Sagnac-type fiber-optic array sensor for detection of bulk ultrasonic waves

Fomitchov P.A.; Kromine A.K.

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Sagnac-type fiber-optic array sensor for detection of bulk ultrasonic waves

机译：Sagnac型光纤阵列传感器，用于检测体超声波

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In this paper, we describe a fiber optic array sensor suitable for detection of bulk ultrasonic waves. This sensor is based on an intrinsic fiber optic Sagnac interferometer. The fiber array is formed by multiple folding of a continuous length of an optical fiber into flat coils. Depending on the orientation of the fiber array with respect to the ultrasonic wave, the proposed sensor can act as a conventional in-phase detector or as a narrowband detector. In the narrowband mode, the center frequency of detection can be tuned by adjusting the spacing of the fiber array elements to be equal to the ultrasonic wavelength of interest. This feature distinguishes this array sensor from conventional hydrophones in which a receiver is typically much smaller than the acoustical wavelength. It is shown that the array sensor provides an enhanced signal-to-noise ratio (SNR) compared with a single element detection scheme. Results are presented for detection of ultrasonic waves in water arising from both piezoelectric and laser ultrasonic sources. Potential areas of application of this sensor include process monitoring, smart structures, bio-medical ultrasound, and chemical sensing.

机译：在本文中，我们描述了一种适用于检测体超声波的光纤阵列传感器。该传感器基于本征光纤Sagnac干涉仪。通过将连续长度的光纤多次折叠成扁平线圈来形成光纤阵列。根据光纤阵列相对于超声波的取向，所提出的传感器可以用作常规的同相检测器或窄带检测器。在窄带模式下，可以通过将光纤阵列元素的间距调整为等于感兴趣的超声波波长来调整检测的中心频率。该特征使该阵列传感器与传统水听器区别开来，在传统水听器中，接收器通常比声波波长小得多。结果表明，与单元素检测方案相比，阵列传感器具有更高的信噪比（SNR）。给出了检测压电和激光超声源产生的水中超声波的结果。该传感器的潜在应用领域包括过程监控，智能结构，生物医学超声和化学传感。

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来源
《IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control》 |2000年第3期|P.584-590|共7页
作者
Fomitchov P.A.; Kromine A.K.;
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正文语种 eng
中图分类声学工程;
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