專利名稱：基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及聲光轉(zhuǎn)換、聲振動的光學檢測辦法，特別涉及一種光學型實時語音信號拾取裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有實時語音信號拾取產(chǎn)品包括麥克風、助聽器、對講系統(tǒng)等，其語音信號拾取的原理是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并重新轉(zhuǎn)化為聲音信號的能量轉(zhuǎn)換器件。以麥克風為例說明語音信號拾取產(chǎn)品的原理。目前傳統(tǒng)電學型麥克風一般分為動 圈麥克風和駐極體麥克風。動圈麥克風是外界聲音通過空氣使震膜震動，然后在震膜上的線圈繞組和環(huán)繞在動圈麥頭的磁鐵形成磁力場切割，形成微弱的電流。駐極體麥克風的工作原理是同樣是外界聲音通過空氣使震膜震動，從而引起上震膜和下金屬鐵片的距離產(chǎn)生變化，使其電容改變，形成電流阻抗。無論是何種類型的電學型麥克風均是聲音信號引起薄膜振動并最終轉(zhuǎn)化為可感測電信號并還原出原始的聲音信號，實現(xiàn)語音信號的拾取。但是上述麥克風裝置抗電磁干擾能力差、對環(huán)境要求較高、靈敏度差、頻率響應范圍窄。光學型麥克風一般采用光波的強度和相位的檢測方法，對薄膜的振動情況進行檢測，進而實現(xiàn)語音信號的拾取，具有抗電磁干擾、優(yōu)異的聲音精度、高靈敏度、大動態(tài)范圍、長壽命，高可靠性，易復用，可應用于高溫高壓、易燃易爆等惡劣環(huán)境等優(yōu)勢，可充分解決傳統(tǒng)電學型麥克風所存在的主要問題。但是，目前的光學型麥克風一般需多光路設計或者依賴于光纖等輔助設施，相對傳統(tǒng)電學型麥克風往往又存在造價高、結(jié)構(gòu)復雜的劣勢，無法大范圍取代現(xiàn)存的傳統(tǒng)電學型麥克風。半導體激光器作為光源的激光自混合干涉原理如圖I所示。干涉系統(tǒng)由半導體激光器和外部反射物體組成。反饋光存在的時候可以通過改變激光器腔內(nèi)的載流子密度造成激光介質(zhì)折射率發(fā)生變化進而調(diào)制激光器本身的頻率和強度，形成了自混合干涉。圖I中半導體激光器長度為U，它的端面反射系數(shù)分別為T1和r2，外腔反射系數(shù)為rMLejxt為激光器外腔長度，n為激光介質(zhì)的折射率。初始的光場為Etl,自混合干涉后的光場 E (t)JE(0=r1r2exp{-j47iv~-+(g-y)L0}E0 +
c(I)rx(l -r22 )exp {-j 4tiv nL°+^ +(g-y)L0 }E0
C式(I)中g(shù)為激光腔內(nèi)單位長度引起的線性增益，Y為激光腔內(nèi)單位長度的損耗，V為激光的振蕩頻率。由于激光器閾值增益被反饋光調(diào)制，激光輸出功率比例于激光閾值增益，因此，激光的輸出功率被反饋光調(diào)制，輸出的光功率可表示為
權(quán)利要求1.一種基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置，其特征是具有 一固定設置的圓柱殼(I)，在其內(nèi)部形成一封閉腔；一音膜(3),位于圓柱殼封閉腔的橫斷面上，所述音膜(3)是以周邊支撐在定位臺階(10)上，所述定位臺階(10)與音膜(3)處在同軸位置上，定位臺階(10)固定設置在圓柱殼(I)的內(nèi)側(cè)壁上；以光電探測器(7)、信號處理單元(8)、驅(qū)動和調(diào)制單元(9)與所述半導體激光器(2)共同構(gòu)成信號傳感單元；其中，所述半導體激光器(2)用于向音膜(3)發(fā)出光信號，并接收來自音膜(3)的反饋光信號；所述光電探測器(7)作為光電信號轉(zhuǎn)換單元；所述驅(qū)動和調(diào)制單元(9)通過改變半導體激光器(2)的注入電流或其它相關(guān)參數(shù)調(diào)制半導體激光器(2)的光源強度、波長、激光相位或激光偏振態(tài)；所述信號處理單元(8)接收光電探測器(7)的輸出信號，輸出并還原聲音信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置，其特征是所述音膜(3)為表面具有金屬鍍層，并能響應外界聲音信號的薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置，其特征是在所述半導體激光器(2)的前端設置透鏡或透鏡組(6)，以所述透鏡或透鏡組(6)調(diào)節(jié)半導體激光器(2)出射光強和所獲得的反饋光光強。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置，其特征是所述半導體激光器(2)為F-P激光器、DFB激光器或VCSEL激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置，其特征是在所述圓柱殼(I)上，處在音膜(3)所在的一端設置有聲音導入孔(5)，所述聲音導入孔(5)、音膜(3)與所述信號傳感單元中半導體激光器(2)的光軸處在同軸位置上，作為聲音通道的聲音導入孔(5)的幾何尺寸可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于自混合干涉測量方法的實時語音信號拾取裝置，其特征是具有一圓柱殼，在其內(nèi)部形成一封閉腔，圓柱殼與被測物體固定連接；一音膜，位于圓柱殼封閉腔的橫斷面上并以周邊支撐在與圓柱殼的內(nèi)側(cè)壁連接的定位臺階上；一半導體激光器，是以剛性支架固定設置在圓柱殼封閉腔內(nèi)，與音膜在同軸位置上；半導體激光器用于向音膜發(fā)出光信號，并接收來自音膜的反饋光信號；以光電探測器作為光電信號轉(zhuǎn)換單元；以信號處理單元接收光電探測器的輸出信號，并輸出聲音檢測信號。本實用新型利用半導體激光自混合效應感測聲音信號，避免了電磁干擾，能夠高靈敏度、高精度、大響應范圍拾取外界聲音信號。
文檔編號H04R23/02GK202385275SQ20112051395
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者俞本立, 呂亮, 張道信, 曹志剛, 朱軍, 杜正婷, 楊竟宇, 翟龍華, 趙云鶴 申請人:安徽大學