先谈谈最近看到的关于光纤水听器的报道。浙江大学黄晟晔报道了一种带温度补偿的FBG水听器（"带温度补偿的新型光纤布拉格光栅水听器," 光机电信息, 2011），采用平膜片设计，当膜片受到外界声压变形时，中心位移使FBG产生应变，温度补偿是采用外壳封装材料和“铜管”的温度系数不同而进行。但文中说图1中的两个“铜管”起到温度补偿作用，但图中没有看出哪里是铜管（图1）,倒是有两个钢管。

图1 “带温度补偿的新型光纤布拉格光栅水听器”中的设计

事实上，这种类似的结构已有报道，国防科技大学殷小峰的硕士论文（"金属弹片增敏封装无源光纤光栅水听器基元技术,"国防科学技术大学, 2010.）中详细报道了该结构的设计原理，文中的19-24页详细推导了计算过程。

有意思的是这种结构受到不少人的青睐，今年武汉理工大学也报道了相似的结构（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.）。而这种结构最早在2007年就被报道过（王俊杰等, "一种平面型光纤光栅水听器探头技术的研究," 声学学报, vol. 32, pp. 344-349, 2007.），结构见下图2。

图2  “一种平面型光纤光栅水听器探头技术的研究”中报道的结构

除了这种结构外，中电23所周少玲报道了采用成对FBG作为干涉仪的水听器设计，（"基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器," 光纤与电缆及其应用技术, 2011.）。在水听器的诸多方案被研究过后，这种由挪威Optoplan公司实践成功的方案正在被越来越多的国内学者关注，如读者有兴趣，可参见如下论文（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.）。其基本原理为采用光纤光栅形成FP干涉腔，如图3所示，解调方面仍可用水听器领域广泛采用的PGC方法（图4）。

图3

图4

但在此文中，周少玲等并未详细介绍如何降低加速度响应的细节，在这方面，国防科大罗洪（拖曳线列阵用光纤水听器的研究," 应用声学, vol. 25, pp. 65-68, 2006.）曾有过报道，但最详细和系统的，莫过于O. H. Waagaard于2001年在JLT上的论文（"An Investigation of the Pressure-to-Acceleration Responsivity Ratio of Fiber-Optic Mandrel Hydrophones," Journal of Lightwave Technology, vol. 19, pp. 994-1003, 2001）。建议对水听器加速度响应研究和加速度计感兴趣的学者，不妨看看此文。

同样对这种成对FBG原理的水听器感兴趣的还有国防科大，最近的论文（Y. Lu and Z. Meng, Methods of reducing TDM crosstalk in an inline FBG based Fabry-Perot sensor, vol. 8194: SPIE, 2011.）中分析了时分复用的串扰问题。这方面可参见（P. Nash,“High efficiency TDM/WDM architectures for seismic reservoir monitoring,”Proc. SPIE Vol.7503, 7503-276，2009）以及Optoplan公司的相关专利。

哈尔滨工程大学的康崇报道了PGC算法在FP光纤水听器方面的应用（"F-P型同振式光纤矢量水听器相位产生载波解调算法," 光电子.激光, pp. 51-55, 2011.），系统结构如下图5所示。

图5

在其它类型的光纤传感技术方面，天津理工大学杨秀峰提出了采用刻蚀方法的FBG温度传感器（"一种新型光纤光栅温度传感特性的实验研究," 中国激光, pp. 147-150, 2011.）。该光栅是利用不同浓度的氢氟酸溶液对光纤布拉格光栅进行选择性刻蚀得到的，刻蚀区域改变了光纤的局部有效折射率，引入附加相移从而形成两个谐振峰。实验研究结果表明该新型光栅具有不同的温度灵敏系数。

电子8所的张承提出了一种基于强度调制的振动传感器，（"航空发动机用光纤叶片振动传感探头的研制," 中国电子科学研究院学报, pp. 217-220, 2011.），该类似结构曾有很多报道，作者首先将其应用到航空发动机领域（图6）。

图6

中北大学魏林分析了三种高温传感头材料，阐述了材料的结构和性能（"高温光纤传感器传感头材料," 光电技术应用, pp. 56-60, 2011.）。

此外，近期关于光纤传感在不同领域的应用也很多，如中石油刘建斌提出的铁路异物侵限监测系统（"基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究," 交通科技, pp. 126-128, 2011.）、辽宁工程技术大学付华提出的煤矿火灾监测系统（"光纤布拉格光栅传感技术在煤矿火灾监测中的应用," 传感技术学报, pp. 778-782, 2011.）、西安科技大学的陈伟提出的基于FBG的瓦斯监测系统（"基于光纤布拉格光栅传感技术的瓦斯监测系统设计," 煤矿安全, pp. 80-82, 2011.）、广州大学朱萍玉的土坝渗漏监测（"采用分布式光纤传感技术的土坝模型渗漏监测分析," 中国工程科学, pp. 82-85+96, 2011）、二炮张志利的阵地安全监测（"光纤光栅传感技术在阵地安全监测中的应用," 红外与激光工程, pp. 492-496, 2011.）等。这些系统大都处于方案论证阶段，有的进行了模型实验，但没有现场实施的报道。

而大连理工大学朱彤等人的“圆沉箱靠船墩结构健康监测”则进行了现场实施（"基于光纤光栅传感技术的圆沉箱靠船墩结构健康监测," 水运工程, pp. 156-162, 2011）。该项目以大连港鲶鱼湾港区某30 万吨级原油泊位8#靠船墩为工程背景。在沉箱的不同位置成功安装了FBG 传感器，并在工程正常运营后传感器存活率较高、性能保持完好。论文中采用仿真和实测分别给出了沉箱结构的前5阶频率（图7）。

图7