1.2 光學(xué)聲傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀

19世紀(jì)80年代，貝爾發(fā)明了光電話，首次用光實(shí)現(xiàn)了聲探測[26]。馮·奧安是第一個(gè)提出實(shí)用的光學(xué)麥克風(fēng)的人。光學(xué)麥克風(fēng)用干涉儀探測薄膜的振動(dòng)，但這一設(shè)想在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平下不可行。1966年，“光纖之父”、華裔物理學(xué)家高錕開創(chuàng)性地提出了利用光纖可實(shí)施高效長程的信號(hào)傳送[27]，之后，光學(xué)聲傳感器得到了迅速發(fā)展，相比空間光聲傳感器和電聲傳感器，其具有靈敏度高[28]、頻率響應(yīng)帶寬大[29]、動(dòng)態(tài)范圍大[30]、抗電磁干擾能力強(qiáng)[31，32]、可微型化[33，34]、便于安裝、對(duì)被檢測場無破壞與干擾、能夠進(jìn)行分布測量等優(yōu)點(diǎn)。

光學(xué)聲傳感器中，聲場與光的耦合方式及耦合結(jié)構(gòu)對(duì)靈敏度、頻率響應(yīng)和動(dòng)態(tài)范圍等主要聲性能參數(shù)有很大影響。光學(xué)聲傳感的靈敏度越高，說明其對(duì)微弱聲信號(hào)的拾取能力越強(qiáng)；越寬和越平坦的頻率響應(yīng)范圍則表明對(duì)聲信號(hào)的探測線性度越好，并且還原度越高；同樣地，動(dòng)態(tài)范圍大則說明光學(xué)聲傳感器可在高聲壓環(huán)境下實(shí)現(xiàn)不失真的聲探測。光學(xué)聲傳感器根據(jù)聲場與光的耦合方式不同可分為間接耦合型和直接耦合型[35]。其中，間接耦合型光學(xué)聲傳感器是指聲場與光通過聲耦合材料實(shí)現(xiàn)相互作用，如光纖、聲敏感膜片、光纖布拉格光柵等，是目前研究最多和最成熟的光學(xué)聲傳感技術(shù)；直接耦合型光學(xué)聲傳感器利用聲場與光直接相互作用，擺脫了聲耦合材料的限制，是一項(xiàng)具有發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)。