激光监听演示实验仪器的制作.pdfVIP

物理与工程 Vo1．20 No．3 2010 大学生园地 激光监听演示实验仪器 的制作 赵官华 唐 芳 (北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191) (。北京航空航天大学物理学院，北京 100191) (收稿 日期 ：200905—25；修 回日期 ：2009—09—17) 摘 要 本文介绍 了激光监 听演示实验仪器 的制作．设计 出功率放大和带通滤波相结合 的电 路，用此 电路接收光 电探测器所采集 的激光检测声波振动的信号，经还原后进而实现 远程监听．论文 中涉及实验仪器制作过程 中所遇到的问题和相应解决方法，可供 学生 在演示实验 中使用． 关键词 激光监听；声波 ；振动 1 引言 随着科技的发展，人们根据声波 的特性 ，制造 了多种多样 的用于监听的仪器．从早期 的 “大耳 朵”窃听器、定 向麦克风窃听器 、“鸟枪”窃听器等 ， 到后来的微型话筒窃听器 、无线电波窃听器 、微波 图 1 声振动信 息获取原理 图 窃听器 、电话窃听器 以及激光窃听器等等． 光 电接收器件上接收光 的光斑面积变化时输 激光窃听技术是随着激光技术的发展和逐步 出的电信号也 随着变化 ，该 电信号经放大后驱动 成熟而得到研制和开发的，并在近几年开始走 向 扬声器即可实现监听的 目的． 应用．这种窃听方式作用距离较长，不易受干扰 ， 一 个具体的实现装置如 图 2所示，其中木箱 最重要的特点是无需在窃听 目标周 围安装任何设 的一个侧面安装玻璃 (模拟实际房 间的窗户)，激 备．本文特对激光窃听技术的基本原理与实现方 光照射在玻璃上，木箱内的声音引起玻璃共振 ，使 法加 以讨论． 反射回到光 电探测器 的激光光通量发生变化 ，从 而引起硅光 电二极管输 出光 电流的变化 ，再把变 2 原 理 化 的光电流转化为电压 ，经隔直 、放大、滤波，转入 扬声器 ，就能还原声音． 激光监听基本原理是将一束激光照射在监听 目标周围容 易受声压作用产生振动的物体上，然 后在其光束反射 的方 向上接收振动信号 ，并对信 号进行解调放大达到声音还原． 激光监 听技术 的关键在于声振动信息 的获 得 ，原理图如图 1所示，其中，玻璃受空气 中声波 压力为F(￡)；振动偏移为Z(￡)；光斑振动为X()， 由光学推导得关系式 图 2 监听装置 图 Z(t)一 kF (￡)， X(t)一 2Z(t)sin0 (1) 作者简介 赵官华 (1989年出生)，女，江西进贤人 ，北京航空航天大学 电子信息学院，O6级本科在读 物理与工程 Vo1．20 No．3 2010 3 实验装置 选用一个形状规则 、稳定 、密封隔音性好 的箱 Ui+