該光學麥克風的工作原理為，利用激光器發射出波長1550nm的電（diàn）信級紅外激光光束（shù），穿過（guò）法布裏-珀羅標準具（Fabry-Pérotetalon）（實質為間距（jù）2mm的兩個平行光學（xué）反射（shè）鏡），固態麥克風（無活動部件）記錄聲壓導致的介質（zhì）中折射率的（de）微小變化。這些微（wēi）小變（biàn）化改變了紅外激光光束的波長和傳輸，光學麥克風將這（zhè）些細微變化轉化（huà）為聲音的測量電信（xìn）號。

　　

　　光學麥克風工作原理示意圖

　　Xarion的光學麥（mài）克風（fēng）能（néng）夠探測到10-14以下微弱的折（shé）射率變化，相對的聲壓變化則低至1μPa。得（dé）益於其光學麥克風的剛性（xìng）結構（gòu），使其不受聲音引起的機械共振影響，能夠獲（huò）得（dé）非常平坦的（de）頻率響應，其頻率響應範圍（wéi）從5Hz的次聲到MHz範圍的超聲（在液體中（zhōng）最高達到25MHz）。這（zhè）使得該（gāi）光學麥克風能夠在一次聲音記錄中獲取較大頻譜範圍內所有的聲學數據，這是傳統振膜麥克風無法（fǎ）實現（xiàn）的。

　　Xarion目前的光（guāng）學麥克風原型，相對（duì）智能（néng）手機中的消（xiāo）費類MEMS麥克風尺寸要龐（páng）大的多，EETimes通過對Xarion首席執行官BalthasarFischer的采訪，更好地了解了該初創公司的目標市場。

　　“人（rén）們肯定會疑惑，我們（men）為什麽（me）要記錄那些隻有蝙蝠才能聽（tīng）到的聲音，”Fischer就發燒級應用打趣到，“我們的光學麥克風能夠記錄的頻率對工業應用具（jù）有重要（yào）意義（yì），比如（rú）無損檢測、超（chāo）聲計量、聲學流程監（jiān）測以及醫（yī）療影像。”

　　“當然，作為一家初創公司，我們（men）現在還無法滿足大眾（zhòng）市場，我們現在的器件相（xiàng）對消費級產品（pǐn）還不具有成本優勢，所以對我們來說，最（zuì）好從利基市場切入（rù）。”Fischer說。

　　“對於無損（sǔn）檢測，我們可以在被（bèi）測物的一側進行測（cè）試操作，在光學（xué）麥克（kè）風的旁邊放置一個發聲器，對被（bèi）測物表麵進行（háng）2D平板掃描，通過異常的掃描聲波圖（tú）紋識別被測物內部的結構缺陷。”Fischer解釋道。

　　

　　超聲掃描碳纖維複合平板，展示其內部缺陷

　

　　超聲頻譜（pǔ）顯示新鑽頭和磨損鑽頭的聲學特征

　　“對於過程控製，我們（men）可以（yǐ）利用超（chāo）聲波監控高速數控機械，而無視（shì）環境噪音，通過集中搜集設備發（fā）出的（de）聲音信號而獲（huò）得信息豐富的聲學圖像，”Fischer說，“效果就像在安靜的環境中監測設備。”

　　Fischer在近期的一篇文章中還描述了另一個應用案例——激（jī）光焊接，幾百Khz的特定頻譜分（fèn）量的振幅和（hé）焊縫熔深存在緊密關聯，這是衡（héng）量焊接質量的重要數據。

　　“通過和維也（yě）納醫（yī）科大學的合作，我們的（de）光學麥克風正用於內窺鏡檢查評（píng）估，我們還在為外科手術設計光聲成像解決方案。光學麥克風也同樣可（kě）以用於（yú）皮膚檢（jiǎn）查，和其它無損檢測一樣用於皮膚結構分（fèn）析。利用光學麥克風可以獲得暗痣非常清晰的3D成像（xiàng）。”Fischer披露道。

　　

　　光學麥克風通過（guò）超聲波掃描識別的美國空軍目標解析測試（shì）卡（在一塊直徑1英寸的玻璃上打印黑色測（cè）試圖紋）

　　成功打開上述三（sān）個應用市場以後，Xarion下一個目標是希望通過（guò）汽車產業（yè）進（jìn）入（rù）消費類市場。

　　“因為我們的光學（xué）麥克風具有非常（cháng）好（hǎo）的相位響應，相比傳統麥（mài）克風，我（wǒ）們的光學麥克風更適於定向錄（lù）音。利用3~7個麥（mài）克風組（zǔ）成的麥克風陣列，我們可以利用聚束算法拾取一個方位的聲音，獲得更（gèng）好的語音識別。我們能夠實現對某點的聲（shēng）音拾（shí）取，而無視周圍環境的噪音。”Fischer說，比如可以在嘈雜的（de）車廂內，將光學麥克風指向駕駛者的頭部位（wèi）置。

　　“從2014年起，MrPorsche便是我們最大的股（gǔ）東，”Fischer補充道，在不遠的將來（lái），當我們的技術成熟以後，相信汽車製（zhì）造商們會對我們的應用非常感興趣（qù）。

　　現在，Xarion的目標是為（wéi）工業應（yīng）用每年出貨數百到數千顆光學麥克風產品（pǐn），同時Xarion也正（zhèng）和合作夥伴一起在醫療應用領域（yù）努力（lì）通過相關的法（fǎ）規（guī）認證。

　　“我們現在還處於收支平衡（héng）階段，但是我們（men）已經有了客（kè）戶，也產生了（le）一些（xiē）營收。我們隻需不（bú）斷跟進我們的（de）產品開發。但是，我們目前並不急於尋求（qiú）更多的融資，因為我們已經有了堅強的後盾。”

　　Xarion的CEO很清楚，他們如果想擴大產量並進入（rù）消費類應用（yòng）市場，必須要進（jìn）一步縮小產品尺寸並降低（dī）成本。

　

　　一個完全集成的光學麥克風概念設計，展示了晶圓光學鏡片中間的（de）兩麵發射（shè）垂直腔麵發射體激光器（VCSEL）

　　“我（wǒ）們目前正（zhèng）在開發集成垂直腔麵發射體激光器的（VCSEL）晶圓（yuán）級（jí）玻璃幹涉儀。其中的光學腔體間距將由之前（qián）的2mm改為1mm，每塊晶圓可以獲得數千個這樣（yàng）的（de）幹涉儀。當（dāng）然，這樣的光學麥（mài）克風的尺寸還是會比MEMS麥克風更大一（yī）些，我們也無法通（tōng）過價格來擊（jī）敗MEMS麥克風，但是，當駕駛者和車載語音導航係統進行對話時，通（tōng）過光學麥克風獲得（dé）的極佳的用戶體驗，將會使我們獲（huò）得成功。”

　　光學麥克風的設計參數還可以進一（yī）步微（wēi）調，比如光學（xué）腔體的（de）長度（dù）、鏡麵反射率，甚至調整激光器的發射波長。

　　“我們也可以選擇紫外光來提（tí）高靈敏度，或者（zhě）應（yīng）對那些紅外吸（xī）收較高的拾音（yīn）環境。”Fischer說，他們已經收（shōu）到了這樣的（de）開發（fā）要求。“對於軍事應（yīng）用，我們可以降低鏡麵的反射率來（lái）降低光學麥克風的靈敏度，用於聲壓級非常高的拾音環境。在180分貝的環境中（zhōng），我們需要佩戴雙（shuāng）重耳罩以保護我（wǒ）們的耳朵。”