一． 概述

监听在战争中被称为窃听，为了得知敌方相互之间联络内容，把电线接在敌人通话线路上进行窃听，以掌握主动权。在破案过程中，公安人员为了掌握破案线索，把微型无线话筒放在犯罪嫌疑人经常出没的地方，监听他们谈话内容，掌握确凿的证据，窃听要求相当隐项蔽，不易发现，所以需要有各种巧妙的方法与技术。

本实验采用激光技术进行窃听。若要听到周围戒备森严而人不可能接近的房间里讲话声，可以用一束看不见的红外激光打到该房间的玻璃窗上，由于讲话声引起玻璃窗的微小振动，使激光在玻璃窗上的入射点和入射角都发生变化，因而接收到激光光点的位置发生变化（变化情况和讲话信号基本一致），然后用光电池把接收到激光信号转换成电信号，经过放大器放大并动去除噪声，通过杨声器还原成声音。

在实验室时，我们用可见的半导管激光模拟这种激光窃听的方法，取一个装有玻璃窗的箱，箱内放置扬声器,在玻璃外贴一块小镜子，使激光照射在镜子上，收音机播音时，机箱玻璃振动，使激光反射光的光斑发生移动，照射在硅光电池上光点面积发生变化。调节硅光电池的位置，使光斑移动时照射在硅光电池上的光点面积发生相应的变化，从而引起硅光电池输出电压的变化，把这个电压变化经放大器放大，通过杨声器就能听见声音。

二． 仪器和实验光路示意图

1.监听接收机 2.监听接收机扬声器开关 3.扬声器音量 4.收音机 5.硅光电池 6.监听或监测可风见激光束光路 7.底盘 8.水平调节旋钮 9.被监听机箱(模拟人发声) 10.激光器

三． 实验步骤

１） 把小镜子贴在箱玻璃上.(已帖上),激光器接上电源.(方盒插AC220V,输出插入激光器(10)后面专用插座中,激光器发出可见激光.

２） 调节激光器高度和射向被监听机箱上镜面的角度,让激光照在小镜子上，经反射后照在硅光电池(5),硅光电池距被监听机箱(9)的距离为4米以上,激光光斑可调节激光器发光处的直纹螺母,使光斑为最小,微调光路也可调节水平调节旋钮(8.)

３） 连接硅光电池和光通讯接收实验仪，然后敲击塑料箱，在光通讯接收实验仪的杨声器上应能听到敲击声,

４） 仔细调节激光器射向被监听机箱上镜面的角度,使光通讯接收实验仪的杨声器中能听到收音机播放的声音为最清晰。

５） 仔细调节光斑在硅光电池上的位置和角度，直到光通讯接收实验仪的杨声器中能听到收音机播放的声音为最清晰.

６） 适当减小收音机音量,拉开机箱和硅光电池的距离，直到听不到声音为止，测量出距离。

７） 重复以上实验,可改变一个量后研究其它因素的影响。

四.思考题

１） 在实验中，入射角取大些或取小些，各有什么优缺点？为什么？

２） 激光器离开玻璃窗的远近及硅光电池离开玻璃窗的远近对实验结果各有什么影响？

３） 用这个方法进行窃听，声音是否有点“失真“，这些失真主要由哪些原因引起的？

４） 根据你的实验结果，试估算一下，玻璃因振动引起的入射角变化和入射点移动究竟有多大？

５） 不用激光，改用其他光源（如电灯光），也可用来窃听吗？

五.讨论

1. 激光由于方向性好，衰减慢，传播距离远，所以可以远距离传递信息。据报道，这种窃听方法曾经是国外某情报局用来窃听另一国情报的间谍活动所采用方法之一。

2. 人们讲话的声波能量很小，引起玻璃窗的振动是极微小的。但较大的入射角和投射到远距离的激光却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。

实验二十. 激光监测

一．概 述

图20-1. 光斑的移动

“监测(或监听)”的形式多种多样。例如检测大楼或电动机震动的频率。在战争中，为了得知敌方相互之间联络内容，把电线接在敌人通话线路上进行监听，以掌握主动权。在破案过程中，公安人员为了掌握破案线索，把微型无线话筒放在犯罪嫌疑人经常出没的地方，监听他们谈话内容，掌握确凿的证据。监听要求相当隐蔽，不易被发现，所以需要有各种巧妙的方法与技术。

在实验室里，我们用可见的半导体激光器发出的激光模拟这种激光监听的方法。取一个装有玻璃窗的箱子，箱内放一个扬声器，扬声器可外接收音机、信号发生器、话筒（需加放大器）。在玻璃外贴一块小镜子，使激光照射在镜子上。收音机播音时，箱体上玻璃振动，使激光反射光的光斑发生移动，照射在硅光电池上的位置发生变化。调节光电池的位置，使光斑移动时照射在硅光电池上的光点面积发生相应改变，如图20-1，从而引起硅光电池输出电压的变化。再把这个电压变化经放大器放大，转入扬声器，就能听见声音。或接入到示波器进行定量分析。

二．实验器材

    激光监测实验仪、大铁箱子、大木箱子、内置扬声器放大器、收音机等。

三．实验步骤

1. 如图20-3所示，把收音机与激光监测实验仪的箱子内收音机相接。半导体激光器以一定入射角照射在实验仪的箱子的玻璃上。在距实验仪一定距离放上硅光电池的调节架。打开收音机，调节硅光电池的高低，使激光照在硅光电池（边缘）上，通过内置扬声器放大器监听(置“监听”)

2. 拉开激光监测实验仪与内置扬声器放大器之间的距离，监听效果。

3. 取一个铁箱子，将小反射镜贴在箱子上，收音机放入箱内，在远处监听。如果收音机放在外面，是否能监听到？

4. 改用木箱子，重复实验步骤3，并比较实验步骤3、4的监听效果。

5. 如果对着箱子轻声讲话。在远处是否能监听到。

6. 用激光监测实验仪与示波器测量声音频率与监测效果之间的关系（选做实验）：；激光入射角与监测效果关系：

如图20-4，改变信号发生器频率，找到接收到最强信号时频率，然后在其频率附近取几个频率测量信号频率与接收到信号强度之间的关系。

信号发生器频率取接收到最强信号时的频率，转动转动臂，即改变入射角，测量信号入射角与接收到信号强度之间的关系

表20-1 测量信号频率与接收到信号强度之间的关系

表20-2测量信号入射角与接收到信号强度之间的关系

思考题

1. 激光光斑照在小镜子上的面积占整个激光光斑面积多少为宜？为什么？。

2. 为什么用木箱子比用铁箱子监听效果好？

3. 在实验过程中，入射角取大些或取小些，各有什么优缺点？为什么？

4. 激光器离开玻璃窗的远近及硅光电池离开玻璃窗的远近对实验结果各有什么影响？

5. 用这个方法进行激光监听，声音是否有点“失真”？这些失真主要由哪些原因引起？

6. 根据你的实验结果，试估算一下：玻璃因声振动引起的入射角变化和入射点移动究竟有多大？

五．讨论

1. 激光由于方向性好，衰减慢，传播距离远，所以可以远距离传递信息。据报道，这种监听方法曾经是国外某情报局用来监听另一国情报的间谍活动所采用方法之一。

2. 人们讲话的声波能量很小，引起玻璃窗的振动是极微小的。但较大的入射角和投射至远距离的激光却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。这使我们对“差之毫厘，失之千里” 有了真切地体会。

六．参考文献

1．激光监测实验装置说明书