[發明專利]光纖光柵麥克風

有效

• 申請號: 201810560944.2
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108696812B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 張發祥;張曉磊;王英英;倪家升;王昌;姜劭棟
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: H04R23/00
• 分類號: H04R23/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 徐麗

本發明實施例提供一種光纖光柵麥克風，包括：主體筒、臺階、微透聲孔、底蓋、通孔、壓環、膜片、頂蓋、透聲孔、光纖光柵、毛細管。多種結構的結合形成了一個位于光纖光柵麥克風內的空腔，在聲學上，由毛細管和空腔組成的聲學結構具有低通聲濾波功能，較大的靜壓變化或準靜態壓強變化，可以通過毛細管傳遞到空腔中，而高頻聲波無法通過毛細管傳遞到空腔中，從而實現對靜壓和低頻壓強變化去敏，提高了光纖光柵麥克風的穩定性。

技術領域

本發明涉及光學元件領域，具體而言，涉及一種光纖光柵麥克風。

背景技術

光纖麥克風是利用光纖的傳光特性以及聲波對光纖中的光信號的種調制效應，探測聲音信號的傳感器。光纖傳聲器與傳統電學傳聲器相比，在靈敏度、動態范圍、環境適應能力、抗電磁干擾能力、可靠性等方面具有明顯的優勢，特別是光纖麥克風本質無源，可以在煤礦等防爆要求較高的場合應用，且光纖麥克風抗電磁干擾、耐腐蝕，在國防、軍事應用領具有重要應用價值。

但是，傳統的高靈敏度光纖麥克風的靈敏度達到-62dBre1nm/Pa，而其使用環境往往存在靜壓變化，例如我國中緯度地區氣壓日振幅為1～2.5百帕，在低緯地區為2.5～4百帕，而在西藏高原東部邊緣的山谷中氣壓的日振幅有時可達6.5百帕，年變化可能達到幾十百帕，對應光纖麥克風的波長變化可達幾個nm，非常容易導致失效光纖麥克風采集到的信號失效。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種光纖光柵麥克風，其能實現對靜壓和低頻壓強變化去敏，提高穩定性。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種光纖光柵麥克風，其包括：內壁設有臺階的主體筒、設置在靠近所述臺階一端的頂蓋以及設置在所述主體筒另一端的底蓋，所述臺階與所述主體筒的內壁形成微透聲孔，在所述微透聲孔內設置有毛細管，所述頂蓋上開設透聲孔，在所述頂蓋與所述臺階之間依次緊密設置有膜片、壓環，所述壓環與所述主體筒以及所述底蓋之間圍成空腔，所述底蓋上設置有通孔，在所述空腔內設置有光纖光柵，所述光纖光柵的一端穿過所述壓環與所述膜片連接，另一端穿過所述通孔與所述底蓋連接，所述毛細管一端與外界連通，另一端與所述空腔連通。

在本發明較佳的實施例中，所述光纖光柵麥克風還包括開設有多個微孔的微孔板，所述微孔板設置在所述壓環遠離所述膜片的一側，所述微孔板與所述主體筒以及所述底蓋之間圍成空腔，所述光纖光柵的一端穿過一個所述微孔與所述膜片連接。

在本發明較佳的實施例中，所述微孔的直徑大于光纖外徑。

在本發明較佳的實施例中，所述微孔的直徑為0.15毫米。

在本發明較佳的實施例中，所述壓環的厚度為0.1－0.5毫米。

在本發明較佳的實施例中，所述臺階的數量為兩個，其中一個所述臺階與所述主體筒的內壁形成微透聲孔，另一個所述臺階與所述主體筒的內壁緊密貼合。

在本發明較佳的實施例中，所述光纖光柵具有初始拉應力，使得所述光纖光柵保持拉直狀態。

在本發明較佳的實施例中，所述初始拉應力在0.1牛頓－1牛頓之間。

在本發明較佳的實施例中，所述光纖光柵為光纖布拉格光柵、相移光柵、長周期光柵、光纖激光器、光纖F－P腔中的任意一種。

在本發明較佳的實施例中，所述毛細管由玻璃材質制成。