ميكروفون الليزر: التصميم والعمل 7 مزايا

ما هو ميكروفون الليزر؟

ميكروفون الليزر هو جهاز مراقبة حديث يتضمن استخدام أشعة الليزر لاستشعار وتحليل اهتزازات الصوت في جسم موضوع على مسافة. تخدم هذه الأداة في المقام الأول الغرض من التنصت مع فرصة ضئيلة لاكتشافها.

متى تم تطوير ميكروفون الليزر؟

نشأت التقنية أو الفكرة الأساسية لاستخدام شعاع ضوء الليزر لتسجيل الصوت عن بُعد مع Léon Theremin من الاتحاد السوفيتي في عام 1947. طور نظام Buran للتنصت بهذه التقنية على وجه التحديد.
تم إصدار براءة اختراع خاصة على ميكروفون الكشف عن التدفق على أساس الليزر لجهاز يتضمن استخدام شعاع ليزر مع بخار أو دخان لاكتشاف اهتزازات الصوت في وسط الهواء وتم عرض نسخة محدثة من الجهاز لأول مرة (في عام 2009) في المؤتمر 127 لجمعية الهندسة الصوتية الذي تم تنظيمه في مدينة نيويورك.

كيف يعمل ميكروفون الليزر؟

يتم تحديد كائن يتم وضعه داخل الغرفة التي تجري فيها محادثة. يمكن أن يكون هذا الكائن أي شيء لديه القدرة على الاهتزاز (على سبيل المثال ، صورة مغلفة معلقة على الحائط) كاستجابة لموجات الضغط الناتجة عن الأصوات الموجودة في الغرفة. يُفضل أن يكون للكائن المختار سطح أملس بحيث يمكن أن تنعكس شعاع الليزر بدقة.

يتم إرسال شعاع الليزر عادة إلى الغرفة موجهًا نحو الشيء من خلال النافذة. ثم تنعكس هذه الحزمة مرة أخرى من الكائن إلى جهاز استقبال يقوم بعد ذلك بتحويل الحزمة إلى إشارة صوتية. في بعض الأحيان ، يرتد شعاع الليزر مباشرة عن زجاج النافذة نفسه. عندما ينعكس الضوء عن سطح الجسم المهتز ، يتم الكشف عن الفروق الدقيقة بين المسافة التي يقطعها الضوء أثناء كل اهتزاز عن طريق قياس التداخل. يستخدم مقياس التداخل لتحويل اختلافات المسافة إلى اختلافات في الكثافة ، ومن ثم يتم تحويل هذه الاختلافات في الكثافة إلى إشارات يمكن تحويلها مرة أخرى إلى صوت إلكترونيًا.

ما هي مكونات ميكروفون الليزر؟

يتكون ميكروفون الليزر من 3 مكونات رئيسية:

الليزر

تستخدم أشعة الليزر تحت الحمراء لتنفيذ هذه التقنية. ثاني أكسيد الكربون أو CO₂ يعمل الليزر ويصدر ضوء الأشعة تحت الحمراء. يكون الغلاف الجوي للأرض أكثر شفافية بالنسبة لإشعاعات الأشعة تحت الحمراء. بناءً على هذه الحقيقة ، فإن ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون₂ عادة ما يتم استخدام الليزر لهذه العملية. بصرف النظر عن ليزر ثاني أكسيد الكربون ، يتم أيضًا استخدام ليزر Nd: YAG الذي ينبعث منه الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء (بالقرب من أطوال موجية 946 و 1064 و 1120 و 1320 و 1440 نانومتر). يتم ضخ هذه الليزرات باستخدام صمامات الليزر القريبة من الأشعة تحت الحمراء أو أنابيب الفلاش أو مصابيح التفريغ المستمر للغاز.

المتلقي

يلعب جهاز الاستقبال دورًا مهمًا في هذه التقنية. يلتقط جهاز الاستقبال الحزمة التي تنعكس مرة أخرى. يتم وضعه بشكل عام بزاوية 90 درجة للشعاع الأصلي. يقوم هذا الجهاز بعد ذلك بمعالجة إشارة ضوء الليزر وإرسالها إلى مزيل التشكيل لمزيد من المعالجة.

المستخلص

مزيل التشكيل هو الجهاز الذي يحول إشارة تباين الشدة إلى صوت إلكترونيًا. يتم التحكم في هذا الجهاز بواسطة الكمبيوتر بمساعدة برنامج لإزالة الضوضاء مثل حركة المرور والرياح وما إلى ذلك لتقديم عينة أكثر نقاءً.

مزايا ميكروفون الليزر:

بعض مزايا ميكروفون الليزر هي:

• يمكن لميكروفونات الليزر التنصت على محادثة عبر زجاج النافذة دون الدخول فعليًا إلى الغرفة المراد مراقبتها.
• يبلغ متوسط ​​مداه 400 متر.
• يتم استخدام شعاع ليزر الأشعة تحت الحمراء غير المرئي.
• تحتوي ميكروفونات الليزر على وحدات استقبال وجهاز إرسال منفصلة تجعل من الممكن سماع محادثة حتى عندما لا يكون الاتجاه العمودي ممكنًا.
• إنه محمول وله تصميم مضغوط للغاية.
• يمكن لميكروفونات الليزر الحديثة توفير خرج إشارة مزدوج (إشارة أصلية ومحولة).
• تحتوي هذه الأداة على معادل متعدد النطاقات لمعالجة الصوت الرقمي.
• يتراوح نطاق الإشارة اللونية متعددة النطاقات بين 50 هرتز و 20 كيلو هرتز.
• تحتوي ميكروفونات الليزر على تقنية مبتكرة لتعديل الحزمة تجعلها غير قابلة للتعقب بالنسبة للأجهزة الأخرى.
• تأتي معظم ميكروفونات الليزر مزودة بمسجل رقمي متكامل يقوم تلقائيًا بتخزين جميع المعلومات.
• تم تجهيز هذه الأدوات بنظام تصويب بصري يتيح عملية توجيه الليزر بشكل صحيح نحو الهدف.
• تسمح مجاهر الليزر بالتنظيم الميكرومتري في جميع الأبعاد الثلاثة للحصول على دقة نهائية.
• تحتوي معظم ميكروفونات الليزر على رابط راديو مشفر لا يسمح لأي مصدر خارجي باعتراض الاتصالات الداخلية للأداة.
• يحتوي على وضع تغذية مزدوج للطاقة ، أي يمكن أن يكون يعمل بالبطارية أو يعمل بالتيار المستمر مع محول.

لمعرفة المزيد عن CO₂ زيارة الليزر هنا