近日，中國科學院上海光學精密機械研究所空天激光技術與系統部，中國科學院空間激光信息傳輸與探測技術重點實驗室研究團隊和南方海洋科學與工程廣東省重點實驗室(廣州)、中國電子科技集團公司第二十三研究所研究團隊合作，利用大規模分集Φ-OTDR系統與懸浮聲敏光纜實現了非合作船只的聲紋與位置信息探測，相關研究成果以Voiceprint and position information detection of non-cooperative ship with Φ-OTDR and suspended sensitized optical cable為題發表于Optics Express。
 

　　目標探測對海洋安全、海洋生態等具有極其重要的意義。Φ-OTDR以其獨特的大規模組網和靈活陣列重構等優點，近年來迅速發展成為一種新型水聽器技術。目前，受限于微弱瑞利背向散射、光纜與水下介質的復雜耦合效應等難題，真實目標的聲紋精細探測仍然面臨諸多技術挑戰。
 

　　研究團隊利用大規模分集Φ-OTDR系統與懸浮聲敏光纜實現非合作船只的聲紋與位置信息探測。提出了50級多域大規模分集Φ-OTDR來抑制系統噪聲的方案，利用聲敏光纜的懸浮布設方式減少水底介質的耦合畸變影響，首次實現了有效的船只聲紋信息獲取和詳細分析。此外，針對被動探測船只信息存在的定向波動問題，提出自適應相位差校正(APDC)方法對定向結果進行了優化，并在實際工作環境中驗證了其可行性，實現了非合作船只的一維定位和二維定向。該成果提供了一種水下目標動態精確探測技術，可以為未來海洋安全防范、生態健康監測等提供重要的技術支撐。
 

　　相關研究得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金、上海市科學技術委員會、上海市啟明星計劃、中國科學院青年創新促進協會以及上海市自然科學基金的支持。
 

圖1 現場試驗測試
 

圖2 (a) 船舶信號譜線的強度分布 (b) 圖(a)局部放大