Caracterizació de la sensibilitat de cables de fibre òptics a vibracions acoustic

Avui dia, les fibres òptices s' utilitzen més sovint per a la transmission de dades i no de dades. Molts grups de recerca centran en la protecció de les infraestructures basades de fibra contra desitjos de dades que es poden fer per diverses tècnicas. Algunes transmissions de dades no estan encriptades i fins i tot si són, hi ha un gran risc que en el futur, Aquestes dades seran desencriptables per ordinadors quantum. Per tant, els temes calents dia són xifratge quantum i encriptatge post-quantum. Una àrea relativament inexplicada és la sensació de fibre òptics per a vibracions a l'espectre acoústica, per tant, audible.

Www.Adversscable.cn

Vibracions mecànics i soroll acoustic que actuen sobre la fibra òptica causa els canvis en la tensió i l' índex refractiu del nucli de fibra ... Aquests canvis es poden detectar més tard per diversos mètodes i es converteix en un senyal elèctric seguit per la reproducció acoústica. Informació com el component d'àudio d'una crida de vídeo, Una conversa entre gent en una habitació o una trucada de telèfon es pot interceptar fins i tot abans que es converteix en forma digital i encriptat. Així doncs, les infraestructures de fibra òptica, principalment dins dels edificis, es poden utilitzar com a micròfons sensibles, posar un risc important de seguretat. Les arrels de la sensació acoústica de fibre òptica daten a l'any 70, quan es van conèixer els primers experiments de sensació de so audibles. La sensació acústica s'ha estat recentment una àrea molt estudiada a causa de la seguretat dels sistemes d'informació òptics basades en fibre. Es poden dividir tècnics de sensilla acústica en base dels mètodes utilitzats.

Els canvis de fibra es poden detectar a l'escolament de Rayleigh. La tècnica de sensació acoústica distribuida (DAS) utilitza aquest efecte, on es transmeti un pols de laser coherent a través d' una fibra òptica. Els llocs de la fibra fa que el fibre actui com a interferòmetre distribuït. La intensitat de la llum reflectida es mesura com a funció del temps després de transmetir el pols làser. DAS detecta signatures del nivell de pico-stren a la fibra indució per disturbances vibroacoustics causat per un esdeveniment prop de l' opp Cable. Aquestes perturbacions canvien la separació en el nucli de fibra en una escala molecular, originant des de les heterogeneitats sub-longaments de les subonades formades quan es dibuixa la fibra. La recerca més s'enfoca en la reflectometria òptica de temps òptica sensitiu de fasesΦ- TEDR) tecnologia.

Els canvis en l' índex refractiu del nucli de fibra causat per vibracions mecànics externes i soroll acoústic portan a el moviment Doppler les ones de llum viatjant per una fibra òptica. Aquest fenomen es pot explicar com un efecte Doppler en un flexible i expandible ona. La freqüència o el desplaçament de fase d'una ona de llum propagació és detectable en els esquemes d' interferència òptica Mòmetres on la fase interferència instantàna en el domini de temps es converteix en el senyal electrònic. El desplaçament de freqüència és detectible en una disposició Fabry-Perot (FPI), Mach-Zehnder (MZI) o Michelson (MI) interferomets formats per fibres òptics amb elements òptics necessàries inclouts en la configuració òptica.

La FPI s'utilitza molt sovint per a l'organització de micròfons punt-òptics. La varietat dels dissenys de microfons basats en FPI estan disponibles i es poden comparar les dependències de la longitud de la cavitat i els materials emprats. Aquests micròfons també es poden usar per a la sensació multipunt, per exemple, usant un separador 1: 4.

Un ús especial del FPI és possible on el multimode- solomóde- multimode (MSM) L'estructura i la detecció de mesura directe s' utilitzen per detectar vibracions acoúsques. Grating Bragg fiber (FBG) Les microstructures incorporades en la fibra òptica sensible es poden usar com miracles per al FPI on es forma una caveta òptica entre dos o més FB G. La disposició FPI és adequada per a l'ús com a micròfons i hidrófòns. Hi ha moltes treballs basades en l'organització de l'FPI s'han devotat a la sensació de veu amb la pel·lícula a l'etilen propylene dia i la pel·lícula terpolymer. Superficial d'alumini i basat en el diafragma de triacetat de cellulosa. També hi ha variants únics de les esquemes de detecció en l'ordre amb la FPI. Incloen un experiment utilitzant un interferomet de feedback làser, on els canvis de l' índex de refractiu de la fibra sensible portan a canvis de la freqüència òptica de la lleser detecció. Una desvantatge important de les tècnics basades en la FPI per a la sensació acoústica és la possibilitat limitada de mesurar a només o molt baix nombre de punts en la fibra òptica. L'altra desvantage és la necessitat d'una fibra especialment modificada, per exemple amb microstructures FBG.Www.Adversscable.cn

S' utilitzen els arranjaments que utilitzen la MZI per a la sensació acoústica, per exemple, És possible utilitzar la MZI de microfiber que requereix una fibra especial, o utilitzar fibres convencionals per a monitors acoustic dels turbins de gas. També és possible utilitzar la caveta oberta i els col·litats en el braç de la MZI per a la sensació de so.

Les arranços de la MI sovint s' utilitzen com a hidrofòfons que sensin l' ultrason, però també com a sensors per a freqüències audibles. També s'han informat a l'implementació en sentir la vibració seismica, com a possible ús en controlar les estructures marines. A més, val la pena notar que es compleix una investigació que tracta amb millorar la estabilitat de soroll del MI. La topologia d'estrella de la infraestructura de fibre òptica dins dels edificis dóna l'oportunitat de construir l'organització MI. Una fibra òptica normalment corre des de l'habitació amb el canvi òptic central a l'habitació amb una peça d'equipament terminal. Per tant, la fibra pot sentir senyals acoustics al llarg de la seva ruta i es poden connectar com un braç de mesurament d'un arranjament MI.

En aquest paper, Vam posar un MI experimental que permet la detecció de senyals acoustics a través d'una fibra òptica guiada per diferents tipus de corredors. Ens vam centrar a mesurar la sensibilitat d'aquesta disposició per a definits senyals acoustics en un laboratori completa anechoic. Els experiments van examinar la influència de diversos factors com la posició de fibra òptica i tipus de fibres òptics sobre la qualitat de la detecció un senyal sobre un nivell de intel·ligibilitat de veu. Les propietats dels senyals acèïts es van analitzar, les respostes de la freqüència de mesura individuals es van comparar, i es van investigar les relacions de senyal a soroll. En la nostra feina, També mesurem i avaluem l'Index de Transmission de veu (STI), que és la manera prevaleixa de avalucir objectivament la intel·ligència esperada. Sigibilitat dels senyals de veu després de passar a través d' un sistema.