[發(fā)明專利]一種激光傳音方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510955730.1
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105490142B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 譚中奇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H04R23/00
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 任合明

本發(fā)明公開了一種激光傳音方法及裝置，屬于光電技術領域。本發(fā)明基于激光腔內增強技術技術及光學隧穿效應，提出的一種激光傳音方法及裝置主要由高反射率鏡片、全反射棱鏡、光學增益介質、泵浦源、撓性形變體、光電探測器及信號處理電路組成。本發(fā)明靈敏度高，性能穩(wěn)定，環(huán)境適應能力強，有望在傳統(tǒng)傳音器領域以及其他需要進行高靈敏度聲波測量領域得到廣泛應用。

技術領域

本發(fā)明屬于光電傳感技術領域，尤其是指一種激光傳音方法及裝置。

背景技術

傳音器，俗稱麥克風(英文Microphone)，也稱話筒、微音器等，是一種將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件。它作為一種常見而重要的器件，被廣泛應于需要進行聲波傳感、記錄及保存等的各種重要場合，譬如日常生活中的錄音、會議、演出、偵查、竊聽等，科學研究及工程實踐領域中的聲波測量，以及軍事領域的水聲測量等。我國古代神話故事中的“順風耳”即是人們對于傳音器的最初認識；2500年前，我國便出現應用于軍事領域的高靈敏度傳音器“聽甕”。20世紀以來，傳音器技術發(fā)展迅速，由最初通過電阻轉換聲電發(fā)展為電感、電容式轉換，大量新的傳音器技術逐漸發(fā)展起來，這其中包括鋁帶、動圈等麥克風，以及當前廣泛使用的電容麥克風和駐極體麥克風。此外，近些年來MEMS(微型機電系統(tǒng))麥克風發(fā)展迅速，它是實質上是一種基于MEMS技術制造的麥克風，簡單的說就是一個電容器集成在微硅晶片上。

人們對于高品質傳音器的研究從來沒有停止。近些年來，一些新型的傳音器方案不同被提出。這些方案中，基于光學原理的傳音器方案因靈敏度高、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定性好等優(yōu)點而備受關注，其公開發(fā)表或申請專利的方案也較多。光學傳音器主要可以分為光纖傳音器和激光傳音器兩種，其中光纖傳音器研究較多，如2005年李軍等人申請的一種光纖麥克風(申請?zhí)?00520060813.6)、2009年鄭丹瑩等人申請并已授權的基于多模干涉的聲光轉換方法(專利號ZL200910311675.7)，以及2010年張文濤等人申請的一種光纖激光麥克風(申請?zhí)?01010111340.3)。此外，公開報道的光纖傳音器研究也較多，如2007年，吳東方等人公開的一種基于MZ干涉儀的光纖麥克風方案；2008年，張紅菊等人發(fā)表的一種光纖麥克風探頭(應用光學，第29卷第5期，2008)、2009年，王靜等人報道的一種光纖bragg光柵麥克風(儀表技術及傳感器，第10期，2009)；激光傳音器方案近些年以來研究也較多，如2005、2012年，由潘龍、L·盧斯特等人分別申請的光學麥克風專利(申請?zhí)?00810126739.1、201210253247.5)，2011年，由金子由利子等人申請并授權的二氧化硅多孔體及使用其的光學麥克風專利(專利號ZL201180040135.5)，2012年寒川潮、巖本卓也等人申請的光學麥克風專利(申請?zhí)枮?01280003760.7、201280003195.4)等等。

綜合研究分析現有的光學傳音器方案及裝置可發(fā)現：現有的高靈敏度光學傳音器方案絕大多數基于光纖傳感或光學干涉技術(如半導體激光器自混合干涉測量、邁克爾遜干涉測量以及光纖Bragg光柵傳感等技術)進行高靈敏度振動測量，將聲波引起的振動轉換為光強信號，并由此實現聲波到電信號的轉換。這些方案靈敏度較高、動態(tài)響應范圍大，但普遍存在結構較復雜、穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大的弊端。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有光學傳音器方案及裝置在結構復雜程度、功能穩(wěn)定性能以及環(huán)境適應能力等方面存在的不足，基于激光腔內增強技術及光學隧穿效應，提出一種激光傳音方法及裝置，該方法及裝置具有靈敏度高、抗電磁干擾能力強等特點，有望在傳統(tǒng)傳音器領域以及其他需要進行高靈敏度聲波測量領域得到廣泛應用。

本發(fā)明為解決其技術問題提供的技術方案：一種激光傳音方法，包括以下步驟：

S1：搭建一個包含有全反射棱鏡的激光器，使得激光器腔鏡與全反射棱鏡全反射面組成折疊型或者環(huán)形諧振光路，且激光器諧振光在全反射棱鏡全反射面上全反射；