一种宽频带全指向性点声源产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽频带全指向性点声源产生装置，包括：激光器；光波导，所述光波导的一端与所述激光器相连；吸光体，所述吸光体固定在所述光波导的另一端；及遮光薄膜，所述遮光薄膜包裹在所述吸光体的表面。本发明专利技术提供的声源尺寸很小，吸光体的直径小于5mm，而且频带很宽、指向性好，可实现接近360

【技术实现步骤摘要】
一种宽频带全指向性点声源产生装置


[0001]本专利技术涉及扬声器领域，尤其涉及一种宽频带全指向性点声源产生装置。

技术介绍

[0002]在声学计量领域，点声源具有相当重要的作用。例如麦克风阵列定位系统的性能评估与优化，需要宽频带及良好指向性的点声源进行定位测试；在声场测试时，常常需要点声源作为标准声源进行校准；在车载超声雷达等超声传感器校正中，需要高频点声源进行标定。当声源的尺度远小于其发射声波的波长时，则该声源可看作点声源。点声源各部分振动的相位近似相同，所产生的声场在以此声源为中心的球面上呈均匀分布。实际测量中，对于单一声源，如声源中心到测量点之间的距离超过声源最大几何尺寸的2倍时，该声源可近似为点声源。
[0003]在实际应用中，往往难以获取理想的点声源，声源尺寸、频率范围、全指向性这三个关键指标在传统的模拟点声源扬声器中一般无法兼顾。尤其是在小尺寸的情况下，声源的全指向性难以保证，频率响应也难以覆盖20Hz
‑
20kHz的人耳可听声频段；车载超声雷达的常用频率为40kHz
‑
60kHz，对点声源的频率要求更高。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术实施例提供一种宽频带全指向性点声源产生装置，以解决传统的模拟点声源扬声器中声源尺寸、频率范围、全指向性这三个关键指标一般无法兼顾的问题。
[0005]根据本专利技术实施例，提供一种宽频带全指向性点声源产生装置，包括：
[0006]激光器；
[0007]光波导，所述光波导的一端与所述激光器相连；
[0008]吸光体，所述吸光体固定在所述光波导的另一端；及
[0009]遮光薄膜，所述遮光薄膜包裹在所述吸光体的表面。
[0010]进一步地，所述激光器为脉冲激光器或连续激光器。
[0011]进一步地，所述脉冲激光器的脉冲能量大于100mJ，且脉冲宽度小于1μs。
[0012]进一步地，所述光波导为能承受激光能量的光纤、光纤束或液态光波导。
[0013]进一步地，所述光波导优选为能承受激光能量的光纤束。
[0014]进一步地，所述吸光体为吸光材料和粘结剂的混合物制作的球缺状固体。
[0015]进一步地，所述吸光材料选自炭黑粉、耐高温的金属粉中的一种或多种。
[0016]进一步地，所述粘结剂为耐高温树脂。
[0017]进一步地，所述遮光薄膜接触所述吸光体的表面对所述激光器发射的激光是全反射界面。
[0018]进一步地，所述吸光体的直径小于5mm。
[0019]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0020]由上述实施例可知，本专利技术实施例利用光声效应产生的点声源尺寸很小，直径小
于5mm；本专利技术提供的点声源频率范围很宽，利用脉冲激光器可以产生0
‑
100kHz宽频声波，利用连续激光器可以产生0
‑
100kHz的任意单频声波；本专利技术提供的点声源指向性极佳，可实现接近360
°×
360
°
的全指向性。
[0021]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0023]图1是根据一示例性实施例示出的一种宽频带全指向性点声源产生装置的结构示意图。
[0024]图2是根据一示例性实施例示出的采用脉冲激光器产生的一个点声源的声波信号分析结果，(a)为时域信号，(b)为频谱分析。
[0025]图中的附图标记有：1、激光器；2、光波导；3、吸光体；4、遮光薄膜。
具体实施方式
[0026]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0028]图1是根据一示例性实施例示出的一种宽频带全指向性点声源产生装置的结构示意图，参考图1，本专利技术实施例提供一种宽频带全指向性点声源产生装置，可以包括：激光器1、光波导2、吸光体3和遮光薄膜4，所述光波导2的一端与所述激光器1相连；所述吸光体3的固定在所述光波导2的另一端；所述遮光薄膜4包裹在所述吸光体3的表面。
[0029]由上述实施例可知，本专利技术实施例利用光声效应产生点声源，光声效应是指光线照射到物体上被吸收，产生热量而膨胀，进而产生机械波，也就是声波。所述激光器1发射激光束，穿过光波导2，最后激光束照射到吸光体3上，激光能量被吸光体3吸收，产生声波，吸光体3即为声源。本专利技术实施例利用光声效应产生的点声源尺寸很小，直径小于5mm；该点声源频率范围很宽，利用激光器可以产生0
‑
100kHz宽频声波，利用连续激光器可以产生0
‑
100kHz的任意单频声波；该点声源指向性极佳，可实现接近360
°×
360
°
的全指向性。
[0030]本专利技术一实施例中，所述激光器1可以为脉冲激光器。具体地，所述脉冲激光器可以发出高能量、窄脉宽的脉冲激光。脉冲能量越大，激发出的声波强度越大。脉冲宽度越窄，激发出的声波频率越高。优选地，所述脉冲激光器的脉冲能量大于100mJ，以产生足够的声压用于声学测量。且所述脉冲激光器的脉冲宽度小于1μs，以激发出足够宽的声波频谱。
[0031]所述激光器1也可以为连续激光器。用正弦波对所述连续激光器的能量进行强度
调制，调制信号的频率即为产生声波的频率。连续激光器的功率越大，则激发出的声波强度越大。采用连续激光器产生的声波为单一频率声波，其频率可以随调制信号自由调节，调节范围可覆盖0
‑
100kHz。
[0032]本专利技术一实施例中，所述光波导2可以为能承受激光能量的光纤、光纤束、液态光波导等。所述光波导2的作用是使激光在其内部低损耗地传播。所述光波导2的外侧应该有保护套，其作用是将光路完全封闭，防止高能量的激光对人或其他物体产生损害。所述光波导2的能量承受上限需大于激光器1的能量，防止光波导2被高能激光损坏。优选地，光波导2可以为光纤束。由于光纤束可以弯曲，点声源可以很方便地移动，便于实际测试。
[0033]本专利技术一实施例中，所述吸光体3为吸光材料和粘结剂的混合物制作的球缺状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频带全指向性点声源产生装置，其特征在于，包括：激光器；光波导，所述光波导的一端与所述激光器相连；吸光体，所述吸光体固定在所述光波导的另一端；及遮光薄膜，所述遮光薄膜包裹在所述吸光体的表面。2.根据权利要求1所述的宽频带全指向性点声源产生装置，其特征在于，所述激光器为脉冲激光器或连续激光器。3.根据权利要求2所述的宽频带全指向性点声源产生装置，其特征在于，所述脉冲激光器的脉冲能量大于100mJ，且脉冲宽度小于1μs。4.根据权利要求2所述的宽频带全指向性点声源产生装置，其特征在于，所述连续激光器工作在强度调制模式，且调制频率与所需声波频率相等。5.根据权利要求1所述的宽频带全指向性点声源产生装置，其特征在于，所述光波导为能承受激光能...

【专利技术属性】
技术研发人员：施钧辉，尹永刚，王少博，张劲，任丹阳，陈睿黾，李驰野，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：