CN203369987U - 基于光纤光声效应的仿生耳产生装置 - Google Patents
基于光纤光声效应的仿生耳产生装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型具体公开了一种基于光纤光声效应的仿生耳产生装置，包括信号产生装置、激光器、声音探测器、声卡、电脑，所述的信号产生装置与激光器连接，所述的激光器通过光纤与声音探测器通讯，所述的声音探测器与声卡连接，所述的声卡与电脑相连。本实用新型利用激光产生的声效应，与电触发方式相比，激光具有很好的方向性，且不用和组织直接接触，没有刺激伪迹。同时，利用光纤易于组成密集矩阵的特点，可进一步搭建基于光纤阵列的光声实验系统，提高对音频的分辨率，传递更丰富细致的声音。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种基于光纤光声效应的仿生耳产生装置。
背景技术
人工耳蜗是现在已广泛应用的一种能使重度耳聋患者恢复部分听觉的医用电子装置，它利用金属电极上的电流触发耳蜗内的听觉神经引起神经冲动，进而产生听觉。然而，由于电流有扩散效应，其可植入电极的数目和激发模式均受到限制，存在声音频率分辨率不高和声频信息不能完全保真的局限，致使目前人工耳蜗在感应音乐等更复杂、更丰富细致的声信息方面受限。
近几年已有实验研究表明，对声刺激无法触发听觉反应的病变内耳，当用光纤脉冲激光辐照耳蜗螺旋神经节时可产生声传导，其功效与金属电极触发听觉神经十分相似，而且可长时间安全照射。与电触发方式相比，光纤材料绝缘，光方向性极好，空间选择性更强，而且光不需要与组织直接接触，刺激副作用应该小。因此，围绕该问题开展系统深入研究，探索以光纤取代金属电极的光纤人工耳蜗将很有意义。
目前所见这类研究和报道仅限于单路光纤激光照射耳蜗，研究动物听觉系统的光声效应，未见提及光声效应产生装置的设计。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型具体公开了一种基于光纤光声效应的仿生耳产生装置。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于光纤光声效应的仿生耳产生装置，包括信号产生装置、激光器、声音探测器、声卡、电脑，所述的信号产生装置与激光器连接，所述的激光器通过光纤与声音探测器通讯，所述的声音探测器与声卡连接，所述的声卡与电脑相连。
所述的声音探测器为话筒，光纤距离话筒口中心的距离为1-2mm（可调），不能直接接触话筒口。
所述的光纤为100um的光纤。
所述的激光器为脉冲激光器。
本实用新型的有益效果是：
利用980nm光源（不限该波长激光器）产生脉冲激光，实现了物理可测量的光声效应，测量并分析不同激光参数下的声信号特性，为进一步阵列光声效应的动物实验提供了物理实验装置。利用激光产生的声效应，与电触发方式相比，激光具有很好的方向性，且不用和组织直接接触，没有刺激伪迹。同时，利用光纤易于组成密集矩阵的特点，可进一步搭建基于光纤阵列的光声实验系统，提高对音频的分辨率，传递更丰富细致的声音。
附图说明
图1光声效应触发听觉原理；
图2本实用新型的结构装置；
图中，1激光信号，2光纤，3声波，4基底膜，5信号产生装置，6激光器，7声音探测器，8声卡，9电脑。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
光致声波触发听觉的原理如下：
物质吸收光后，使物体温度升高体积膨胀，如果对入射光进行周期性调制，则物体的温度也将随时间周期性变化，热传导使得周围空气密度也周期性变化，从而产生声场，这种声场在空间的传播便形成声波3。声波3的频率与光源调制频率相同。用声音探测器7，如话筒，便可以声音的形式检测到这种光致声波的效应。利用激光的单色性、高功率输出的特点，调制后的激光完全具有诱发声效应的物理特性。选用合适波长的激光源，在保证其辐照不会对动物组织产生病变的前提下，可利用光声效应触发听神经的发放。
采用调制后的激光信号1照射在动物的耳蜗基底膜4，产生的光声效应引起耳蜗基底膜4的局部震动，即使在耳蜗基底膜4上的毛细胞失效的情况下，这种光声效应仍能实现对听觉神经的选择性触发，产生听区反应。
光声效应触发听觉的原理图如图1所示，本实用新型的装置，包括信号产生装置5、激光器6、声音探测器7、声卡8、电脑9，所述的信号产生装置5对激光器6的激光信号1进行调制，所述的激光器6通过光纤2与声音探测器7通讯，所述的声音探测器7采集光纤2输出的声音信号4，并发送给声卡8，所述的声卡8与电脑9相连，电脑9上的声音分析软件对声音信号进行分析。声音探测器7为话筒，光纤2距离话筒口中心的距离为1-2mm（可调），不能直接接触话筒口。光纤2为100um的光纤（可选）。激光器6为脉冲激光器。
Claims (4)
1.一种基于光纤光声效应的仿生耳产生装置，其特征在于，包括信号产生装置、激光器、声音探测器、声卡和电脑，所述的信号产生装置与激光器连接，所述的激光器通过光纤与声音探测器通讯，所述的声音探测器与声卡连接，所述的声卡与电脑相连。
2.如权利要求1所述的仿生耳产生装置，其特征在于，所述的声音探测器为话筒，光纤距离话筒口中心的距离为1-2mm。
3.如权利要求1所述的仿生耳产生装置，其特征在于，所述的光纤为100um的光纤。
4.如权利要求1所述的仿生耳产生装置，其特征在于，所述的激光器为脉冲激光器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107585735A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-16 | 上海交通大学 | 一种人工耳蜗电极及其制备方法 |
| CN114204996A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-18 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种单向光声通信系统及其通信方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107585735A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-16 | 上海交通大学 | 一种人工耳蜗电极及其制备方法 |
| CN107585735B (zh) * | 2017-09-22 | 2019-10-29 | 上海交通大学 | 一种人工耳蜗电极及其制备方法 |
| CN114204996A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-18 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种单向光声通信系统及其通信方法 |
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