1、以光纖光柵作為傳感元件的水聽器具有體積小、抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)、便于光路復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)。在光纖光柵水聽器的工程應(yīng)用中，對(duì)其聲靈敏度、軸向抗加速度性能、耐靜水壓性能都有較高要求。本論文研究了能夠提高這些性能的無(wú)源光纖光柵水聽器和有源光纖光柵水聽器。
　　 論文首先介紹了國(guó)內(nèi)外光纖光柵水聽器的發(fā)展概況。在第二章中分析了光纖光柵的傳感原理。通過耦合模式理論和彈光效應(yīng)理論分析了光纖光柵水聲傳感器的靈敏度。在第三章中對(duì)光纖光柵水聽器增敏機(jī)理、非平

2、衡干涉儀的信號(hào)接收和解調(diào)技術(shù)、耐靜水壓和抗加速度等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了理論分析。
　　 采用側(cè)面壓迫式和端面拉伸式兩種增敏方法，研究、設(shè)計(jì)和制作的無(wú)源光纖光柵水聽器探頭在論文的第四章中做了介紹。采用環(huán)氧膠灌注和彈性膜片端面拉伸兩種方法分別對(duì)光纖光柵傳感器進(jìn)行增敏。研究結(jié)果表明環(huán)氧灌注方案諧振頻率過低(300Hz)，頻帶內(nèi)靈敏度頻響起伏較大，且高頻靈敏度過低(小于-205dB，(0)dB=1rad/μPa)，制作工藝要求較高;彈性片端面

3、拉伸方案采用鈹銅材料的彈性膜片進(jìn)行增敏，在100Hz～1000Hz頻率范圍內(nèi)靈敏度為-175±2dB。對(duì)端面拉伸式增敏水聽器樣品進(jìn)行了封裝，并應(yīng)用于水聲信號(hào)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，該水聽器在靈敏度及頻率響應(yīng)指標(biāo)上已經(jīng)基本滿足應(yīng)用要求。
　　 本文第五章研究、設(shè)計(jì)和研制了有源光纖光柵水聽器，它具有高靈敏度和抗加速度特性。首先采用λ/4相移型摻鉺光纖光柵構(gòu)成DFB激光器，輸出窄線寬激光。再利用彈性片增敏方法封裝該有源λ/4相移型光纖布

4、拉格光柵，構(gòu)成了高靈敏度有源光纖光柵水聽器。然后以兩邊對(duì)稱的膜片構(gòu)成封裝結(jié)構(gòu)來(lái)抵消軸向加速度干擾，提高水聽器在運(yùn)動(dòng)情況下的檢測(cè)能力，并通過對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化大大提高了光纖光柵水聽器的耐靜水壓能力。研究結(jié)果表明水聽器在100Hz～1000Hz頻率范圍內(nèi)靈敏度為-133.3±0.7dB(0dB=1 rad/μPa)，加速度靈敏度可做到-20dB((0)dB=1rad/g)以下，耐靜水壓可達(dá)2MPa，相當(dāng)于200m水深。實(shí)驗(yàn)表明，該水聽器在靈敏度、