向更低频进发！广工“海听灵犀”团队深耕高灵敏光纤感知技术

在实验室的光学平台旁，“海听灵犀”团队成员正仔细调整测试仪器。示波器、光电设备与计算机共同构成了一套精密的光纤传感实验系统，一个参数的细微变化，都可能影响感知信号质量。

海听灵犀团队成员开展实验（项目组资料图片）

海洋环境中的许多有效信号并不像想象中那样强烈。远距离地震产生的低频振动、缓慢变化的海洋环境扰动以及部分船舶活动信号，在经过海水、海床和长距离光纤链路传播后，往往已经变得十分微弱。尤其当探测频率进入毫赫兹范围后，系统自身噪声、长期漂移以及环境温度变化等因素都会逐渐显现，一些真正有价值的目标信号很容易被复杂背景噪声所掩盖。

如何把这些隐藏在噪声中的微弱信息稳定“听”出来，成为“海听灵犀”团队持续攻关的重要方向。

“频率越低，实验越考验系统的稳定性。”项目负责人朱俊杰介绍，甚低频探测并不是简单地把仪器参数调低，而是需要从整个系统出发解决问题。为了提升甚低频感知性能，团队从光学结构、激光稳定性、信号采集到后续数据处理等多个环节反复优化实验方案，对可能影响测量结果的噪声来源逐项排查。

在实验过程中，一项看似简单的测试往往需要持续数小时甚至更长时间。光路状态的细微变化、环境温度的波动、器件噪声的累积，都可能影响结果。为了判断系统在甚低频条件下能否真正稳定工作，团队需要反复搭建和调整实验平台，对同一组参数进行长时间连续采集，再结合频谱、噪声底和时域波形进行综合分析。

一次实验效果不理想，就重新检查光路；噪声水平出现异常，就逐级排查激光器、探测器、采集设备和数据处理环节；长时间稳定性不足，就重新调整实验参数并再次进行连续测量。正是在这样一次次调试、验证和迭代中，团队逐渐将分布式光纤传感的探测能力向更低频率拓展。

“海听灵犀”团队实现了4 mHz处约6.6 nε/√Hz的应变灵敏度，将分布式光纤振动探测能力进一步延伸至毫赫兹频段。这意味着，一些过去容易被背景噪声淹没的缓慢、微弱振动，有望通过长距离光纤被更加清晰地捕捉和识别。

“让光纤不仅能够听见明显的振动，还能够捕捉那些缓慢而微弱的海洋变化。”朱俊杰表示，团队还将继续围绕系统稳定性、低频噪声抑制和长距离感知等问题开展研究。

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