圖1 “帶溫度補(bǔ)償?shù)男滦凸饫w布拉格光柵水聽(tīng)器”中的設(shè)計(jì)
事實(shí)上，這種類(lèi)似的結(jié)構(gòu)已有報(bào)道，國(guó)防科技大學(xué)殷小峰的碩士論文（“金屬?gòu)椘雒舴庋b無(wú)源光纖光柵水聽(tīng)器基元技術(shù)，”國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)， 2010.）中詳細(xì)報(bào)道了該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理，文中的19-24頁(yè)詳細(xì)推導(dǎo)了計(jì)算過(guò)程。
有意思的是這種結(jié)構(gòu)受到不少人的青睞，今年武漢理工大學(xué)也報(bào)道了相似的結(jié)構(gòu)（J. Wang and J. Huang， “Study of the planar optical fiber Bragg grating hydrophone probe with acceleration compensation，” Chinese Journal of Acoustics， pp. 149-161， 2011.）。而這種結(jié)構(gòu)最早在2007年就被報(bào)道過(guò)（王俊杰等， “一種平面型光纖光柵水聽(tīng)器探頭技術(shù)的研究，” 聲學(xué)學(xué)報(bào)， vol. 32， pp. 344-349， 2007.），結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖2。
圖2 “一種平面型光纖光柵水聽(tīng)器探頭技術(shù)的研究”中報(bào)道的結(jié)構(gòu)
除了這種結(jié)構(gòu)外，中電23所周少玲報(bào)道了采用成對(duì)FBG作為干涉儀的水聽(tīng)器設(shè)計(jì)，（“基于FBG對(duì)的低加速度靈敏度拖曳聲納陣水聽(tīng)器，” 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)， 2011.）。在水聽(tīng)器的諸多方案被研究過(guò)后，這種由挪威Optoplan公司實(shí)踐成功的方案正在被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)注，如讀者有興趣，可參見(jiàn)如下論文（S. Knudsen， et al.， “Permanently Installed High Resolution Fiber-Optic 3C/4D Seismic Sensor Systems for In-Well Imaging and Monitoring Applications，” in Proceedings of SPIE Vol. 5278 Sixth Pacific Northwest Fiber Optic Sensor Workshop， 2003， pp. 51-55.）。其基本原理為采用光纖光柵形成FP干涉腔，如圖3所示，解調(diào)方面仍可用水聽(tīng)器領(lǐng)域廣泛采用的PGC方法（圖4）。
圖4
但在此文中，周少玲等并未詳細(xì)介紹如何降低加速度響應(yīng)的細(xì)節(jié)，在這方面，國(guó)防科大羅洪（拖曳線列陣用光纖水聽(tīng)器的研究，“ 應(yīng)用聲學(xué)， vol. 25， pp. 65-68， 2006.）曾有過(guò)報(bào)道，但最詳細(xì)和系統(tǒng)的，莫過(guò)于O. H. Waagaard于2001年在JLT上的論文（”An Investigation of the Pressure-to-Acceleration Responsivity Ratio of Fiber-Optic Mandrel Hydrophones，“ Journal of Lightwave Technology， vol. 19， pp. 994-1003， 2001）。建議對(duì)水聽(tīng)器加速度響應(yīng)研究和加速度計(jì)感興趣的學(xué)者，不妨看看此文。
同樣對(duì)這種成對(duì)FBG原理的水聽(tīng)器感興趣的還有國(guó)防科大，最近的論文（Y. Lu and Z. Meng， Methods of reducing TDM crosstalk in an inline FBG based Fabry-Perot sensor， vol. 8194： SPIE， 2011.）中分析了時(shí)分復(fù)用的串?dāng)_問(wèn)題。這方面可參見(jiàn)（P. Nash，“High efficiency TDM/WDM architectures for seismic reservoir monitoring，”Proc. SPIE Vol.7503， 7503-276，2009）以及Optoplan公司的相關(guān)專(zhuān)利。
哈爾濱工程大學(xué)的康崇報(bào)道了PGC算法在FP光纖水聽(tīng)器方面的應(yīng)用（”F-P型同振式光纖矢量水聽(tīng)器相位產(chǎn)生載波解調(diào)算法，“ 光電子。激光， pp. 51-55， 2011.），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖5所示。
圖5
在其它類(lèi)型的光纖傳感技術(shù)方面，天津理工大學(xué)楊秀峰提出了采用刻蝕方法的FBG溫度傳感器（”一種新型光纖光柵溫度傳感特性的實(shí)驗(yàn)研究，“ 中國(guó)激光， pp. 147-150， 2011.）。該光柵是利用不同濃度的氫氟酸溶液對(duì)光纖布拉格光柵進(jìn)行選擇性刻蝕得到的，刻蝕區(qū)域改變了光纖的局部有效折射率，引入附加相移從而形成兩個(gè)諧振峰。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明該新型光柵具有不同的溫度靈敏系數(shù)。
電子8所的張承提出了一種基于強(qiáng)度調(diào)制的振動(dòng)傳感器，（”航空發(fā)動(dòng)機(jī)用光纖葉片振動(dòng)傳感探頭的研制，“ 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)， pp. 217-220， 2011.），該類(lèi)似結(jié)構(gòu)曾有很多報(bào)道，作者首先將其應(yīng)用到航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域（圖6）。
圖6
中北大學(xué)魏林分析了三種高溫傳感頭材料，闡述了材料的結(jié)構(gòu)和性能（”高溫光纖傳感器傳感頭材料，“ 光電技術(shù)應(yīng)用， pp. 56-60， 2011.）。
此外，近期關(guān)于光纖傳感在不同領(lǐng)域的應(yīng)用也很多，如中石油劉建斌提出的鐵路異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（”基于光纖光柵傳感的鐵路異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究，“ 交通科技， pp. 126-128， 2011.）、遼寧工程技術(shù)大學(xué)付華提出的煤礦火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（”光纖布拉格光柵傳感技術(shù)在煤礦火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，“ 傳感技術(shù)學(xué)報(bào)， pp. 778-782， 2011.）、西安科技大學(xué)的陳偉提出的基于FBG的瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（”基于光纖布拉格光柵傳感技術(shù)的瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，“ 煤礦安全， pp. 80-82， 2011.）、廣州大學(xué)朱萍玉的土壩滲漏監(jiān)測(cè)（”采用分布式光纖傳感技術(shù)的土壩模型滲漏監(jiān)測(cè)分析，“ 中國(guó)工程科學(xué)， pp. 82-85+96， 2011）、二炮張志利的陣地安全監(jiān)測(cè)（”光纖光柵傳感技術(shù)在陣地安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，“ 紅外與激光工程， pp. 492-496， 2011.）等。這些系統(tǒng)大都處于方案論證階段，有的進(jìn)行了模型實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的報(bào)道。
而大連理工大學(xué)朱彤等人的“圓沉箱靠船墩結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)”則進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施（”基于光纖光柵傳感技術(shù)的圓沉箱靠船墩結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，“ 水運(yùn)工程， pp. 156-162， 2011）。該項(xiàng)目以大連港鯰魚(yú)灣港區(qū)某30 萬(wàn)噸級(jí)原油泊位8#靠船墩為工程背景。在沉箱的不同位置成功安裝了FBG 傳感器，并在工程正常運(yùn)營(yíng)后傳感器存活率較高、性能保持完好。論文中采用仿真和實(shí)測(cè)分別給出了沉箱結(jié)構(gòu)的前5階頻率（圖7）。
圖7