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超强激光科学卓越创新简报

(第一百六十八期)

2021年3月5日

上海光机所在分布式光纤水声探测技术方面取得新进展

　　近日，中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室和中国电子科技集团公司第二十三研究所合作，基于相位敏感光时域反射计（Φ-OTDR）实现了一种新型的分布式光纤水听器，并开展了外场湖试，相关研究成果在线发表于Optics Express。

　　光纤水听器以其湿端无源、耐腐蚀、灵敏度高等优势，对于海洋水下目标探测、矿产资源开发等领域具有重要应用价值。但是，当前的干涉仪型光纤水听器是一种点式水听器，组网系统复杂，自动化制备程度低，不利于大规模复用，且阵元间隔固定，频率探测灵活性低。

　　该研究中，研究人员提出一种基于Φ-OTDR的新型分布式光纤水听器。通过在声敏芯棒上缠绕光纤，并覆以防水护套，实现了一种可自动化制备的增敏光缆，水声灵敏度可达-146 dB rad/μPa/m，较普通光缆灵敏度提高了多个数量级；建立了适用于分布式水听器的阵列模型，并分析了阵列孔径对水听器方向响应上的影响，为阵列信号处理提供了技术依据；在外场湖试中，利用104m长的光缆，实现了水下不同频率声目标的的检测、定向和轨迹跟踪，验证了分布式水声探测技术的可行性，为后期深入开展应用研究奠定了基础。

　　相关研究得到了国家重点研发计划、上海市科委、国家自然科学基金以及中科院科发局项目的支持。（中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室供稿）

　　原文链接

图 16水下声目标轨迹跟踪结果

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