Para melhorar a sensibilidade do hidrofone de fibra óptica em ambientes oceânicos profundos na detecção de ondas sonoras, foi projetado um elemento de hidrofone de fibra óptica baseado em estrutura push-pull, que pode realizar a detecção efetiva de sinais acústicos subaquáticos-alvo na faixa de 10 Hz a 2 kHz a 3000 m de profundidade. Primeiramente, com base no interferômetro de Michelson, apresentou-se a composição do hidrofone de fibra óptica push-pull para águas profundas e a teoria da sensibilidade à pressão acústica; em seguida, utilizou-se a teoria da mecânica da elasticidade para analisar o mecanismo de conversão da pressão acústica, simulando através do método dos elementos finitos os efeitos dos parâmetros dimensionais da estrutura do cilindro elástico do sensor na sensibilidade à pressão acústica, além de investigar a estabilidade do sensor em ambiente de águas profundas. Conforme resultados dos cálculos, foram fabricados 5 grupos de elementos de hidrofones de fibra óptica com diferentes estruturas e processos de fabricação. Por fim, por meio de um sistema de teste de sensibilidade à alta pressão hidrostática, simulou-se o desempenho operacional dos 5 grupos de hidrofones a 3000 m de profundidade, verificando o impacto dos parâmetros estruturais do cilindro elástico e do processo de fabricação na sensibilidade à pressão acústica em ambiente profundo. Os resultados experimentais mostraram que a estrutura e o processo de fabricação dos elementos do hidrofone de fibra óptica podem afetar significativamente seu desempenho operacional e estabilidade no ambiente profundo. Após a otimização dos parâmetros estruturais e do processo de fabricação, a sensibilidade média à pressão acústica para a resposta ao sinal acústico subaquático na faixa de frequência de 10 Hz a 2 kHz a 3000 m pode atingir <−127 dB re rad/µPa>, um aumento de 7 dB re rad/µPa em comparação ao período anterior à otimização. Em resumo, o hidrofone otimizado atende basicamente aos requisitos de detecção sensível e confiável de ondas sonoras sob alta pressão hidrostática em águas profundas.

hidrofone de fibra óptica; estrutura push-pull; sensibilidade a ondas sonoras; teste de resistência à pressão em águas profundas