【技术实现步骤摘要】
一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法
[0001]本专利技术属于传声器
，具体涉及一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法。
技术介绍
[0002]激光光束位移测量技术属于光学精密测量的重要分支。主要应用于原子力显微镜，光镊空间自由通信，精确制导，引力波探测。随着精密测量、目标识别和光斑位置测量等多场景应用需求增多，现有的电子传声器测量方法无法满足非接触高作用距离隐蔽性强的应用场景。
[0003]现阶段，目前测量物体表面的振动特性方法大体可分为接触式测量和非接触式两类。其中接触式测量主要是在被测物表面安装加速度传感器等，传统接触式测量在传递和探测声信号时，会使用电子式传声器，该传声器具有声电换能原理，然而在一些特殊的环境中，想要避免电磁干扰，提高换能效率，且实现非接触式的测量，需要声光换能。声波是一种物质波，其实质是质点振动、应力、压力等在弹性介质(固体，液体，气体)中的多样表现形式。非接触式测量中，主要用光束来携带质点的振动信息，尤其利用红外光探测可以提高探测的隐蔽新和抗干扰性，在声学的研究领域中，声...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于激光横向位移探测声信号装置，其特征是：包括激光器(1)、第一高反镜(2)、第二高反镜(3)、聚焦透镜(4)、波片(5)、分束器(6)、光功率计(7)、第三高反镜(8)、聚焦透镜(9)、镀金大振膜(10)、四象限探测器(11)、PC端显示器(12)、NI采集板卡(13)、信号源(14)、喇叭(15)、示波器(16)；其特征在于：所述1064nm的光纤激光器(1)置于平台上，将其携带的光学耦合头固定，在激光器(1)出光的同一方向的直线上放置第一高反镜(2)，放置角度与光路方向呈45度角，光的位置在第一高反镜(2)的中心，第一高反镜(2)反射光路距离在其20cm处放第二高反镜(3)，使光路45度入射到第二高反镜(3)，光的位置在第二高反镜(3)的中心，在第二高反镜(3)的反射光路方向依次放置聚焦透镜(4)、波片(5)、分束器(6)，第三高反镜(8)，在分束器(6)的光学中心垂直于光路的方向放置光功率计(7)，第三高反镜(8)的放置在分束器(6)后面，第三高反镜(8)与这条路上的前端的光路呈45度角，在经过第三高反镜(8)后的光路方向上安装聚焦透镜(9)与镀金大振膜(10)，所述镀金大振膜(10)与前端的光路呈45度角，所述四象限探测器(11)安装在光路经过镀金大振膜(10)反射后的光路的方向上，并用三根BNC线缆将四象限探测器(11)的x，y，sum的输出连到示波器的(16)的输入端口，再通过BNC线将四象限探测器(11)的x通道输出到NI板卡(13)的采集端口，NI板卡(13)与PC显示器(12)连接；喇叭(15)的纸盆朝向镀金大振膜放置，使两者的中心在一条直线上；用BNC线与信号源(14)的CH1输出端口相连。2.使用权利要求1所述的基于激光横向位移探测声信号装置进行探测声信号的方法，其特征是：步骤如下：步骤1：激光器(1)出来的光通过第一高反镜(2)、第二高反镜(3)进行光路准直后通过聚焦透镜(4)聚焦，波片(5)、分束器(6)进行分束，一束打进光功率计(7)监测光功率的稳定性，另一束经过第三高反镜(8)反射、聚焦透镜(9)聚焦后打到镀金大振膜(10)中心；通过信号源(14)输出单频信息或扫频信息驱动喇叭(15)使镀金大振膜(10)表面振动，使其反射面上由于受迫振动携带有振动源的信息；步骤2：准直和聚焦激光器(1)出来的高斯光束，调整系统中的第一高反镜(2)、第二高反镜(3)的左右和俯仰，在示波器上观测由四象限探测器(11)x,y,sum对应的三个输入通道的变化，调整致x，y通道不突变，sum为光全部打到探测器光敏面的光电流大小，此时光全部打到了四象限探测器(11)的光敏面上，调整过程先将激光挡住用示波器(16)的光标标定x,y原始位置，再观测不挡光时x,y恢复到光标的位置，sum在示波器(16)显示其光功率的sum为光全部打到探测器光敏面的光电流大小；步骤3：经过镀金大振膜(10)反射的光携带了声源的信息，反射光由四象限探测器(11)接收采集并转化为电信号，同时用BNC线缆将四象限探测器(11)的x通道输出到NI板卡(13)的采集通道，并将结果显示在与NI板卡(13)连...
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