π相移光纤光栅水听器的超声波传感指向特性 |
| |
引用本文: | 安秉文,陈家熠,李斐然,李子琪,吴先梅.π相移光纤光栅水听器的超声波传感指向特性[J].物理学报,2023(6):220-230. |
| |
作者姓名: | 安秉文 陈家熠 李斐然 李子琪 吴先梅 |
| |
作者单位: | 1. 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室;2. 中国科学院大学 |
| |
基金项目: | 国家自然科学基金(批准号:11674351)资助的课题~~; |
| |
摘 要: | π相移光纤光栅因具有较短的有效光栅传感长度,近年来成为了超声传感领域的研究热点.本研究旨在探究π相移光纤光栅作为水听器应用时对超声波的指向性特性.选取π相移光纤光栅作为超声传感单元,先基于分层介质的声传播理论计算出水中超声波入射时光纤纤芯的应变,再运用基于光学耦合模方程的传递矩阵法计算反射光谱得到光波长偏移.将角度-频率空间分为三个区域,计算了声波频率在1—10 MHz时不同角度下的应变结果和光波长偏移响应特性,并开展了实验研究.结果表明,理论和实验结果具有较高的一致性,π相移光纤光栅在超声波垂直光纤入射时响应最大,随声波入射方向与光纤法向间夹角的增加,π相移光纤光栅的声响应先急剧下降,后在水中直达声波和光纤中导波叠加时出现极大值.此外,π相移光纤光栅的声响应随声波频率增加而降低.本研究对π相移光纤光栅在超声传感中的实际应用具有重要意义.
|
关 键 词: | π相移光纤光栅 超声传感 指向性 |
|
| 点击此处可从《物理学报》浏览原始摘要信息 |
|
点击此处可从《物理学报》下载免费的PDF全文 |
|