利用阵列化光电传感器准确地获取海洋剖面立体化分布信息，可为“透明海洋”和“智慧海洋”提供必要的信息支撑，对研究海洋学、监测海洋环境、开发利用海洋资源、保障军事安全等都具有重要的理论价值和现实意义。

针对京津冀环渤海地区海域生态环境污染问题逐渐加剧、赤潮等海洋灾害经常发生的问题，以先进的纳米光学传感技术和人工智能技术为依托，结合一些新概念、新技术、新理论、新方法，开展近岸海域海洋环境常规智能检测与预警技术研究，提高渤海地区海域海洋生态环境监测的可靠性、自动化程度和智能化水平。该方向主要研究领域为：海洋剖面CTD检测、海水常规参数监测、海洋水声检测等。

该方向获得国家自然科学基金重点项目1项、国家重点研发计划项目1项，获得省自然科学二等奖1项、河北省杰出青年科学基金项目1项，发表SCI论文80篇，授权国家发明专利14项。

代表性研究成果：

（1）高分辨力、大测量范围的光纤温盐深阵列化传感器

实验室聚焦海水温盐深剖面检测这一前沿热点问题，提出基于特种七芯光纤结构的温盐深三参数一体化光纤传感阵列的技术路线，克服现有电子式温盐深传感器成本高昂、维护困难、需长期供电、通信耦合效率低下等问题。面向实际测量需求以及复杂多变海洋环境，对光纤传感器用于海水温盐深剖面测量所需要亟待解决的基础科学问题进行系统分析和研究，并利用海洋资料浮标作为长期海上试验平台，验证设计方案的可行性，为光纤温盐深传感器阵列的实用化奠定坚实的基础。从创新驱动层面，项目提出了多种传感原理相融合的高性能、集成化、阵列化的海水温盐深剖面长期监测的新型光纤传感器解决方案，为多参数一体化传感器的设计提供了一种独特的新思路；从方法引领层面，项目探索一种基于光谱窗口匹配追踪寻峰的新型信号解调方法，突破了多峰混叠效应对干涉型传感器测量范围的限制，解决了高分辨力与大测量范围之间的矛盾问题；从问题导向层面，项目提出一种特殊的保偏七芯光纤结构，利用其偏振特性抵抗海流冲击扰动对测量信号的影响；提出光纤表面覆膜方法隔绝光纤传感区与海水直接接触，解决传感器水下工作的长期稳定性问题。

（2）面向海洋中重金属污染物的光电传感检测技术

本团队依托先进光电技术，针对京津冀环渤海地区海域生态环境污染问题逐渐加剧、赤潮等海洋灾害经常发生的问题，构建了多种抗干扰的小型化传感检测装置，结合新概念、新技术、新理论、新方法，开展近岸海域海洋环境常规智能检测与预警技术研究，提高了检测灵敏度，扩展了元素检测范围，为海洋生态环境的现场应急分析和实时在线监测提供了快速、可靠的自动化检测方法。

（3）双FP压差式光纤矢量水听器

本团队设计将双FP压差式高灵敏度光纤矢量水听器应用于海洋声信号的检测，实现海洋环境的智能感知。通过两个光纤FP干涉仪与一个球形质量块组成压差式水声检测元件，实现水下声场加速度信号检测。双FP干涉光谱的精确叠加，使得声压灵敏度加倍的提高；双FP传感单元将使用PDMS聚合物材料进行灌封设计，机械强度将明显提高的同时FP传感结构的纵向拉伸能力也得到增加，并最终使得水听器整体密度略大于水介质密度；此外，整体传感结构由具有良好机械强度的轻质钛合金材料包覆，保障传感元件不受撞击损害，延长使用寿命。使用DFB激光器作为光源激励，光源波长与Q点波长一致，使用PIN光电二极管对光强信号进行检测，并使用相位生成载波解调技术（PGC）对信号做进一步处理，最终实现有效信号高精度可靠检测，实现双FP矢量水听器水声信号检测。