一、实验概述
激光窃听技术是随着激光技术的发展和逐步成熟而得到研制和开发的，并在近几年开始走向应用这种窃听方式作用距离较长，不易受干扰最重要的特点是无需在窃听目标周围安装任何设备。
本次创新实验设计旨在运用物理原理设计一种激光“窃听”装置。声源发声时会引起周围物体的振动，以检测物体振动规律来实现窃听。具体操作如下，在声源前放置平面镜，用一束激光打到平面镜上，检测反射光的位移，进而得出声源的声音。因为声音信号在平面镜表面会产生声压，驱动平面镜做受迫振动,平面镜发生振动连带反射光振动，此时在这个反射的方向放置装置接收光信号，将光信号转变为电信号，再将电信号通过功放电路放大，实现声音还原，从而实现激光窃听。
二、实验装置介绍
2.1 窃听装置主体
窃听装置的基本结构图如图1所示，其主要包括变压器件、激光、平
面镜、光电二极管、喇叭、滤波电路等。
下面是对窃听装置的各个功能模块进行介绍：
(1)电源
本装置采用220V电压经过变压器转化为电压，通过降压模块将电压降为5V给系统供电。
(2)发射装置
发射端由激光发生器发射激光束入射到目标平面镜上，实验选用波长为红光, 工作电压为，功率为的激光发射器，选用的激光器主要是因为它是可见光，光路容易调整，使得对光更为容易，同时用可见光可以避免激光射入实验者眼睛。
不可见光确实可以增加窃听的隐蔽性，但是由于对光的不便，没有采用。
(3)接受装置
接收端是由光电二极管组成，主要功能是光电转换和无失真地放大电信号，首先光电二极管将光信号转变为电信号，但它输出的交流信号非常地微弱，需要经过放大和滤波等环节，才能比较好地将声音信号还原输出。
（4）信号处理
将接受装置接受到的信号进行滤波，放大，降噪等一定的处理。
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图1 信号处理电路图
2.2 窃听器工作流程
声源发声时引起的平面镜的振动，此时加之一束激光，该激光经平面镜反射同时因为平面镜发生振动连带输出光振动信号，此时在这个反射的方向放置装置接收光信号，将光信号转变为电信号，再将电信号通过功放电路放大，实现声音还原，从而实现激光窃听。
三、实验方案
3.1 实验目的
1.了解放大电路的电路图，并由电路图组装元器件
2.利用放大电路组成实验电路
3.完成模拟窃听实验
3.2 实验原理
1.装置如图一，在箱中放置声源及平面镜。激光照射在平面镜上，当声源发声，引起平面镜振动，激光经平面镜反射的光信号照射到接收器上的光通量
随之变化。
2.假设平面镜因声源振动引起的偏移量为，激光与平面镜法向方向夹角为，激光经平面镜振动后反射到接收器引起的位移偏量为.
3.此时，如图所示，若声源不发声，此时激光直接反射到接收器位置记为y，声源发声，平面镜振动，此时激光反射到接收器上的位置为。因为接收器和激光平行，所以。为振动后，激光在反射前后改变光程量的一半。此时，即。
4.当光斑有个位移的时，以光斑为参考系进行考虑，可以发现，信号接收器接收到的光斑面积会发生变化。我们以光斑面积变化来推导出信号接收器接收的光斑强度变化。进而推导出电路电信号的变化。进而有电路某部分电压的变化。
5.把电压进入功放电路。
6.放大后的电压进行声音的还原。
3.3 实验仪器
激光灯、平面镜、光电二极管、放大电路和喇叭
3.4 实验步骤
(1)打开激光灯，对准平面镜
(2)连接好电路，接通电源。
(3)调整光电二极管电路装置，对准平面镜反射出来的光
(4)通过扬声器还原声音
(5)对声音进行降噪，达到窃听效果
3.5 数据处理及结论
本装置可以较好的完成窃听，尤其是对声音频率在范围内的声音，
3.5.2结果分析
入射角取大些可以使反射的光斑面积较大，从而使得激光接收装置的接收面积相应的增大，使得信号的变化更加的强烈，因此还原效果可以得到一定程度的加强。但是事物总是两面的，入射角加大后，会使得激光能量不集中，使得反射信号比较弱，影响了监听效果。入射角如果取得小，激光能量比较集中，但是由于反射角比较小，使得光斑比较小，光斑振动所引起的能量变化也就比较小，所以监听效果就会受一定的影响。
激光器离开玻璃窗远的话会增大反射光的面积，使得信号变化比较强烈，但是如果距离过远的话，会造成光束过于发散，使得接受器接收的光信号过弱，引起声音质量较低。但如果过近，也会使得光斑过小，声音质量也会受影响。硅光电池离开玻璃窗越远，反射光斑就会越大，信号变化就会越大，还原性就会越好，但距离过远会造成光束的发散与能量的流失，当能量的流失比距离增大所引起的效应要大时，声音的还原质量就会受到反面的影响。
由于平常人说话的声音频率在内，所以我们型电路中电器元件的选择，使得电路对频率在范围的信号阻碍最小。
总结
人们讲话的声波能量很小，引起玻璃窗的振动是极微小的。但较大的入射角可投射至远距离的激光确使这种极微小的振动得以放大。入射角越大，接收器离玻璃窗越远，放大作用越明显
四、实验创新点与拓展
4.1 实验创新点
我们采用了激光窃听，具有较好的隐蔽性。理论上能发生镜面反射的东西，例如玻璃都能实现窃听。并且我们采用电脑软件来进行降噪处理，能减少电路问题带来的影响。电源使用一个电路板，能大大减少装置的体积，减少装置的数量。
4.2 实验拓展
为了能进一步增加隐蔽性，可以使用不可见的光来取代激光的作用。但是对光会变得不容易，就需要对接受装置进行进一步的改进。
五、 参考文献
[1]罗海俊,朱晓.激光窃听技术的研究[J].激光与光电子学进展,2003
[2] 王晓颖,赵振明.无线激光通信音频传输实验[J].物理实验,2008, 28(7)
[3] 崔桂华,李荣福,田作喜等,激光遥感探测水下声信号的研究[J].舰船科学技术