激光换能系统和激光换能发声方法与流程

技术特征：
1.一种激光换能系统，其特征在于，包括：依次连接的激光子系统、光路子系统和声源子系统，所述激光子系统包括脉冲激光器，所述声源子系统具有尺寸可调的谐振腔结构；其中，所述激光子系统，用于通过所述脉冲激光器生成并输出脉冲激光信号；所述光路子系统，用于将所述脉冲激光信号聚焦在所述谐振腔内的底部表面；所述声源子系统，用于在所述谐振腔内的底部表面将所述脉冲激光信号转换为脉冲声波信号；所述激光子系统，还用于调节所述脉冲激光器的重复频率至合适频率，以在所述谐振腔内的底部表面将所述脉冲声波信号转换为连续声波信号；所述声源子系统，还用于在所述谐振腔的尺寸被调节至合适尺寸的情况下，输出连续且正负压相等的正弦声波信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲激光信号在所述谐振腔内的底部表面形成底部焦点，所述激光子系统还包括：功率调节装置，用于根据来自预定控制设备的功率调节信号，调节所述脉冲激光器的功率，以调节所述脉冲激光器输出的单脉冲激光的能量；所述声源子系统，还用于在所述单脉冲激光的能量使得所述底部焦点处的光能量密度达到预定能量密度阈值的情况下，在所述底部焦点处形成等离子体，以通过所述等离子体的膨胀塌缩，在所述底部焦点处产生脉冲声波信号。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光子系统还包括：信号发生器，用于生成并输出正弦波信号；所述脉冲激光器，用于根据接收到的所述正弦波信号产生脉冲激光信号；频率调节装置，用于根据预定控制设备的频率调节信号，通过调节所述信号发生器输出所述正弦波信号的频率，来调节所述脉冲激光器的重复频率至合适频率，使得所述等离子体基于所述合适频率在膨胀塌缩过程中产生谐振，进而在所述底部焦点处形成连续的声波信号。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光路子系统包括依次连接的扩束组件和聚焦组件，所述谐振腔的一端为与所述聚焦组件连通的开口端，另一端为封闭端；其中，所述扩束组件，用于对所述脉冲激光器输出的脉冲激光信号进行扩束；所述聚焦组件，用于将扩束后的脉冲激光信号，经所述谐振腔的开口端传输至所述谐振腔内，并聚焦在所述谐振腔内封闭端的底部表面。5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，所述声源子系统还包括：位置调节装置，用于根据来自预定控制设备的位置调节信号，调整所述谐振腔的位置，以将所述脉冲激光信号的聚焦位置调整至所述谐振腔内的底部表面中心位置。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述谐振腔包括依次连接的至少两个套筒且相邻套筒之间为嵌套连接；其中，所述至少两个套筒包括第一套筒和第二套筒；所述第一套筒的第一端是与所述聚焦组件连通的开口端，所述第一套筒的第二端是与下一套筒嵌套连接的开口端；所述第二套筒的第一端是与前一套筒嵌套连接的开口端，所述第二套筒的第二端是封
闭端，以作为所述谐振腔的封闭端。7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述谐振腔的尺寸调节方式包括手动调节和自动调节中的至少一种；在所述尺寸调节方式包括自动调节的情况下，所述声源子系统还包括：尺寸调节装置，用于根据来自预定控制设备的尺寸调节信号，调节所述谐振腔的尺寸为所述合适尺寸。8.一种激光换能发声方法，其特征在于，将脉冲激光器输出的脉冲激光信号聚焦在谐振腔内的底部表面；在所述谐振腔内的底部表面将所述脉冲激光信号转换为脉冲声波信号；调节所述脉冲激光器的重复频率至合适频率，以在所述谐振腔内的底部表面将所述脉冲声波信号转换为连续声波信号；在所述谐振腔的尺寸被调节至合适尺寸的情况下，输出连续且正负压相等的正弦声波信号。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述脉冲激光信号是所述脉冲激光器根据信号发生器生成的正弦波信号而产生的激光信号；所述在所述谐振腔内的底部表面将所述脉冲激光信号转换为脉冲声波信号，包括：响应于预定控制设备的功率调节信号，调节所述脉冲激光器的功率，以调节所述脉冲激光器输出的单脉冲激光的能量；在所述单脉冲激光的能量使得所述底部焦点处的光能量密度达到预定能量密度阈值的情况下，在所述底部焦点处形成等离子体，以通过所述等离子体的膨胀塌缩，在所述底部焦点处产生脉冲声波信号。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调节所述脉冲激光器的重复频率至合适频率，以在所述谐振腔内的底部表面将所述脉冲声波信号转换为连续声波信号，包括：响应于所述预定控制设备的频率调节信号，调节所述信号发生器输出所述正弦波信号的频率，以将所述脉冲激光器的重复频率调节为合适频率，使得所述等离子体基于所述合适频率在膨胀塌缩过程中产生谐振，进而在所述底部焦点处形成连续的声波信号。

技术总结
本发明公开了一种激光换能系统和激光换能发声方法，该系统包括：激光子系统，用于通过脉冲激光器生成并输出脉冲激光信号；光路子系统，用于将脉冲激光信号聚焦在谐振腔内的底部表面；声源子系统，用于在谐振腔内的底部表面将脉冲激光信号转换为脉冲声波信号；激光子系统，还用于调节脉冲激光器的重复频率至合适频率，以在谐振腔内的底部表面将脉冲声波信号转换为连续声波信号；声源子系统，还用于在谐振腔的尺寸被调节至合适尺寸的情况下，输出连续且正负压相等的正弦声波信号。根据该系统，可以解决无法产生连续的且正负压相等的正弦波的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：张明军 尤开军 刘雅璐
受保护的技术使用者：重庆融海超声医学工程研究中心有限公司
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2022/4/5