Brise

Laser microphone 본문

DIY

Laser microphone

naudhizb 2015. 5. 8. 00:21
반응형


그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e07a04.gif
원본 그림의 크기: 가로 10pixel, 세로 10pixel

Fig. 1 
그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00001.gif
원본 그림의 크기: 가로 193pixel, 세로 179pixel 

Simplified Michaelson Interferometer

The Problem: 
To detect sound within a room (having an outside window) at a distance. 

There are several methods that might accomplish this, with some fidelity; [1] however this page will describe the use of a LASER Microphone. 

The use of a LASER to transduce sound from a window pane/glass is commonly used in movies which leave the mistaken impression that any such task is easy and the LASER Microphone, itself, is highly portable and easily set up. My recent experience is just the opposite. 

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

 ..그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00002.gif
원본 그림의 크기: 가로 25pixel, 세로 27pixel

 

 

Fig. 2

그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00003.gif
원본 그림의 크기: 가로 186pixel, 세로 94pixel 
Angular, or Grazing Detection 45°

 

There are several forms the LASER Mic can take; the several that follow are, by no means all: 

1)_  The one that is probably the most intuitive is a system that "grazes" a LASER beam at an angle to the plane of the glass (e.g., 45-deg.), with the photo detector at a complementary angle, and located at a near distance on the other side of the window, see fig. 2. The principle being that sound vibrations will cause the window glass to move sufficient to deflect the LASER beam across the receiving photo detector.

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

Fig, 3 

그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00004.gif
원본 그림의 크기: 가로 193pixel, 세로 241pixel 
Direct Reflection

(0° Angular, Bounce-back Detection) 

2)_  The second method might be the same as above, with the difference being the LASER and detector are co-located, i.e., incident and reflected beam boresighted.

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

 ..그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00005.gif
원본 그림의 크기: 가로 25pixel, 세로 27pixel

 

Fig, 4 
그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00006.gif
원본 그림의 크기: 가로 193pixel, 세로 179pixel 

LASER Interferometer 
(Michaelson)

Interferometry: 
By using Interferometry, one stands the best chance for success. However, the difficulty of use has increased somewhat. Also, this particular approach has several deficienses--the most glaring (sorry) one is the very large differences in the "leg" length. Ideally both legs of an interferometer should be near equal length. This is due to temporal or longitudinal coherence: where the phase coherence of a LASER beam changes over time. If the two jointly arriving beams are not phase synchronized, the constructive and destructive interference is degraded, or nonexistent, thus limiting the device's sensitivity.

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

Fig. 5 
그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00007.gif
원본 그림의 크기: 가로 193pixel, 세로 241pixel 
LASER Interferometer (Modified Michaelson)

 

3)_  A third approach might be to use an Interferometer. This takes the form of fig. 5, except one of the "arms" of the interferometer is the long path to and from the window. This, of course, suffers "coherence degradation," as explained above. 

 

 

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

 ..그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00008.gif
원본 그림의 크기: 가로 25pixel, 세로 27pixel

 

Fig. 6 

4)_ The final approach is an interferometer similar to the one above, but having both legs of equal length--the so called "Dual Beam LASER Mic." 

The main principle is the differential measurement of glass movement (acoustic vibration) across a small section of the glass pane. 

This has the advantages of ~equal leg length for temporal coherence; common mode rejection of gross window movements, and some rejection of commom-mode path disterbances.  
 

Note: There is nothing magic about the LASER's Wave Length. The bound being between visible (e.g., <670-nm), and Infrared (e.g., >1500-nm). The ideal wavelength (WL) is what is termed the "NIR," (Near-Infra-Red) band, e.g., ~ 790-nm.  

There are only a finite number of WLs available in this band, i.e., it's a Physics thing. Often the determining factor is cost and ease of use. Speaking of which, alignment can be a 'Bitch,' if you can't see the beam. So while experimenting, you might considerusing a visible LASER! 
 

그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e00009.gif
원본 그림의 크기: 가로 405pixel, 세로 518pixel

 

Dual Beam LASER Interferometer

 

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

 ..그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e0000a.gif
원본 그림의 크기: 가로 25pixel, 세로 27pixel

 

그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e0000b.gif
원본 그림의 크기: 가로 390pixel, 세로 300pixel

 Some Suggested Optical Configurations

LASER Beam Collimation, Expansion, and Focusing

 

 

선입니다.

 

 

선입니다.

 

그림입니다.
원본 그림의 이름: mem000010e0000c.gif
원본 그림의 크기: 가로 321pixel, 세로 370pixel

Circuit has Wide Dynamic Range 
  
  
 

PIN Diode detector can be substituted with less expensive devices.

PIN Photo Detector Circuit

 

 

선입니다.

 

 

반응형

'DIY' 카테고리의 다른 글

PCB 배선 팁  (0) 2015.08.17
에어 소프트건 제작과정  (0) 2015.06.15
조이스틱 스프링 제거(Thumb joystick remove spring)  (0) 2015.05.21
Bug-A-Salt 분석  (0) 2015.05.04
Enigma 에니그마  (0) 2014.11.07
v-jays 수리  (0) 2014.10.24
오디오용 4선 선꼬기  (0) 2014.09.13
Comments