[发明专利]双腔组合光干涉声传感器探头及其传感系统

权利要求书

1.一种双腔组合光干涉声传感器探头，包括传振腔室和检振腔室，其特征在于：

传振腔室，包括：

第一端口和第二端口，且第一端口的尺寸大于第二端口；

第一膜片，绷紧设置于所述第一端口上；以及

第二膜片，绷紧设置于所述第二端口上，所述第二膜片具有一反光面，朝向所述检振腔室；

检振腔室，与所述传振腔室相邻，并由所述第二膜片与所述传振腔室隔离，所述检振腔室包括下腔体和下内表面，所述下腔体对入射光透明，所述下内表面位于下腔体上，能使从检振腔室外入射的入射光透过下腔体在所述下内表面处同时产生透射光和反射光或同时产生透射衍射光和反射衍射光，所述透射光或透射衍射光被所述反光面的中心区域反射而沿原路返回并透过所述下内表面后，与所述反射光或反射衍射光重叠从而产生光干涉信号，所述下内表面与所述反光面形成一FP干涉腔；

其中，所述第一膜片通过感应声信号而产生的振动，通过所述传振腔室传递至第二膜片而引起所述FP干涉腔的腔长变化，对所述光干涉信号进行调制。

2.根据权利要求1所述的双腔组合光干涉声传感器探头，其特征在于：

所述传振腔室的腔体上开设有漏气缝或漏气口，用于消除环境温度变化和/或大气压变化所引起的所述传振腔室内外的气压差，所述漏气缝或漏气口远离所述检振腔室，所述漏气缝或漏气口的面积不超过第二膜片面积的1/10；

所述检振腔室的腔体上开设有漏气缝或漏气口，用于消除环境温度变化和/或大气压变化所引起的所述检振腔室内外的气压差，所述检振腔室的腔体上开设的漏气缝或漏气口设置于所述传振腔室的外侧并偏离所述下内表面的正对所述第二膜片的中心区域，所述检振腔室的腔体上开设的漏气缝或漏气口的面积不超过第二膜片面积的1/10。

3.根据权利要求1所述的双腔组合光干涉声传感器探头，其特征在于：

所述下内表面覆盖有增反膜，使得从所述检振腔室外入射的入射光在所述下内表面同时产生透射光和反射光；或者

所述下内表面设置有衍射光栅，使得从所述检振腔室外入射的入射光在所述下内表面同时产生透射衍射光和反射衍射光。

4.根据权利要求1所述的双腔组合光干涉声传感器探头，其特征在于：

所述第二膜片的反光面与检振腔室的下内表面的距离小于所述入射光波长的50倍；和/或

所述传振腔室的腔体与检振腔室的腔体为机械加工件或MEMS结构元件；和/或

所述传振腔室的腔体与检振腔室的腔体为一体成型、或分别成型后进行固定；和/或

所述传振腔室的腔体为由金属、玻璃、陶瓷、聚合物和硅中的一种或多种材料制成；所述检振腔室的腔体为由玻璃、聚合物和硅中的一种或多种材料制成。

5.根据权利要求1所述的双腔组合光干涉声传感器探头，其特征在于：

所述第一膜片和第二膜片的厚度分别介于0.1μm至1mm之间；和/或

所述第二膜片的面积不超过第一膜片的1/2；和/或

所述第一膜片和第二膜片分别为由金属、玻璃、聚合物、氧化物、氮化物和硅中的一种材料制成的均匀膜片，或者为由金属、玻璃、聚合物、氧化物、氮化物和硅中的多种材料制备而成的多层膜片或复合材料膜片；和/或

所述第二膜片的抗形变能力小于第一膜片。

6.根据权利要求1所述的双腔组合光干涉声传感器探头，其特征在于：

所述第一膜片和第二膜片由相同材料制成，并且所述第一膜片的厚度大于第二膜片；或者

所述第一膜片和第二膜片由不同材料制成，并且所述第一膜片的杨氏模量大于第二膜片。

7.根据权利要求1所述的双腔组合光干涉声传感器探头，其特征在于，所述双腔组合光干涉声传感器探头还包括一膜片保护罩，所述膜片保护罩将所述第一膜片罩在内部，所述膜片保护罩顶部开设有入声孔。