近日，美国光学学会（Optica，原OSA）官方网站以专题形式报道了上海大学通信与信息工程学院、特种光纤与光接入网重点实验室张小贝教授团队在光纤传感技术领域取得的最新突破[1]。该报道以“Hair-thin fiber microphone developed to monitor critical power grid systems”（用于监测关键电网系统的微米级光纤光学麦克风）为题，高度评价了上海大学研究团队在高性能、耐高温、超宽带全光纤光学麦克风领域取得的研究进展。论文成果发表于光学领域国际著名期刊《Optics Express》上，本论文也同时当选为期刊的“Editor's Pick”（编辑精选，旨在突出具有卓越科学质量的文章，并作为相应领域代表工作）。上海大学为论文第一和通信作者单位，国网江苏电科院为合作单位，本工作得到国家重点研发计划项目“光学麦克风”（2022YFF0708400）的资助。
图1.美国光学学会官方网站专题报道
光学麦克风是测量声信号的新型光学传感器，激光微纳制造技术为其研发提供强大平台，能综合实现抗电磁干扰能力强、灵敏度高、集成度高、频响范围宽等优势，在电力、医疗、石化、安全等领域有重要应用前景。研究团队提出了一种基于“微梁—膜片”结构的集成式光纤光学麦克风，结合皮秒激光精密加工和化学蚀刻技术，在直径仅为125微米的特种光纤内成功研制了微结构麦克风[2]。传感器在声信号作用下微梁结构发生形变，基于弹光效应形成强的声光耦合，从而极大地拓宽了传感器的频率响应范围，实现了40 kHz至1.6 MHz的超宽带频率响应。
图2.所研制的光纤光学麦克风概念图
所研制的光纤光学麦克风采用高度集成的一体化设计，完全由石英光纤制成，能够抗电磁干扰，并在高达1000°C的极端高温环境下保持长时间的稳定运行，在无需额外封装保护的情况下，即可在狭窄空间和复杂工业环境中灵活部署，解决了高压变电器领域局部放电检测难以在高温高压环境下原位、实时监测的痛点。目前，团队正在研发声学超材料与多激光增减材复合加工相结合的关键技术，进一步提升传感器的机械性能与探测灵敏度，为电力系统安全监测等领域提供关键支撑。
图3.研发的光纤光学麦克风SEM图和频率响应特性
相关链接：
[1]上海大学研究成果获美国光学学会专题报道“Hair-thin fiber microphone developed to monitor critical power grid systems”.
https://www.optica.org/about/newsroom/news_releases/2026/hair-thin_fiber_microphone_developed_to_monitor_critical_power_grid_systems/
[2] Dechun Dan, Xiaobei Zhang*, Qi Zhang, Ning Chen, Yaowen Yao, Yi Huang, Jian Shao, Qun Li, Tingyun Wang, “Ultra-wideband all-fiber microphone enabled by micro-beam and diaphragm structure,” Opt. Express,2026,34(3), 4870-4881.
https://doi.org/10.1364/OE.582945
