[发明专利]一种复用光纤法-珀腔传声器装置

权利要求书

1.一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于包括：

N路单色光源，由N个感应声波振动的光纤法-珀腔传声器探头组成的光纤法-珀传声器探头阵列，由N个实现光电信号转换的光电探测器组成光电探测器阵列，由N个实现光环形单向传播的三端口单向导光单元组成的三端口单向导光单元阵列，其中N为自然数；

所述N路单色光源分别与三端口单向导光单元阵列中对应的三端口单向导光单元的端口I相连接，光纤法-珀腔传声器探头阵列各光纤法-珀腔传声器探头分别与三端口单向导光单元阵列中对应的三端口单向导光单元的端口II相连接，光电探测器阵列中各光电探测器分别与三端口单向导光单元阵列中对应的三端口单向导光单元端口III相连接；

各路单色光源发射的单色光从同其相对应的三端口单向导光单元的端口Ⅰ进入三端口单向导光单元中，从三端口单向导光单元的端口Ⅱ射出进入同其相对应的光纤法-珀腔传声器探头内，实现声波对干涉光调制；被调制的干涉光从三端口单向导光单元的端口Ⅱ进入单向导光单元，再从三端口单向导光单元的端口Ⅲ射出进入同其相对应的光电探测器中进行光信号转换为电信号处理；

所述光纤法-珀腔传声器探头包括：

外壳，为一中空结构，其内壁中部设有螺纹；

振膜，为一薄膜，设置于外壳前端，用于敏感声波，其朝向外壳内部一侧的面具有反光作用，作为光纤法－珀腔结构的一个反光面；

光纤插芯，为一中空柱状结构，为陶瓷或金属与硬质聚合物串联复合构成，以实现对光纤插芯热膨胀系数的调控；

插芯套，为一中空圆柱结构，中部外侧面设有螺纹，其侧面从螺纹顶部至插芯套末端设有通气槽，其底部为一圆台；所述插芯套安装于外壳内部，其朝向振膜的一侧用于安装光纤插芯；安装完成后，插芯套底部圆台的外侧面与外壳底部内表面相接触，其接触缝利用激光焊接工艺焊接，从而使插芯套与外壳形成可靠的连接；

外套，为一两端开口的帽状结构，从外壳的下端安装于外壳外部，将插芯套包于其内部，从而有效隔离外界直接对插芯套的作用力；

探头光纤，由外套经由所述的插芯套，固定于光纤插芯内，探头光纤上端面作为光纤法－珀腔结构的另一反光面；

在所述的光纤法－珀腔传声器探头结构中，振膜反光面与探头光纤上端面构成光纤法－珀腔，外壳与插芯套采用同种材料，光纤插芯的热膨胀系数大于外壳和插芯套的热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于，所述的振膜的反光面为振膜本身朝向外壳内部的面；

或所述的振膜的反光面为镀于振膜朝向外壳内部一侧的金属反射层或介质反射层。

3.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于，所述探头光纤为单模光纤或保偏光纤。

4.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于，所述的振膜为以下膜片中的一种：金属膜片、硅膜片、氮化硅膜片、二氧化硅膜片、玻璃膜片、有机聚合物膜片。

5.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征于所述的外壳下部垂直于轴的方向设有固定螺丝孔，孔的个数为2－4个，沿圆周均匀分布；还包括固定螺丝，其个数与固定螺丝孔的个数一致，安装于固定螺丝孔内，用于固定插芯套；前罩，从振膜一侧安装在外壳的外部，用于保护振膜，其顶端开有入声孔。

6.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于，所述外壳、插芯套由以下材料其中的一种或几种金属材料制备：不锈钢、钛、铜、铝、铝合金、钛合金、镍铜合金、镍铬合金。

7.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于所述的N路单色光源由发光单元和分光单元连接组成，其中发光单元为ASE宽谱光源或激光器，分光单元为波分复用器或光纤分束器；当发光单元为ASE宽谱光源时，分光单元为波分复用器；当发光单元为激光器时，分光单元为光纤分束器。

8.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于所述三端口单向导光单元为环形器，或由隔离器和光纤耦合器构成。

9.根据权利要求1所述的一种复用光纤法－珀腔传声器装置，其特征在于还包括：光纤，用于连接发光单元、分光单元、三端口单向导光单元阵列、光纤法-珀腔传声器探头阵列和光电探测器阵列，形成光路；由N个光纤法兰组成的光纤法兰阵列，用于连接光纤法-珀腔传声器探头光纤和光路光纤；所述光电探测器阵列的输出端还连接有前置调整电路阵列。