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申请/专利权人：中北大学

摘要：本发明涉及谐振式声传感器，具体是一种基于CaF2晶体谐振腔的高灵敏度声传感器及测量方法。本发明解决了现有谐振式声传感器灵敏度较低的问题。一种基于CaF2晶体谐振腔的高灵敏度声传感器，包括1630nm激光器、第一偏振控制器、1550nm激光器、第二偏振控制器、光纤锥、CaF2晶体谐振腔、长通滤波器、光电探测器、示波器、计算机；1630nm激光器的出射端通过第一偏振控制器与光纤锥的首端连接；1550nm激光器的出射端通过第二偏振控制器与光纤锥的首端连接；光纤锥的尾端通过长通滤波器与光电探测器的入射端连接；CaF2晶体谐振腔与光纤锥耦合；光电探测器的信号输出端与示波器的信号输入端连接；示波器的信号输出端与计算机的信号输入端连接。本发明适用于声信号的测量。

主权项：1.一种基于CaF2晶体谐振腔的高灵敏度声测量方法，其特征在于：该方法是基于一种基于CaF2晶体谐振腔的高灵敏度声传感器实现的，该传感器包括1630nm激光器（1）、第一偏振控制器（2）、1550nm激光器（3）、第二偏振控制器（4）、光纤锥（5）、CaF2晶体谐振腔（6）、长通滤波器（7）、光电探测器（8）、示波器（9）、计算机（10）；1630nm激光器（1）的出射端通过第一偏振控制器（2）与光纤锥（5）的首端连接；1550nm激光器（3）的出射端通过第二偏振控制器（4）与光纤锥（5）的首端连接；光纤锥（5）的尾端通过长通滤波器（7）与光电探测器（8）的入射端连接；CaF2晶体谐振腔（6）与光纤锥（5）耦合；光电探测器（8）的信号输出端与示波器（9）的信号输入端连接；示波器（9）的信号输出端与计算机（10）的信号输入端连接；该方法是采用如下步骤实现的：首先，控制传感器进入工作模式；工作模式具体为：1550nm激光器（3）发出1550nm波段的泵浦光，泵浦光依次经第二偏振控制器（4）、光纤锥（5）、CaF2晶体谐振腔（6）、光纤锥（5）入射到长通滤波器（7），并被长通滤波器（7）吸收；当泵浦光经过CaF2晶体谐振腔（6）时，泵浦光激发CaF2晶体谐振腔（6）的拉曼增益，由此补偿CaF2晶体谐振腔（6）的材料损耗，从而提高CaF2晶体谐振腔（6）的品质因数；同时，1630nm激光器（1）发出1630nm波段的探测光，探测光依次经第一偏振控制器（2）、光纤锥（5）、CaF2晶体谐振腔（6）、光纤锥（5）、长通滤波器（7）入射到光电探测器（8），然后经光电探测器（8）转换为电信号；电信号传输至示波器（9），并经示波器（9）转换为谐振谱；谐振谱一方面显示于示波器（9）上，另一方面传输至计算机（10）；在工作模式下，当声信号作用于CaF2晶体谐振腔（6）时，谐振谱的谐振波长处的光强发生变化；计算机（10）实时监测光强变化量，并将光强变化量代入传感器的声压测量方程，由此计算出声压；所述传感器的声压测量方程表示如下： ；式中：表示光强变化量；表示声压；表示CaF2晶体谐振腔（6）有效折射率的变化率，其单位为，其大小由CaF2材料参数和CaF2晶体谐振腔（6）的尺寸共同决定；表示谐振谱的谐振波长；表示谐振谱一阶导数线性区域的斜率；表示CaF2晶体谐振腔（6）的品质因数。

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百度查询： 中北大学 一种基于CaF₂晶体谐振腔的高灵敏度声传感器及测量方法