[发明专利]激光环形腔的光纤麦克风

说明书

本发明涉及一种激光环形腔的光纤麦克风，包括光纤激光源，掺铒光纤，FFP滤波器，与FFP滤波器相连的耦合器，光纤线圈和数据采集部分，其中，光纤激光源产生连续激光，经过隔离器后形成只能在一个方向上传输的光信号，再由掺铒光纤进行光信号放大，然后传输到光纤线圈，所述的光纤线圈由1千米以上的光纤缠绕而成，作为语音信号感应器件，再经由耦合器和FFP滤波器传输回光纤激光源，耦合器用以将光信号与电信号进行转换，经过耦合器的信号转换，再通过数据采集部分，获得语音信号。

技术领域

本发明涉及到光纤传感器和光纤环形腔激光器的麦克风，属于光纤激光器领域。

背景技术

光纤激光器在固体激光器中具有突出的优点，包括：光束质量好、转换效率高、波长可调谐、激光阈值低、谐振腔内无光学镜片以无须热电制冷和水冷等优势，在光纤通信、光纤传感、远距通信、军事国防以及医疗机械等众多领域得到较为成熟的应用，也受到国内外研究者的广泛关注。

光纤麦克风技术是一种探测声信号的仪器，利用了光纤传输光的特性和在周围环境中的声信号对于光纤的光信号的调制效应。光纤麦克风相对于传统的电学传声器相比，具有明显的优势，包括：灵敏度高、适应环境能力强、抗电磁干扰能力强、可靠性高以及耐腐蚀性好等，因此在军事和国防领域有重要到的应用价值。

目前报道的光纤麦克风主要是采用光强调制技术。在2005年新型专利中公开一种利用反射振动膜感应声信号的光纤麦克风；在2007年吴东方等人提出了一种基于MZ干涉仪的光纤麦克风，虽然采用了干射式结构,但仍然要用振膜反射光纤光,同样存在稳定性问题；2009年王静等人报道了一种将光纤Bragg光栅安装于悬梁臂上的麦克风，利用Bragg光栅的反射波长来探测声信号；2016年由李建国等人报道了一种光纤光栅和振膜结合的光栅麦克风；2010年张文涛提出由膜片和柱形壳形成腔的光纤激光麦克风；2018年张发祥等人提出利用毛细管和空腔形成的光纤光栅麦克风。

综上这些技术中存在的共同问题在于系统会受到传输光纤的不稳定、灵敏度低以及无法探测微弱信号的问题，而且传统的高灵敏度光纤麦克风的灵敏度在-62dBre1nm/Pa，有些环境存在静压变化，会造成光纤麦克风采集的信号失效等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的基于激光环形腔的光纤麦克风，应用可调谐光纤环形腔的灵敏传感作用，实现在检测光纤信号时提高检测灵敏度和系统的稳定性。技术方案如下：

1.一种激光环形腔的光纤麦克风，包括光纤激光源，掺铒光纤，FFP滤波器，与FFP滤波器相连的光纤环形腔外的2×2耦合器，光纤线圈和数据采集部分，其中，光纤激光源产生连续激光，经过隔离器后形成只能在一个方向上传输的光信号，再由掺铒光纤进行光信号放大，然后传输到光纤线圈，所述的光纤线圈由长度在1千米以上的光纤缠绕而成，作为语音信号感应器件，再经由耦合器和FFP滤波器传输回光纤激光源，耦合器用以将光信号与电信号进行转换，经过耦合器的信号转换，再通过数据采集部分，获得语音信号。

所述的光纤激光器为980nm光纤激光源。

附图说明

图1为本发明设计的激光环形腔的光纤麦克风的结构示意图。

图2为本发明的激光环形腔的光纤麦克风的流程图。

图3为经过本发明激光环形腔的光纤麦克风采集到的语音信号波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明进行进一步的说明阐述。

参见图1，本发明激光环形腔的光纤麦克风结构图。系统可以分为三个部分。