Tecnologia di rilevamento vocale remoto tramite laser

Tecnologia di rilevamento vocale remoto tramite laser
LaserRilevamento vocale a distanza: svelare la struttura del sistema di rilevamento

Un sottile raggio laser danza con grazia nell'aria, cercando silenziosamente suoni lontani; il principio alla base di questa "magia" tecnologica futuristica è strettamente esoterico e ricco di fascino. Oggi, solleviamo il velo su questa straordinaria tecnologia ed esploriamo la sua meravigliosa struttura e i suoi principi. Il principio del rilevamento vocale remoto tramite laser è mostrato nella Figura 1(a). Il sistema di rilevamento vocale remoto tramite laser è composto da un sistema di misurazione delle vibrazioni laser e da un bersaglio di misurazione delle vibrazioni non cooperativo. In base alla modalità di rilevamento del ritorno di luce, il sistema di rilevamento può essere suddiviso in tipo non interferente e tipo interferente, e lo schema è mostrato rispettivamente nelle Figure 1(b) e (c).

FIG. 1 (a) Diagramma a blocchi del rilevamento vocale remoto laser; (b) Diagramma schematico del sistema di misurazione remota delle vibrazioni laser non interferometrico; (c) Diagramma di principio del sistema di misurazione remota delle vibrazioni laser interferometrico

I. Sistema di rilevamento senza interferenze Il rilevamento senza interferenze è una caratteristica molto semplice degli amici, attraverso l'irradiazione laser della superficie bersaglio, con il movimento obliquo della modulazione azimutale della luce riflessa che provoca cambiamenti nell'estremità ricevente dell'intensità luminosa o dell'immagine speckle per misurare direttamente la micro-vibrazione della superficie bersaglio e quindi "da dritto a dritto" per ottenere il rilevamento remoto del segnale acustico. Secondo la struttura del ricevitorefotorivelatoreIl sistema anti-interferenza può essere suddiviso in tipo a punto singolo e tipo a matrice. Il nucleo della struttura a punto singolo è la "ricostruzione del segnale acustico", ovvero la vibrazione superficiale dell'oggetto viene misurata misurando la variazione dell'intensità della luce di rilevamento del rivelatore causata dalla variazione dell'orientamento della luce riflessa. La struttura a punto singolo presenta i vantaggi di basso costo, struttura semplice, elevata frequenza di campionamento e ricostruzione in tempo reale del segnale acustico in base al feedback della fotocorrente del rivelatore, ma l'effetto speckle del laser distrugge la relazione lineare tra vibrazione e intensità della luce del rivelatore, limitando quindi l'applicazione del sistema di rilevamento anti-interferenza a punto singolo. La struttura a matrice ricostruisce la vibrazione superficiale del bersaglio attraverso un algoritmo di elaborazione delle immagini speckle, in modo che il sistema di misurazione delle vibrazioni abbia una forte adattabilità alle superfici ruvide e abbia maggiore precisione e sensibilità.

II. Il sistema di rilevamento delle interferenze si differenzia dalla semplicità del rilevamento senza interferenze, presentando un approccio più indiretto. Il principio si basa sull'irradiazione laser della superficie del bersaglio, che, spostandosi lungo l'asse ottico della luce retroilluminata, introduce una variazione di fase/frequenza. L'utilizzo della tecnologia di interferenza permette di misurare lo spostamento di frequenza/fase per ottenere una misurazione remota delle micro-vibrazioni. Attualmente, la tecnologia di rilevamento interferometrico più avanzata si suddivide in due tipologie in base al principio di funzionamento: la tecnologia di misurazione delle vibrazioni laser Doppler e il metodo di interferometria laser auto-miscelante basato sul rilevamento remoto del segnale acustico. Il metodo di misurazione delle vibrazioni laser Doppler si basa sull'effetto Doppler del laser per rilevare il segnale acustico misurando lo spostamento di frequenza Doppler causato dalla vibrazione della superficie dell'oggetto bersaglio. La tecnologia di interferometria laser auto-miscelante misura lo spostamento, la velocità, la vibrazione e la distanza del bersaglio consentendo a una parte della luce riflessa dal bersaglio distante di rientrare nel risonatore laser, causando la modulazione dell'ampiezza e della frequenza del campo laser. I suoi vantaggi risiedono nelle dimensioni ridotte e nell'elevata sensibilità del sistema di misurazione delle vibrazioni elaser a bassa potenzapuò essere utilizzato per rilevare il segnale sonoro remoto. Un sistema di misurazione a miscelazione automatica laser a spostamento di frequenza per il rilevamento remoto del segnale vocale è mostrato in Figura 2.

FIG. 2 Schema del sistema di misurazione dell'automiscelazione laser a spostamento di frequenza

Come mezzo tecnico utile ed efficiente, la tecnologia laser per la "magia" della comunicazione a distanza non solo offre eccellenti prestazioni e un'ampia applicazione nel campo del rilevamento, ma anche in quello del contro-rilevamento, rappresentando una valida soluzione. Questa tecnologia è in grado di garantire un'intercettazione fino a 100 metri in ambienti interni, uffici e altri luoghi con facciate continue in vetro. Un singolo dispositivo può proteggere efficacemente una sala conferenze con una superficie vetrata di 15 metri quadrati, grazie alla rapidità di risposta (scansione e posizionamento entro 10 secondi), all'elevata precisione di riconoscimento (oltre il 90%) e all'affidabilità nel funzionamento a lungo termine. La tecnologia laser per il contro-rilevamento offre una solida garanzia di sicurezza delle informazioni acustiche in uffici e altri contesti strategici.