一种基于激光自混合效应的声音探测装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116007740A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310114162.7(22)申请日2023.02.14(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人王汉睦周健聂晓明王琦程吉利向志毅(74)专利代理机构长沙国科天河知识产权代理有限公司43225专利代理师李谷丰(51)Int.Cl.G01H9/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于激光自混合效应的声音探测装置及方法(57)摘要本发明属于激光声音传感技术，具体是涉及到一种基于激光自混合效应的声音探测装置及方法，包括激光器、设置在激光器的光束光路上的分光片，分光片用于将激光器的光束分为耦合光束和探测光束，还包括设置在耦合光束光路上振膜、设置在探测光束光路上的光电探测器，以及与光电探测器连接的数据采集与处理系统，本发明结构简单、成本低廉、可分布测量，灵敏度高其不易受外界环境干扰，并可实现声音的远距离隐蔽监测与传输。可广泛用于远程监测、地震救援、故障诊断等各种工程研究领域。CN116007740ACN116007740A权利要求书1/1页1.一种基于激光自混合效应的声音探测装置，其特征是，包括激光器(1)、设置在激光器(1)的光束(11)光路上的分光片(2)，分光片(2)用于将激光器(1)的光束(11)分为耦合光束(21)和探测光束(22)，还包括设置在耦合光束(21)光路上振膜(9)、设置在探测光束(22)光路上的光电探测器(7)，以及与光电探测器(7)连接的数据采集与处理系统(8)。2.如权利要求1所述的基于激光自混合效应的声音探测方法，其特征是，还包括设置在分光片(2)与振膜(9)之间耦合光束(21)光路上的扩束器(4)和聚焦透镜(5)，所述聚焦透镜(5)和振膜(9)之间还设置有光纤(6)。3.如权利要求2所述的基于激光自混合效应的声音探测方法，其特征是，所述分光片(2)与扩束器(4)之间耦合光束(21)光路上还设置有电光调制器(3)。4.如权利要求1所述的基于激光自混合效应的声音探测方法，其特征是，所述振膜(9)为镀铝振膜。5.一种基于激光自混合效应的声音方法，其特征是，使用如权利要求1‑4任一项所述的基于激光自混合效应的声音探测装置，包括如下步骤：开启激光器(1)；振膜(9)探测声源发出的声音，并通过耦合光束(21)的反射光耦合到激光器(1)的共振腔内，将声音信号变为光信号；被影响后的探测光束(22)被光电探测器(7)所探测，之后被数据采集与处理系统(8)采集与处理，实现声音的探测与重构。2CN116007740A说明书1/3页一种基于激光自混合效应的声音探测装置及方法技术领域[0001]本发明属于激光声音传感技术，具体是涉及到一种基于激光自混合效应的声音探测装置及方法。背景技术[0002]远程语音的采集与重构对于声场可视化、音频监控和入侵检测具有重要意义。传统的声音采集与恢复方法主要是电容麦克风。电容麦克风通过探测其表面振膜的加速度来定量感知声音的变化，从而获得相应的变化电压信号用于实现声音的传输与重构。电容麦克风的灵敏度较低，一般需要放置在测量对象的附近，容易被发现和屏蔽。此外，电容麦克风容易受到外界环境的干扰，不适用于远距离探测。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种基于激光自混合效应的声音探测装置及方法，将激光传感技术应用于声音探测与传感中，灵敏度高其不易受外界环境干扰，并可实现声音的远距离隐蔽监测与传输。[0004]本发明提供一种基于激光自混合效应的声音探测装置，包括激光器、设置在激光器的光束光路上的分光片，分光片用于将激光器的光束分为耦合光束和探测光束，还包括设置在耦合光束光路上振膜、设置在探测光束光路上的光电探测器，以及与光电探测器连接的数据采集与处理系统。[0005]本发明还包括设置在分光片与振膜之间耦合光束光路上的扩束器和聚焦透镜，所述聚焦透镜和振膜之间还设置有光纤。[0006]更进一步地，所述分光片与扩束器之间耦合光束光路上还设置有电光调制器。[0007]更进一步地，所述振膜为镀铝振膜。[0008]本发明还提供一种基于激光自混合效应的声音方法，使用基于激光自混合效应的声音探测装置，包括如下步骤：[0009]开启激光器；[0010]振膜探测声源发出的声音，并通过耦合光束的反射光耦合到激光器的共振腔内，将声音信号变为光信号；[0011]被影响后的探测光束被光电探测器所探测，之后被数据采集与处理系统采集与处理，实现声音的探测与重构。[0012]本发明的有益效果是，本发明结构简单、成本低廉、可分布测量，灵敏度高其不易受外界环境干扰，并可实现声音的远距离隐蔽监测与传