力

  根据声的散射理论,当一个圆柱体置于平面波声场中时,由于声散射影响而作用在每单位长度圆柱上的净力为:

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