Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Fiberlaserteknik för undervattenssensorer.

Fiberlaserteknik för undervattenssensorer. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Kullander Fredrik
Ort: Stockholm
Sidor: 27
Utgivningsår: 2002
Publiceringsdatum: 2002-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0726--SE)
Nyckelord Hydrofon, fiberlaser, fiberoptisk sensor, fiberoptik, sensorteknik, hydroakustik, släpsonar, hydrophone, fiber laser, fiber optic sensor, fiber optics, sensor technology, hydroacoustics, towed array sonar
Sammanfattning Under året 2002 har fiberlasersensorer för hydroakustiska tillämpningar studerats. En seriell array med fyra fiberlasrar har testats avseende optiska prestanda. Ett utläsnings- och demoduleringssystem för fyra kanaler baserat på våglängdsdelningsmultiplexering och heterodyndemodulering konstruerades och utprovades, bland annat FM demodulatorer med integrerade fotomottagare. Akustiska gränssnitt för att förstärka ljudtryckets inverkan på fiberlasern har utvecklats. För att erhålla en förstärkningsfaktor utöver vad som typiskt är möjligt genom att mantla fibern med homogena plastmaterial studerades mekaniska gränssnitt. Det var möjligt att erhålla en tillräckligt hög förstärkning, uppåt 50 dB, för att nå akustisk detekterbarhet ned till havsbrusnivån SS0 ("Sea State Zero"). Lasrarnas frekvensbrus, som ytterst sätter gränsen för egenbruset, uppmättes i ett frekvensband från 20 Hz till 20 kHz. Frekvensbruset för fiberlasrarna i den seriella arrayen var jämförbart med uppmätt brus från enskilda element med en nivå nära 10 Hz/?Hz vid 1 kHz. Överhörningen mellan fiberlaserkanalerna var låg med en uppmätt nivå nedåt -60 dB. Signalerna från fiberlaserarrayen hamnade ibland i ett ostabilt tillstånd av självsvängning med förstärkt intensitetsbrus kring frekvensen för lasrarnas relaxationsoscillationer. Detta kunde motverkas genom att stämma av pumplaserns drivström eller dess temperatur.
Abstract Fiberlasersensors for hydroacoustic applications were studied during 2002. The optical performance of a serial array with four distributed feedback DFB fiberlasers along a single fiber was tested. An interrogation/demodulation system for four channels based on wavelength division multiplexing and heterodyne demodulation was constructed and evaluated. FM demodulators with integrated photodetectors were constructed. Acoustic interfaces to enhance the sensitivity of the fiberlasers were developed. In order to extend the acoustic amplification beyond what can be reached with homogeneous coatings, typically of plastic materials, mechanical interfaces were studied. It was found that mechanical constructions of limited size might provide sufficient gain (50 dB) to allow detection down to the sea state zero hydroacoustic level. The frequency noise of the fiberlasers, ultimately limiting the resolution of the sensors, was measured within a frequency band from 20 Hz to 20 kHz. The frequency noise in the serial array was found to be comparable to that of single fiber laser elements with a level approaching 10 Hz/?Hz at 1 kHz. The crosstalk between the fiberlasers was found to be low with a measured level of about -60 dB. Occasionally, the fiberlaser array could turn into an unstable state with amplified intensity noise centered in frequency around the relaxation oscillation resonance of the lasers. This state could be counteracted by tuning the pumplaser drive current or its temperature.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182