光纖水聽器按原理可分為干涉型、強度型、光柵型等。干涉型光纖水聽器關鍵技術己經逐步發展成熟,在部分領域己經形成產品,而光纖光柵水聽器則是當前光纖水聽器研究的熱點。
光纖光柵水聽器是以光柵的諧振禍合波長隨外界參量變化而移動為原理。光纖光柵水聽器一般基于光纖布拉格(Bragg)光柵構造,如圖1所示。
當寬帶光源(BBS)的輸出光波經過一個光纖布拉格光柵(CFBG)時,根據模式耦合理論可知,波長滿足布拉格條件:
的光波將被反射回來,其余波長的光波則透射。式中
為FBG的諧振耦合波長,也即中心反射波長,
為纖芯有效折射率,n為光柵柵距。當傳感光柵周圍的應力隨水中聲壓變化時,將導致
或n的變化,從而產生傳感光柵相應的中心反射波長偏移,偏移量由
確定,這樣就實現了水聲聲壓對反射信號光的波長調制。所以,通過實時檢測中心反射波長偏移情況,再根據各參數與聲壓之間的線性關系,即可獲得聲壓變化的信息。