一种调制装置及光纤水听器的制作方法

本技术涉及光纤传感，具体的讲，涉及一种调制装置及光纤水听器。

背景技术：

1、光纤水听器是利用光纤传感技术，将声信号加载到光干涉的相位信息上，具有灵敏度高、传输距离远、抗电磁干扰能力强，易于大规模复用等优点。近年来光纤水听器在工程应用中得到广泛推广，在岸基探测、拖曳探测阵列、潜用舷侧探测阵列中都有使用，取得较好的应用效果。差频调制是光纤水听器的一种调制方式，利用差频调制的光纤水听器具有调制稳定度高、解调简洁和动态范围大等优点。

2、光纤水听器差频调制是产生两个光频率不同的脉冲光信号，且两个脉冲光信号在时序上有一定的时延要求。现有技术通常是用一个单独的光开关器件，如声光调制器或电光调制器将连续光调制成脉冲光信号，该脉冲光信号分别被两个光移频器件移频，生成两个光频率不同的脉冲光信号，两个脉冲光信号之间的时延是在其中任意一个脉冲光的传播路径上用一段光纤来实现时延要求。但差频调制方式相较于其它光纤水听器调制方式，其使用的光学器件多，光路复杂和功耗较大，不适用低功耗、小型化等应用场景。

技术实现思路

1、本实用新型在于提供一种调制装置，目的是为了克服现有光纤水听器光路复杂和功耗较大的问题，从而优化整个调制装置。

2、本实用新型的一方面提供一种调制装置，包括：移频驱动器、第一移频器、第二移频器和第一耦合器。

3、其中，移频驱动器包括输入端、第一输出端和第二输出端，输入端用于接收调制脉冲电信号，第一输出端用于输出调制频率为第一频率的第一脉冲调制电信号，第二输出端用于输出调制频率为第二频率的第二脉冲调制电信号；

4、第一移频器的驱动端与第一输出端连接；

5、第二移频器的驱动端与第二输出端连接；

6、第一移频器的输出端与第一耦合器的输入端直接连接，第二移频器的输出端通过延时光纤与第一耦合器的输入端连接；

7、第二耦合器，所述第二耦合器的输出端分别与所述第一移频器以及所述第二移频器连接。

8、其中，移频驱动器包括：第一生成模块和第二生成模块。

9、第一生成模块用于根据接收的调制脉冲电信号生成第一脉冲调制电信号；

10、第二生成模块用于根据接收的调制脉冲电信号生成第二脉冲调制电信号。

11、其中，第一移频器生成第一调制脉冲光信号，第二移频器生成的脉冲光信号经延时光纤延时后得到第二调制脉冲光信号，延时光纤构造为使得第一调制脉冲光信号和第二调制脉冲光信号具有第一预设延时时长。

12、其中，第一耦合器输出的输出调制脉冲光信号中包括具有第三频率的第一脉冲光和具有第四频率的第二脉冲光，第一脉冲光和第二脉冲光之间具有第二预设延时时长，第二预设延时时长与第一预设延时时长相等。

13、上述调制装置还包括连续光输出装置，连续光输出装置与第二耦合器的输入端连接。

14、其中，第二耦合器输出的第一路连续光在第二耦合器中的光程为△l1，在第一移频器中的光程为△l2，在第一耦合器中的光程为△l3，第二耦合器输出的第二路连续光在第二耦合器中的光程为△l11，在第二移频器中的光程为△l22，在延时光纤中的光程为△l，在第一耦合器中的光程为△l33，△l1、△l2、△l3、△l11、△l22、△l、△l33之间满足：

15、△l11+△l22+△l+△l33-(△l1+△l2+△l3)＝△t×c/n；

16、其中，△t为第一预设延时时长；

17、c为光速；

18、n为光纤的折射率。

19、其中，所述连续光输出装置输出的连续光信号的光频率为第五频率f5，第一频率记为f1，第二频率记为f2，输出调制脉冲光信号中的第一脉冲光的光频率为第三频率f3，f3满足：

20、f3＝f5+f1；

21、输出调制脉冲光信号中的第二脉冲光的光频率为第四频率f4，f4满足：

22、f4＝f5+f2。

23、其中，连续光输出装置包括激光器。

24、其中，上述光纤包括保偏光纤或单模光纤。

25、本实用新型的另一方面还提供一种光纤水听器，该光纤水听器包括上述调制装置。

26、有益效果：本实用新型提供的调制装置包括移频驱动器、第一移频器、第二移频器、第一耦合器、第二耦合器和延时光纤。其中，移频驱动器包括输入端、第一输出端和第二输出端，输入端用于接收调制脉冲电信号，第一输出端用于输出调制频率为第一频率的第一脉冲调制电信号，第二输出端用于输出调制频率为第二频率的第二脉冲调制电信号。第一移频器的驱动端与第一输出端连接，第二移频器的驱动端与第二输出端连接，第一移频器的输出端与第一耦合器的输入端直接连接，第二移频器的输出端通过延时光纤与第一耦合器的输入端连接，第二耦合器的输出端分别与第一移频器以及第二移频器连接。移频驱动器的输入端接收到调制脉冲电信号，第一移频器的驱动端接收来自移频驱动器的第一输出端输出的调制频率为第一频率的第一脉冲调制电信号，第二移频器的驱动端接收来自移频驱动器的第二输出端输出的调制频率为第二频率的第二脉冲调制电信号，如此，无需另外设置光开关器件，从而降低调制装置的复杂程度，通过移频驱动器向第一移频器、第二移频器输送脉冲调制电信号，以使得第一移频器和第二移频器工作在开关状态，做到降低自身功耗的同时还降低了调制装置的整体功耗。

技术特征：

1.一种调制装置，其特征在于，所述调制装置包括：

2.根据权利要求1所述的调制装置，其特征在于，所述移频驱动器包括：

3.根据权利要求1所述的调制装置，其特征在于，所述第一移频器生成第一调制脉冲光信号，所述第二移频器生成的脉冲光信号经所述延时光纤延时后得到第二调制脉冲光信号，所述延时光纤构造为使得所述第一调制脉冲光信号和所述第二调制脉冲光信号具有第一预设延时时长。

4.根据权利要求3所述的调制装置，其特征在于，所述第一耦合器输出的输出调制脉冲光信号中包括具有第三频率的第一脉冲光和具有第四频率的第二脉冲光，所述第一脉冲光和所述第二脉冲光之间具有第二预设延时时长，所述第二预设延时时长与所述第一预设延时时长相等。

5.根据权利要求1至4任一项所述的调制装置，其特征在于，所述调制装置还包括连续光输出装置，所述连续光输出装置与所述第二耦合器的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的调制装置，其特征在于，所述第二耦合器输出的第一路连续光在所述第二耦合器中的光程为△l1，在所述第一移频器中的光程为△l2，在所述第一耦合器中的光程为△l3，所述第二耦合器输出的第二路连续光在所述第二耦合器中的光程为△l11，在所述第二移频器中的光程为△l22，在所述延时光纤中的光程为△l，在所述第一耦合器中的光程为△l33，△l1、△l2、△l3、△l11、△l22、△l、△l33之间满足：

7.根据权利要求5所述的调制装置，其特征在于，所述连续光输出装置输出的连续光信号的光频率为第五频率f5，所述第一频率记为f1，所述第二频率记为f2，所述输出调制脉冲光信号中的第一脉冲光的光频率为第三频率f3，f3满足：

8.根据权利要求5所述的调制装置，其特征在于，所述连续光输出装置包括激光器。

9.根据权利要求1至4任一项所述的调制装置，其特征在于，所述光纤包括保偏光纤或单模光纤。

10.一种光纤水听器，其特征在于，所述光纤水听器包括如权利要求1至9任一项所述的调制装置。

技术总结
本技术公开了一种调制装置及光纤水听器，移频驱动器的输入端接收到调制脉冲电信号，第一移频器的驱动端接收来自移频驱动器的第一输出端输出的调制频率为第一频率的第一脉冲调制电信号，第二移频器的驱动端接收来自移频驱动器的第二输出端输出的调制频率为第二频率的第二脉冲调制电信号，如此，无需另外设置光开关器件，通过移频驱动器向第一移频器、第二移频器输送脉冲调制电信号，以使得第一移频器和第二移频器在脉冲调制电信号的作用下生成调制脉冲光信号，从而降低调制装置的复杂程度，第一移频器和第二移频器工作在开关状态，在降低自身功耗的同时还使得调制装置的整体功耗降低。

技术研发人员：张磊,关珺珺,石亚莉,周研,闫高建,吴梦遥,丁兆斌,李友如
受保护的技术使用者：中科长城海洋信息系统有限公司
技术研发日：20230718
技术公布日：2024/1/15