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这篇文章主要介绍了李群等人设计的一种基于双膜结构的宽频光学麦克风，以下是对文件核心要点的总结：

1. 研究背景与目的：

• 传统基于膜片或悬臂梁式的光学麦克风频响范围较窄，且不同环境和需求下检测的声波频率范围不同。

• 目的：设计一种具有宽频响应的光学麦克风，以满足更广泛的应用需求。

2. 光学麦克风设计：

• 结构组成：该光学麦克风由单模光纤、超材料膜片和波导膜片组成，共同构成一个法布里-珀罗干涉仪（FPI）。

• 工作原理：光在单模光纤中传输，经超材料膜片和波导膜片反射后发生干涉，干涉信号反映声压大小。

3. 双膜结构优势：

• 宽频响应：通过引入双膜结构（超材料膜片和波导膜片），显著提高了光学麦克风的频率响应范围。

• 高灵敏度：波导膜片能够放大超材料膜片的形变量，从而增加干涉信号的变化量，提高灵敏度。

4. 仿真分析：

• 使用COMSOL Multiphysics进行仿真，分析了超材料膜片和波导膜片的结构参数对传感器性能的影响。

• 仿真结果表明，所设计的光学麦克风在1 Hz-100 kHz频率内具有平坦的频率响应，谐振频率为170 kHz。

5. 制备与测试：

• 利用3D打印技术制备了双膜结构的光学麦克风，并通过显微镜观察确认其结构参数符合设计要求。

• 通过测试反射谱和时域信号，验证了光学麦克风的性能，确认其谐振频率为170 kHz，并在宽频范围内具有良好的响应特性。

6. 性能对比：

• 将所设计的光学麦克风与其他类型的声传感器进行了性能对比，结果表明该光学麦克风具有更宽的平坦频率响应范围（350-500 kHz）。

7. 应用前景：

• 鉴于其宽频响应的传感特性和全石英结构带来的化学与物理稳定性，所设计的光学麦克风适用于电力等恶劣环境的应用。

8. 团队成员与贡献：

• 研究团队来自国网江苏省电力有限公司电力科学研究院和上海大学等单位，各成员在光纤传感技术、电力设备状态监测等领域具有丰富的研究经验。