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1、分类号型2 主三 UDC 1S 4 2 5 57 学号Q 互Q 2 2 Q ! 密级金匠 工学博士学位论文 光纤激光水听器技术 博士生姓名马丽娜 学科专业 研究方向 指导教师 光学工程 光纤信息技术 胡永明教授 国防科学技术大学研究生院 二O O 年三月 - _ 、 J、 ， ， 矗 F i b e rl a s e rh y d r o p h o n e C a n d i d a t e ：( M AL i n a ) S u p e r v i s o r ：( P r o f H uY o n g m i n g ) Ad i s s e r t a t i o n S u b m
2、i t t e di np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t s f o rt h ed e g r e eo fD o c t o ro fE n g i n e e r i n g i nO p t i c a IE n g i n e e r i n g 一 一一 G r a d u a t eS c h o o lo fN a f i o n a lU n i v e r s i t yo fD e f e n s eT e c h n o l o g y C h a n g s h a ，H u
3、 n a n , P R C h i n a M a r c h ，2 0 1 0 叫 j 独创性声明 filr fr il r lrf l f lll l lIIf Y 17 9 6 0 9 3 本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 日 本人完全了解国防科学技术大学有
4、关保留、使用学位论文的规定本人授权 国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档，允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存，汇编学位论文 ( 保密学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：密卜 日期卅Q 年 月 刁 日 作者指导教师签名： 盈l - 2 i 生遮L日期：名矽口年j 月茑日 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第一章绪论1 1 1 光纤激光水听器的研究背景1 1 2 光纤激光水听器的研究现状6 1 2 1 光纤激光水听器的研究历史及现状6 1 2 2 光纤激光水听器
5、研究的基础技术和存在的问题1 2 1 3 本论文的主要工作1 6 第二章线型腔光纤激光器技术1 8 2 1 分布布拉格反射式光纤激光器1 8 2 1 1 分布布拉格反射式光纤激光器的系统构成1 8 2 1 2 分布布拉格反射式光纤激光器的单纵模工作方案2 1 2 。1 3 分布布拉格反射式光纤激光器的单偏振输出设计方案2 6 2 2 分布反馈光纤激光器3 0 2 2 1 分布反馈光纤激光器的系统构成与耦合模理论3 0 2 2 2 相移光栅D F B 激光器3 3 2 2 3 相移光栅D F B 激光器的偏振模式竞争3 6 2 3 线型腔光纤激光器的强度噪声模型3 9 2 3 1 掺铒光纤激光器
6、的强度噪声模型4 0 2 3 2 铒镱共掺光纤激光器的强度噪声模型4 3 2 4 线型腔光纤激光器的极限噪声模型4 5 2 5 线型腔光纤激光器指标的实验室测试技术4 7 2 5 1 激光器光学指标的实验室测试方法4 7 2 5 2 激光器噪声指标的实验室测试方法4 9 2 6 线型腔光纤激光器的实验室制作与指标测试结果5 0 2 6 1 线型腔光纤激光器的实验制作工艺概述5 0 2 6 2 线型腔光纤激光器的光学指标测试结果5 2 2 6 3 线型腔光纤激光器强度噪声的测量结果5 4 2 6 4 线型腔光纤激光器相位噪声的实验室测量结果5 6 2 7 本章小结5 7 第三章光纤激光水听器基元
7、分析与信号解调5 9 第1 页 1 1 录 且 一 一 要 nartS 摘 舳 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 3 1 光纤激光水听器的卢雎模型5 9 3 1 1D B R 光纤激光水听器声压模型5 9 3 1 2D F B 光纤激光水听器声压模型6 1 3 1 3 光纤激光水听器的声压灵敏度6 1 3 1 4 光纤激光水听器的最小可测声压强度6 3 3 2 光纤激光水听器的声压解调方案6 5 3 2 1P G C 外调制解调原理6 5 3 2 2 光纤激光水听器消偏振衰落技术6 8 3 3 多纵模光纤激光水听器的信号解调6 9 3 3 1 多纵模光纤激光水听器信号解调的研究意义6 9
8、3 3 2 采用P G C 解调时多纵模光纤激光水听器中的信号衰落现象7 0 3 3 3 多纵模光纤激光水听器的信号解调原理7 9 3 4 光纤激光水听器的声压灵敏度和频率响应8 2 3 4 1 声压灵敏度和频率响应的测试方法8 2 3 4 2 多纵模D B R 掺铒光纤激光水听器测试结果8 4 3 4 3 单纵模D B R 铒镱共掺光纤激光水听器测试结果8 7 3 4 4 单纵模D F B 掺铒光纤激光水听器测试结果8 9 3 5 本章小结9 1 第四章光纤激光水听器封装技术9 3 4 1 封装结构的理论模型9 3 4 1 1 封装结构的有限元模型9 3 4 1 2 声压灵敏度分析和结构参数
9、优化9 5 4 2 光纤激光水听器封装实验分析9 9 4 2 1D F B 光纤激光水听器封装实验9 9 4 2 2 铒镱共掺D B R 光纤激光水听器封装实验1 0 3 4 2 3 同种封装结构的一致性分析1 0 5 4 3 光纤激光水听器封装结构的老化实验1 0 6 4 3 1D F B 光纤激光水听器老化试验1 0 6 4 3 2 铒镱共掺D B R 光纤激光水听器老化试验1 0 7 4 4 封装光纤激光水听器的动态工作范围1 0 8 4 5 本章小结1 1 0 第五章光纤激光水听器复用技术1 1 2 5 1 光纤激光水听器波分复用系统结构1 1 2 5 1 1P G C 解调对光纤激光
10、水听器复用系统结构的设计要求1 1 2 第页 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 5 1 2 光纤激光水昕器复用系统结构1 1 5 5 2 光纤激光水听器波分复用阵列的强度噪声分析1 1 8 5 2 1 复用阵列中基元的强度噪声模型1 1 9 5 2 2 复用阵列中基元的强度噪声测试1 2 3 5 3 光纤激光水听器波分复用阵列的相位噪声分析1 2 7 5 3 1 外部反射光对线型腔光纤激光器输出光频率的影响1 2 7 5 3 2 光纤熔接点对光纤激光水听器相位噪声的影响1 2 9 5 3 3 瑞利散射对光纤激光水听器相位噪声的影响1 3 0 5 3 4 复用基元对光纤激光水听器相位噪声的影
11、响1 3 2 5 4 光纤激光水听器波分复用容量分析1 3 5 5 4 1 复用容量测试与估算1 3 5 5 4 2 最大复用容量下的基元光功率增益1 3 8 5 5 二基元光纤激光水听器波分复用阵列的信号串扰分析1 4 0 5 5 1 通道串扰和测试方法1 4 0 5 5 2 测试结果及分析1 4 1 5 6 本章小结1 4 6 第六章主要结论及需进一步解决的问题1 4 8 6 1 主要结论和实验结果1 4 8 6 2 存在的问题和解决途径1 5 1 致谢1 5 3 参考文献1 5 5 作者在学期间取得的学术成果1 6 7 第m 页 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 表目录 表2 1E
12、D F - C 1 4 0 0 主要参数4 1 表2 2 铒镱共掺光纤主要参数4 4 表2 3D B R 激光器的主要光学指标。5 2 表2 4O F B 激光器的主要光学指标5 3 表2 5 光纤激光器的强度噪声5 4 表2 6 光纤激光器的驰豫振荡频率5 5 表2 7 光纤激光器的相位噪声5 6 第1 V 页 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 图目录 图1 i干涉型光纤水听器结构示意图2 图1 2 干涉型光纤水听器波分复用系统结构图2 图1 3光纤激光器结构示意图3 图1 4 典型的光纤激光水听器系统3 图1 5 典型的光纤激光水听器波分复用系统4 图1 6 干涉型和光纤激光传感器的最小分辨率5 图1 7四基元D B R 光纤激光水听器阵列。6 图1 8D J H i l l 等对光纤激光水听器的实验结果7 图1 9D F B - F L 光纤激光水听器实物及抗加
