[发明专利]一种用于HIFU场测量的光纤Fabry-Perot水听器系统

摘要

本发明公开了一种用于HIFU场测量的光纤Fabry‑Perot水听器系统，包括光纤Fabry‑Perot超声水听器、水听器夹具、环形器、光衰减器、光电探测器、可调谐激光器、控制器和上位机，上位机与控制器相连，控制器与可调谐激光器相连，可调谐激光器与光衰减器相连，光衰减器与环形器的第一个端口相连，环形器的第二个端口与光纤Fabry‑Perot超声水听器相连，环形器的第三个端口与所述光电探测器的输入端相连，所述光电探测器的输出端与控制器相连；测量HIFU场时，上位机向控制器发出控制可调谐激光器输出波长为λ的激光的命令，然后从控制器处获取光电探测器输出的电压变化量ΔV0，并利用公式计算得到HIFU场的声压P。本发明能实现HIFU场的声压的准确测量。

主权项

1.一种用于HIFU场测量的光纤Fabry‑Perot水听器系统，包括光纤Fabry‑Perot超声水听器(1)、水听器夹具、环形器(6)、光衰减器(7)、光电探测器(8)、可调谐激光器(9)、控制器(10)和上位机(20)，上位机(20)与控制器(10)相连，控制器(10)与可调谐激光器(9)相连，可调谐激光器(9)与光衰减器(7)相连，光衰减器(7)与环形器(6)的第一个端口相连，环形器(6)的第二个端口与光纤Fabry‑Perot超声水听器(1)相连，光纤Fabry‑Perot超声水听器(1)被夹持在水听器夹具上，环形器(6)的第三个端口与所述光电探测器(8)的输入端相连，所述光电探测器(8)的输出端与控制器(10)相连；其特征在于，所述上位机(20)被编程以便执行如下步骤：测量HIFU场时，向控制器(10)发出控制可调谐激光器(9)输出波长为λ的激光的命令，然后从控制器(10)处获取光电探测器(8)输出的电压变化量ΔV₀，并利用公式：计算得到HIFU场的声压P；其中，λ表示光纤Fabry‑Perot超声水听器工作在最佳线性偏置点处对应的波长，n_a表示Fabry‑Perot腔内的折射率，K₀表示线性探测区的斜率，t_p表示水‑反射光纤界面的透射波声压与入射波声压之比，t_ps表示反射光纤‑石英毛细管界面的透射波声压与入射波声压之比，L表示光纤Fabry‑Perot超声水听器的初始腔长，E表示石英毛细管的杨氏模量，f表示超声波频率，c表示光速；λ、n_a、K₀、t_p、t_ps、L、E、f、c都为在上位机(20)内设定的已知参数。