引言
扬声器是一种声音传感器，用于识别和检测空气中的声音信号，作为一种重要的声音探测器，它在光学传感器的重要应用领域发展起来，它是光学传感器的重要组成部分:高灵敏度、抗电磁干扰、低传输损耗、低质量、耐腐蚀性和高压。通过使用时分、波分等多路复用方法，可以创建具有比传统音频单元更高的场域和信号处理优势的大型声呐阵列，这些阵列可以分布在复杂的地形环境中，在这些环境中可以检测到远距离目标，这些目标在地形探测、场地保护和边界预警监测等领域有着巨大的应用价值。
一、波纹振膜加工
采用低电压化学沉积(LpCVD)方法建立了多形薄膜，具有均匀性好、缺陷低、质量高、效率高等特点，同时使薄膜能够存储在大量易于实现自动化的平板上，是半导体中制取SINX薄膜的主要方法之一； 如图1所示，具体步骤:1)准备一个450 μm [100] 2厚度的晶体硅光子波图案，用于准备等离子体侵蚀掩模(ICP) (3)深度为5 μm的硅槽(ICP 4)去除表面光刻胶， 清除圆形，并准备在纯硅表面上生长1 μm的LPCVD烧结矿(6)在圆形板金表面上复盖金属图形7) CR和AU，在圆形板金表面上彩现10 nm和50nm(8)使用升降过程制造圆形金属造型9)在圆形板金背面投影，并建立具有反应性腐蚀(Rie)介质(10)的视窗图形 该装置生长1 μm的介质，从表面上去除了从湿蚀窗中流出的光刻机11)用湿蚀法腐蚀单晶“100”的硅片，完全释放了Sinx薄膜的结构，图8中的振动处理过程可以根据实际工艺条件进行调整，从而产生高性能的振膜，如图2所示，实际处理后的波形清晰均匀，用其研制的Ｆ－Ｐ干涉型声敏感探头如图3所示。
图1波纹振膜的工艺流程
图3Ｆ－Ｐ干涉型光纤传声器的实物图
二、无振膜光学传声器
非膜光学传声器主要是为了解决目前膜的机械特性受到限制的问题而设计的。以色列xarion激光显微镜公司去年发布了其基于F-P干涉的振荡光纤传声器，它使用微处理来制作标准的F-P腔干涉工具，在外部声信号作用下，声压导致标准介质的折射，从而导致共振腔的光路发生变化， 可改变共振频率的波长，并可透过解码来还原音讯信号。这种无膜光学传声器在空气中的波长范围为10 Hz至1 MHz，液体中的最大频率响应为25MHz，最大压力为190dB，远高于现有的音讯发射器。
三、基于相位解调的双光束薄膜干涉型光纤传声器
目前，干涉型光纤传声器信号的解码主要用于强度衰减，也就是说，通过检测对干涉型光纤传声器起作用的单光束强度变化来恢复音频信号。为了保证重构信号的灵敏度和线性性质，光束的波长在正交点(QPoint)的干涉型传声器频谱上必须稳定，具有简单、响应快、成本低的优点，但是干涉型光纤传声器容易受到环境因素(如温度)的干扰， 这导致了信号的灵敏度和失真降低，为了防止环境因素(例如温度)对干涉型光纤传声器的影响，采用了一种改进的相位加载算法，该算法检测到40 mv/ pa和100 Hz频率的音频信号12,5 khz的相位变化，但基于相位带的光纤传声器的相位变换需要激光光，需要载波调制，因此系统更加复杂， 更昂贵的频率响应和动态范围受到负载频率的限制，这是光纤振动传感器常用的三波长相位解耦方法，不仅可以有效地消除环境(如温度)的影响，而且可以消除激光光的载波调制。 该系统相对简单、经济，因此三波长分解方法在检测音频信号时也具有较大的延迟力。
四、激光降噪光学传声器
为了将人的声音与周围的噪音完全分离，以色列语音缩放公司制作了一种低成本的声学设备，用于测量低功耗干扰。该传声器使用单个激光测量面部或耳后皮肤的低频震动。当人们讲话以降低碰撞测量成本时，语音缩放命令使用一级安全腔面上的垂直激光牺牲了测量到的距离。 它可以测量距离1m，并在面部共振的情况下直接检测皮肤振动，从而改变反射光束的相位，从而产生最终的输出信号，该信号嵌入到自己的电路中，通过电子接口，不仅可以提高移动电话的质量，提供更准确、更持久的语音控制，还可以检测和测量由于每个声音的声音和相应的面部振动是唯一的， 该传感器还可用于生物识别压路机，该相位下的光学降噪传声器仅采集0-1.5k Hz的音频信号，因此所捕获的信号在耳中可能会模糊，并且只有经过训练的语音识别系统才能识别出0-15，000 Hz的音频信号，并与激光降噪光学传声器一起使用。 它首先收集正常声音，然后将所需的传声器声音集成到音频解决方案中，以便捕捉音轨，测量脸部震动，并将其转换为单独的参考信号。
五、基于相位生成载波解调的光纤FP传声器
FP光学传声器是一种检测动态音频信号的传感器，因此对动态音频信号的精确解码是目前FP光学传声器的关键组成部分，FP光学传声器的音频信号的恢复主要集中在强度解构上，通过单波长窄线宽的激光实现对音频信号的精确测量， 测量FP光学传声器反射的光线强度以确保信号的最大灵敏度和无损性，但在实际中，FP光学传声器的透射光谱的正交点(QPoint)激光工作波长是稳定的，而且光学传声器易受外界环境(如温度)的影响，并且其QPoint移动，导致传声器灵敏度降低，并且作为相位重构方法使信号变形，相位生成重构能够很容易地恢复光纤干涉传感器的动态信号，并解决外界环境(如温度)容易出现的问题。
结束语
本文提出了一种基于 F-P 干涉光纤测量仪测试膜声压灵敏度的方法。采用系统结构简单的光纤测量仪测试模块,可以获得膜的声压灵敏度。本文首先通过理论建模推导出膜的声压灵敏度和光学传声器的测试灵敏度,干涉腔的功率参数和否定电路参数,然后对直径为12.7mm的激光声压测量仪进行声压灵敏度测试,本文提出的测试方法对相同的膜和小MEMS声压灵敏度进行测试。测试结果表明,本文提出的测试方法精度高,结构简单,成本低,可用于传声器的选择,提高传声器的性能。
参考文献
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