पारंपरिक माइक्रोफोनों के समान धारिता या चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन की पहचान करने के बजाय एक फाइबर ऑप्टिक माइक्रोस्कोप प्रकाश की तीव्रता में हुए परिवर्तन की पहचान के द्वारा ध्वनिक तरंगों को विद्युतीय संकेतों में रूपांतरित करता है।

इस कार्य के दौरान, एक लेज़र स्रोत से प्राप्त प्रकाश एक फाइबर ऑप्टिक से होकर गुज़रते समय छोटे, ध्वनि-संवेदी परावर्तक मध्यपट को प्रकाशित करता है। ध्वनि मध्यपट में कंपन उत्पन्न करती है, जिससे इसके द्वारा परावर्तित किये जा रहे प्रकाश की तीव्रता में सूक्ष्म परिवर्तन होता है। इसके बाद यह आपरिवर्तित प्रकाश दूसरे ऑप्टिकल फाइबर से होकर एक प्रकाश संसूचक तक संचारित किया जाता है, जो संचारण या रिकॉर्डिंग के लिये तीव्रता-आपरिवर्तित प्रकाश को एनालॉग से डिजिटल ध्वनि में रूपांतरित करता है। फाइबर ऑप्टिक माइक्रोफोनों में उच्च गतिज और आवृत्ति सीमा पुनरोत्पत्ति की उच्च-अचूकता वाले सर्वश्रेष्ठ पारंपरिक माइक्रोफोनों के समान होती है।

फाइबर ऑप्टिक माइक्रोफोन किसी भी विद्युतीय, चुंबकीय, विद्युत्स्थैतिक या रेडियोधर्मी क्षेत्रों के प्रति कोई प्रतिक्रिया नहीं देते या उसे प्रभावित नहीं करते (इसे EMI/RFI प्रतिरोध-क्षमता कहते हैं). अतः फाइबर ऑप्टिक डिज़ाइन ऐसे क्षेत्रों में प्रयोग के लिये आदर्श होता है, जहां पारंपरिक माइक्रोफोन का प्रयोग अप्रभावी या खतरनाक हो सकता है, जैसे औद्योगिक टर्बाइन या चुंबकीय अनुकंपन चित्रण (Magnetic Resonance Imaging [MRI]) उपकरण वातावरणों के भीतर.

फाइबर ऑप्टिक माइक्रोस्कोप सख़्त, उष्मा और नमी में वातावरणीय परिवर्तनों के प्रति प्रतिरोधी होते हैं और उन्हें किसी भी दिशात्मकता या प्रतिबाधा मिलान के लिये प्रयोग किया जा सकता है। किसी भी प्रवर्धक तथा/या अन्य विद्युतीय उपकरण की आवश्यकता के बिना माइक्रोफोन के प्रकाश स्रोत और इसके प्रकाश संसूचक के बीच कई किलोमीटर तक का अंतर हो सकता है, जिसके कारण फाइबर ऑप्टिक माइक्रोफोन औद्योगिक और निगरानी ध्वनिक निरीक्षण के लिये उपयुक्त होते हैं।

फाइबर ऑप्टिक माइक्रोफोनों का प्रयोग बहुत विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों, जैसे इन्फ्रासाउंड निरीक्षण और शोर-निरस्तीकरण में किया जाता है। वे चिकीत्सीय अनुप्रयोगों में विशेष रूप से सफल साबित हुए हैं, जैसे वे रेडियोलॉजिस्ट, कर्मचारियों और मरीजों को शक्तिशाली और शोरपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र के अंतर्गत MRI सूट और साथ ही साथ दूरस्थ नियंत्रण कक्षों के भीतर सामान्य रूप से वार्तालाप करने की अनुमति देते हैं। अन्य प्रयोगों में औद्योगिक उपकरण निरीक्षण और पहचान, ध्वनिक अंशशोधन और मापन, पुनरोत्पत्ति की उच्च-अचूकता वाली रिकॉर्डिंग और फाइबर ऑप्टिक माइक्रोफोनों का प्रयोग बहुत विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों, जैसे इन्फ्रासाउंड निरीक्षण और शोर-निरस्तीकरण में किया जाता है। वे चिकीत्सीय अनुप्रयोगों में विशेष रूप से सफल साबित हुए हैं, जैसे वे रेडियोलॉजिस्ट, कर्मचारियों और मरीजों को शक्तिशाली और शोरपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र के अंतर्गत MRI सूट और साथ ही साथ दूरस्थ नियंत्रण कक्षों के भीतर सामान्य रूप से वार्तालाप करने की अनुमति देते हैं। अन्य प्रयोगों में औद्योगिक उपकरण निरीक्षण और पहचान, ध्वनिक अंशशोधन और मापन, पुनरोत्पत्ति की उच्च-अचूकता वाली रिकॉर्डिंग और क़ानून प्रवर्तन शामिल हैं।

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