定向光纤超声波收发器

侧向收发一体

在单根光纤中集成了超声发射与接收功能，首次实现侧向脉冲回波距离感知。

Linhao, Li · Xiaobin, Xue · Hui, Zhong · Wang, Xicheng · Chengtian, Hou · 游道通 · Minghui, Du · 马军 · 郭团

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2024

具体参数

信噪比

{'zh': '~51', 'en': '~51'} dB

技术优势

收发一体

利用包层模进行超声发射，同时通过纤芯模实现超声检测，单一光纤兼备发射与接收功能，无需额外耦合元件。

侧向感知

切换包层模式即可使超声波束从光纤侧壁出射，实现对侧向目标的脉冲回波测距，打破了端面出光的限制。

信噪比高

纤芯模式对超声的检测灵敏度高，对5 MHz信号检测信噪比达~51 dB，保证在嘈杂环境中可靠接收回波。

应用场景

• 结构健康监测：在难以接近的结构部位进行侧向脉冲回波测距，实现准分布式损伤监测。
• 无损检测：利用侧壁出射超声波扫查狭窄空间内壁，检测材料缺陷而无需拆卸被检对象。
• 超声传感：同一根光纤即可发射并接收超声，作为超声传感节点测量距离或探测物体。
• 微纳传感器：将微米级光纤探头插入微流通道或狭窄间隙，进行局部超声检测。
• 医用超声：提供侧向超声成像能力，可用于血管内或内窥镜下的微型超声探头。