一种包括具有反射元件的膜片（20）的声学传感器（10）。所述传感器具有相对于所述反射元件定位的光纤（30），以便所述光纤发出的光由所述反射元件反射。所述光纤的第一端和所述反射元件在两者之间形成光学腔（40）。所述声学传感器还包括被机械耦合至所述膜片和所述光纤的结构性元件。所述结构性元件包括具有基本上类似于所述光纤的热膨胀系数的热膨胀系数的材料。例如，所述材料能够为二氧化硅。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤兼容声学传感器优先权要求本申请要求2010年3月15日提交的美国临时专利申请US61/314，090 ;2010年5月4日提交的美国临时专利申请US 61/331,303 ;以及2010年9月13日提交的美国临时专利申请US 61/382,385的权益。每个上述申请的全部内容都包含在此以供参考。
本申请一般地涉及声学传感器系统，并且更具体地涉及光纤兼容声学传感器系统。
技术介绍
已公开基于法布里-珀罗(Fabir-PeiOt)干涉仪腔的两个反射镜的相对位移提供声压测量值的各种光纤传感器系统。参见例如M.Yu等人的“Acoustic MeasurementsUsing a Fiber Optic Sensor System”，J.1ntelligent Material Systems andStructures, vol.14, 409-414 页(2003 年 7 月)；K.Totsu 等人的 “Ultra-MiniatureFiber-Optic Pressure Sensor Using White Light Interferometry”，J.Micromech.Microeng.，vol.15，71-75 页(2005) ;W.B.Spillman，Jr.等人的 “Moving Fiber-OpticHydrophone”，Optics Lett., vol.5,n0.1,30-31 页(1980 年 I 月)；Κ.Kardirvel等 人 的“Design and Characterization of MEMS Optical Microphone forAeroacoustic Measurement，，，42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting andExhibit, 2004年I月5-8日，Reno, Nevada (美国内华达州里诺市)；J.A.Bucaro等人的“Miniature，High Performance, Low-Cost Fiber Optic Microphone”，J.Acoust.Soc.Am.，vol.118，n0.3，1406-1413 页第一部分(2005 年 9 月)；Τ.Κ.Gangopadhyay 等人的“Modeling and Analysis of an Extrinsic Fabry-Perot Interferometer Cavity”，Appl.0ptics, vol.44, n0.16, 312-3196 页(2005 年 6 月 I 日)；以及 P.J.Kuzmenko 的“Experimental Performance of a Miniature Fabry-Perot Fiber Optic Hydrophone”，Proceedings of 8th Optical Fiber Sensors Conference, Monterey, California(美国加利福尼亚州蒙特里市)，1992年I月29日至31日，354-357页；0.KilicjM.Digonnetj G.Kino 以及 0.Solgaard 的 “External fiber Fabry-Perot acoustic sensorbased on photonic-crystal mirror，，，18th International Optical Fiber SensorsConference, Cancunj Mexico (墨西哥坎昆市)(2006) ;0.Kilic，Μ.Digonnet，G.Kino以 及 0.Solgaard 的“External fibre Fabry - Perot acoustic sensor based on aphotonic-crystal mirror”，Meas.Sc1.Techno1.18，3049 - 3054 (2007) ；0.Kilicj M.Digonnet, G.Kino 以及 0.Solgaard 的“Photonic-crystal-diaphragm-based fiber-tiphydrophone optimized for ocean acoustics，，，19th International Optical FiberSensors Conference, Perth, Australia (澳大利亚拍斯市)(2008) ;0.Kilic，Μ.Digonnet,G.Kino 以 及 0.Solgaard 的“Fiber-optical acoustic sensor based ona photonic-crystal diaphragm，，15th International Conference on Solid-StateSensors, Actuators, and Microsystems, Denver, CO (2009)。光子晶体板(Photonic-crystal slabs，即PCS)为具有空间周期性变化折射率的光子晶体结构。PCS展现引导谐振光学模式，其被严格限制在PCS中，但是由于周期变化的折射率而通过相位匹配机构被耦合至入射辐射。这些引导谐振模式通常作为叠加在平滑变化背景上的清晰的费诺线形(Fano Iineshapes)而在传输或反射光谱中显示。参见例如 M.Kanskar 等人的 “Observation of leaky slab modes in an air-bridgedsemiconductor waveguide with a two-dimensional photonic lattice”， Appl.Phys.Lett., vol.70, 1438 页(1997) ;V.N.Astratov 等人的“Resonant coupling ofnear-1nfrared radiation to photonic band structure waveguides，，，J.LightwaveTechnol., vol.17, 2050 页(1999);以及 S.Fan 和 J.D.Joannopoulos 的“Analysis ofguided resonances in photonic crystal slabs，，Phys.Rev.B, vol.65，35112 页(2002)。当前已在发光二极管和激光器中作为滤光片或反射镜使用该引导谐振模式。
技术实现思路
在一些实施例中提供一种声学传感器。该传感器包括具有反射兀件的膜片。该传感器也包括相对于该反射元件定位的光纤，以便由反射元件反射从光纤发出的光。光纤的第一端和反射元件在两者之间形成光学腔。该传感器还包括机械耦合膜片和光纤的结构性元件。一些实施例的该结构性元件包括这样的材料，其热膨胀系数基本上类似于光纤的热膨胀系数。例如，一些实施例的该结构性元件包括二氧化硅。在一些实施例中，至少一部分由反射元件反射的光能够传播到光纤中。光纤的第一端能够包括第二反射元件。第二反射元件和反射元件能够在两者之间形成法布里-珀罗腔(Fabry-P本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.15 US 61/314,090;2010.05.04 US 61/331,303;1.一种声学传感器，包括: 膜片，所述膜片包括反射元件； 光纤，所述光纤相对所述反射元件定位，以便通过所述反射元件反射所述光纤发出的光，其中所述光纤的第一端和所述反射元件在两者之间形成光学腔；以及 结构性元件，所述结构性元件机械耦合所述膜片和所述光纤，其中所述结构性元件包含二氧化硅。2.根据权利要求1所述的声学传感器，其中至少一部分由所述反射元件反射的光传播到所述光纤中。3.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述光纤的所述第一端包括第二反射元件，所述第二反射元件和所述反射元件在两者之间形成法布里-珀罗腔。4.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述光纤包含熔凝二氧化硅，以及所述结构性元件包含熔凝二氧化硅。5.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述反射元件包括光子晶体结构。6.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述膜片包含二氧化硅。7.根据权利要求6所述的声学传感器，其中所述膜片具有大约等于所述光纤的所述第一端和所述反射元件之间的距离的厚度。8.根据权利要求1所述的声学传感器，还包括与所述膜片间隔的并且定位在所述光学腔内的包含二氧化硅的补偿元件。9.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述膜片具有横向尺寸，并且所述横向尺寸与所述光纤直径的比在1.2至8之间。10.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述膜片具有可移动部分，所述可移动部分具有一面积，并且所述面积与所述光纤的横截面面积的比在1.4至64之间。11.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述膜片包括一个或更多流体管。12.根据权利要求11所述的声学传感器，其中所述一个或更多流体管与所述反射元件分离。13.根据权利要求1所述的声学传感器，其中所述光学腔包含液体。14.根据权利要求13所述的声学传感器，还包括至少一个基本可压缩和基本有弹性的兀件，从而提闻灵敏性。15.根据权利要求14所述的声学传感器，其中所述至少一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·C·阿卡呀，M·J·F·迪格内特，O·克勒齐，G·S·奇诺，O·索佳德，
申请(专利权)人：里兰斯坦福初级大学理事会，
类型：
国别省市：
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