【技术实现步骤摘要】
光纤Fabry-Perot水听器任意工作点非线性声压解调方法及系统
本专利技术属于光纤传感
，具体涉及光纤水听器的声压解调技术。
技术介绍
高强度聚焦超声(Highintensityfocusedultrasound,HIFU)技术是一种非侵入性的治疗技术，它是将体外低能量超声波聚焦于体内靶区，在靶区产生瞬态高温，达到消融组织的目的。而声压作为HIFU最为核心的一个参数，准确测量与解调声压大小就显得格外重要。由于HIFU声场具有声焦域尺寸小，高温效应，空化效应，机械效应等明显特点，至今为止对声压的测量与解调还没有一种完全理想的方法。光纤Fabry-Perot水听器由于具有空间分辨率高、温度不敏感、受声场空化影响小、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优点，是一种理想的声压测量传感器。目前，光纤Fabry-Perot水听器主要采用最佳线性偏置点直接测量法进行声压的解调，这是一种线性的解调方法，其利用干涉信号的线性段将声压引起相位的变化转化为线性的光强变化，从而实现声压解调。但是这种方法也存在如下缺点：1)由于线性范围很窄，超过线性范围之后解调出的声压明显小于实际声压，...
【技术保护点】
1.一种光纤Fabry‑Perot水听器任意工作点非线性声压解调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)获取反射谱：关闭超声换能器，保证超声波未作用到光纤Fabry‑Perot水听器上，记录系统输出电压V随激光器波长λ变化的离散点数据，即反射谱；(2)调整激光器工作点，确定初始相位：对反射谱进行傅里叶变换，计算Fabry‑Perot腔腔长L，并调整激光器工作点：首先将工作点设置在反射谱中斜率最大的最佳线性偏置点处，如果声压引起的系统输出电压达到当前工作点的最大输出电压时，则将工作点位置下移或者上移；如果声压引起的系统输出电压达到当前工作点的最小输出电压时，则将工作点位...
【技术特征摘要】
1.一种光纤Fabry-Perot水听器任意工作点非线性声压解调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)获取反射谱：关闭超声换能器，保证超声波未作用到光纤Fabry-Perot水听器上，记录系统输出电压V随激光器波长λ变化的离散点数据，即反射谱；(2)调整激光器工作点，确定初始相位：对反射谱进行傅里叶变换，计算Fabry-Perot腔腔长L，并调整激光器工作点：首先将工作点设置在反射谱中斜率最大的最佳线性偏置点处，如果声压引起的系统输出电压达到当前工作点的最大输出电压时，则将工作点位置下移或者上移；如果声压引起的系统输出电压达到当前工作点的最小输出电压时，则将工作点位置上移或者下移；反复调整工作点，直到系统输出电压不在当前工作点的最大输出电压或者最小输出电压附近；完成工作点设置后，根据确定超声波未作用到光纤Fabry-Perot水听器时的初相位φ0，其中na为Fabry-Perot腔腔内空气折射率；(3)反射谱相位转换、曲线拟合及求解反函数：根据将反射谱转换为输出电压V与光相位φ的离散点数据，并进行拟合，建立输出电压V与光相位φ的函数关系V(φ)，求反函数得到光相位φ与输出电压V的函数关系V-1(φ)；(4)计算光相位的改变量，确定腔长变化量：打开超声换能器，使超声波作用到光纤Fabry-Perot水听器上，记录系统输出电压V1，根据步骤(3)中光相位与输出电压的函数关系计算超声波作用后的终相位φ1，然后结合初相位φ0得到相位变化量Δφ，并根据Fabry-Perot腔腔长L和激光器工作波长λ0计算出超声波引起的Fabry-Perot腔腔长变化量ΔL；(5)根据耦合模型解调非线性声压：根据Fabry-Perot腔腔长变化量ΔL，再结合光纤Fabry-Perot水听器与声场的耦合模型解调出非线性声压P。2.根据权利要求1所述的光纤Fabry-Perot水听器任意工作点非线性声压解调方法，其特征在于：步骤(1)所述获取的反射谱为超声波未作用到光纤Fabry-Perot水听器上时系统输出电压随激光器工作波长增加得到的离散点数据。3.根据...
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