与电学传感器相比,光学传感器具有多种优势,比如对电磁影响不敏感,无金属和电隔离等等。
随着光纤,微光学技术,高亮度发光二极管(LED)和激光二极管的发展,可以经济高效地实现灵敏的光学麦克风。剩下的一些问题是要获得令人满意的信噪比(SNR),并确保在组装麦克风盒时所需的精度。
光纤麦克风示意图
光纤麦克风有一个光源(通常为二极管激光器或LED),该光源为发射器光纤供电。
这根光纤照亮了麦克风头,从而调制了光通量。
接收器光纤将调制后的光传输到光学检测器(通常是简单的光电二极管),该检测器将光束转换为电信号。
为了调制光通量,可以应用影响强度,相位或偏振的光学装置。
通常会使用麦克风膜片来拾取声压。
一种方式是采用光学距离传感器
不同距离传感器方案
光学设计仿真优化软件常用Zemax 。
计算的传感器耦合曲线
带有聚合物镜片的系统c表现出最好的SNR(信噪比)。
这种类型传感器的一个重要优点是所需的膜直径小,小于0.5 mm。
带有聚合物镜片的光纤尖端
微结构主板
最终成品图
实测频响曲线
另外一种是共焦散焦传感器
这种方案性能优越,但膜片较大,需要约5mm。
最终成品实物图
实测频响曲线