《基於微光機械薄膜的光纖雷射次聲波探測技術研究》是依託華中科技大學，由魯平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於微光機械薄膜的光纖雷射次聲波探測技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魯平
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目針對地震前兆次聲波異常監測方面的迫切需求，將高性能光纖雷射感測技術引入次聲波探測中，具體開展基於微光機械薄膜（MOMF）的光纖雷射感測研究，研究次聲波探測的基礎理論與探測方法。該技術基於光纖雷射微機械薄膜超短腔諧振結構，利用多縱模相位鎖定技術，實現超快頻率，窄脈衝和高能量的雷射輸出。當微機械薄膜感應外界氣壓變化，輸出光的頻率也將隨之發生變化，由此實現信號的探測。該技術具有解析度高、回響特性好、測量範圍大、尺寸小、易於組網等優勢。本課題將圍繞極低頻0.008Hz-20Hz超高靈敏度測試的關鍵科學問題、光纖雷射器低頻噪聲控制技術、系統整體噪聲的分析與控制及大規模組網技術開展研究，力爭取得重點突破。
結題摘要
項目完成了高靈敏、高精度光纖次聲探測技術的研究。主要內容包括：(1)研究了基於光纖非本徵法布里-珀羅干涉儀（EFPI）次聲感測器。項目基於特殊研製的微光機械薄膜（MOMF）實現了高靈敏、高精度的次聲感測，實驗樣機通過了國家權威機構測試；(2)研究了多種具有特殊結構的新型光纖聲波感測器，包括基於多縱模相位鎖定光纖雷射器的頻率調製型聲感測器、基於非標準光纖耦合器強度調製型聲感測器、基於雙光柵波長調製型聲感測器、基於細芯超長周期光纖光柵的聲感測器，以及基於內嵌長周期光纖光柵的薩格納克聲感測器。這些新型的聲波感測器採用了特殊的感測結構，豐富了項目研究內容；(3)研究了高精度聲波解調技術，包括基於Q點（正交相位點）的強度解調和相位解調方法。將對稱3×3耦合器被動零差解調方法套用於光纖準分散式感測，同時針對EFPI型聲波感測器提出了基於微分交叉相乘（DCM）算法的雙波長相位解調方法，能夠有效解調各種具有不同腔長的EFPI型聲波感測器，彌補了目前常見相位解調方法的缺點。另外，本項目開展了基於強度解調的聲波與側向壓力的動靜態雙參量信號測量研究；(4)最後，本項目研究了光纖準分散式聲波感測技術。利用光纖布拉格光柵構成線上法布里珀羅腔，使用具有不同諧振波長的光纖布拉格光柵實現波分復用，基於多點復用技術實現了聲感測器的成陣以及聲源定位。所研究的光纖次聲感測器具有靈敏度高、抗電磁干擾、耐惡劣環境、水下無電、體積小、重量輕、易於組成大規模陣列等特點，除了可以用於地震前兆次聲波異常監測，在水下目標定位、石油勘探和海洋環境檢測、構建水下監測系統、先進水聲裝備和水下信息網等方向都有重要的套用前景。 項目總計發表論文40篇，其中期刊論文28篇，會議論文12篇。會議特邀報告3次。申請專利18項，其中授權6項；授權3項軟體著作權。項目研究成果先後獲得了中國通信學會科學技術獎一等獎、湖北省技術發明二等獎以及中國光學工程學會創新產品一等獎。
