Tehnologie laser de detectare a vorbirii la distanță

Tehnologie laser de detectare a vorbirii la distanță
Laserdetectarea vorbirii la distanță: dezvăluirea structurii sistemului de detectare

O rază laser subțire dansează grațios prin aer, căutând în tăcere sunete îndepărtate, principiul din spatele acestei „magii” tehnologice futuristice fiind strict ezoteric și plin de farmec. Astăzi, haideți să ridicăm vălul asupra acestei tehnologii uimitoare și să explorăm structura și principiile sale minunate. Principiul detectării vocii de la distanță cu laser este prezentat în Figura 1(a). Sistemul de detectare a vocii de la distanță cu laser este compus dintr-un sistem de măsurare a vibrațiilor cu laser și o țintă de măsurare a vibrațiilor necooperativă. În funcție de modul de detectare a returnării luminii, sistemul de detectare poate fi împărțit în tip non-interferent și tip interferent, iar diagrama schematică este prezentată respectiv în Figura 1(b) și (c).

FIG. 1 (a) Schemă bloc a detectării vocale la distanță cu laser; (b) Schemă a sistemului de măsurare a vibrațiilor la distanță cu laser non-interferometric; (c) Schemă de principiu a sistemului de măsurare a vibrațiilor la distanță cu laser interferometric

Sistem de detectare a non-interferențelor. Detecția non-interferențelor este un sistem foarte simplu de detectare. Prin iradierea cu laser a suprafeței țintă, modularea azimutului luminii reflectate prin mișcarea oblică duce la modificări ale intensității luminii la capătul receptor sau la imaginea cu particule, pentru a măsura direct micro-vibrațiile suprafeței țintă și apoi „drept în drept” pentru a realiza detectarea semnalului acustic la distanță. Conform structurii receptorului...fotodetectorSistemul non-interferent poate fi împărțit în două tipuri: punct unic și matrice. Nucleul structurii punctuale unice este „reconstrucția semnalului acustic”, adică vibrația suprafeței obiectului este măsurată prin măsurarea modificării intensității luminii de detecție a detectorului cauzată de schimbarea orientării luminii de întoarcere. Structura punctuală unică are avantajele costului redus, structurii simple, ratei mari de eșantionare și reconstrucției în timp real a semnalului acustic în funcție de feedback-ul fotocurentului detectorului, însă efectul de speckle laser va distruge relația liniară dintre vibrație și intensitatea luminii detectorului, restricționând astfel aplicarea sistemului de detecție punctuală non-interferent. Structura matrice reconstruiește vibrația suprafeței țintei prin algoritmul de procesare a imaginii speckle, astfel încât sistemul de măsurare a vibrațiilor are o adaptabilitate puternică la suprafața rugoasă și are o precizie și o sensibilitate mai mari.

Sistemul de detectare a interferențelor este diferit de cel de detectare a interferențelor fără interferențe, deoarece detectarea interferențelor are un farmec mai indirect. Principiul este că, prin iradierea cu laser a suprafeței țintei, suprafața țintei este deplasată de-a lungul axei optice către lumina din spate, introducând o schimbare de fază/frecvență. Utilizarea tehnologiei de interferență măsoară schimbarea de frecvență/defazaj pentru a realiza măsurarea micro-vibrațiilor la distanță. În prezent, tehnologiile de detectare interferometrică mai avansate pot fi împărțite în două tipuri: tehnologia de măsurare a vibrațiilor laser Doppler și metoda de interferență cu auto-amestecare laser, bazată pe detectarea semnalului acustic la distanță. Metoda de măsurare a vibrațiilor laser Doppler se bazează pe efectul Doppler al laserului pentru a detecta semnalul sonor prin măsurarea schimbării de frecvență Doppler cauzate de vibrația suprafeței obiectului țintă. Tehnologia de interferometrie cu auto-amestecare laser măsoară deplasarea, viteza, vibrația și distanța față de țintă, permițând unei părți din lumina reflectată de ținta îndepărtată să reintre în rezonatorul laser și să provoace modularea amplitudinii și frecvenței câmpului laser. Avantajele sale constau în dimensiunile mici și sensibilitatea ridicată a sistemului de măsurare a vibrațiilor, precum și înlaser de putere redusăpoate fi utilizat pentru a detecta semnalul sonor la distanță. Un sistem de măsurare cu autoamestecare laser cu deplasare de frecvență pentru detectarea semnalului vocal la distanță este prezentat în Figura 2.

FIG. 2 Diagramă schematică a sistemului de măsurare cu autoamestecare cu laser cu deplasare de frecvență

Ca mijloc tehnic util și eficient, tehnologia laser „magică” pentru redarea vorbirii de la distanță nu se poate folosi doar în domeniul detectării, ci și în domeniul contra-detecției, având performanțe excelente și aplicații largi - tehnologia de contramăsuri prin interceptare laser. Această tehnologie poate realiza contramăsuri de interceptare la o distanță de 100 de metri în spații interioare, clădiri de birouri și alte spații cu pereți cortină din sticlă, iar un singur dispozitiv poate proteja eficient o sală de conferințe cu o suprafață a ferestrei de 15 metri pătrați, pe lângă viteza rapidă de răspuns la scanare și poziționare în 10 secunde, precizia ridicată a poziționării, rata de recunoaștere de peste 90%, și fiabilitatea ridicată pentru o funcționare stabilă pe termen lung. Tehnologia de contramăsuri prin interceptare laser poate oferi o garanție solidă pentru securitatea informațiilor acustice ale utilizatorilor în birouri cheie din industrie și în alte scenarii.