基于硅MEMS敏感结构的光学检测声传感器.pdfVIP

第 3期 中国雹；纠譬研需限学瓤 V01．6No．3 2011年 6月 J0umalofCAEIT Jun． 2011 基于硅 MEMS敏感结构 的光学检测声传感器 王 伟 ，栾 剑，史 鑫，陈信琦 (中国电子科技集 团公司第49研究所，哈尔滨 150001) 摘 要：介绍了一种基于硅基MEMS敏感结构的光学式声传感器，对其工作原理及设计进行 了分 析与研究，尤其是对感声膜结构，提出将波纹结构引入到传统硅基平膜芯片中，利用MEMS技术制 作具有低应力波纹结构的感声薄膜芯片，并制作传感器样品。经样品测试，灵敏度达 30mV／Pa。 关键词：MEMS；光学检测；声传感器；灵敏度 中图分类号：TP212 文献标识码 ：A 文章编号：1673—5692(2011)03-320434 TheOpticalAcousticsSensorBasedonSi—M EM SSensitiveStructure WANGWei，LUANJian，SHIXin，CHENXin—qi (The49thResearchInstituteofCETC，Harbin】50001，China) Abstract：Anopticaldetection acousticssensorbasedon Si—MEMS sensitive structurehasbeen intro— duced．Thepaperanalyzedtheworkingprincipleandmadedesign especiallytotheacousticssensitive membrane．ThenovelbroughtthecorrugationsturcturetothetraditionalSi—flatmembrane．Theacoustics sensitivemembranechipwhich hasthelow—pressure corrugation sturcturehasbeen fabricatedwith the MEMStechnology．Thesensorsamplehasbeenmade，thetestingresultprovesthatthesensitivityreaches 30m ，Pa Keywords：MEMS；opticaldetection；acousticssensor；sensitivity 互间的耦合、匹配技术 ，可以解决某些声学测量 中无 0 引 言 法解决的技术问题 。与传统的声压传感器相比具有 灵敏度高、频段宽、动态范围大、小型化、低功耗、抗 目前传统的声压传感器主要有 电容式、驻极体 电磁干扰等特点…，另外还可以与现有光通信技术 式等类型，其中某些电容式声传感器具有较高性能， 组成遥测网和光纤传感网络对环境进行实时监测。 但匹配电路比较复杂；驻极体式声传感器匹配 电路 简单，应用方便，但灵敏度一般在 10mV／Pa左右。 1 传感器原理与设计 基于硅基 MEMS敏感结构的光学式声传感器 是一种新型的传感器 ，它将具有物理敏感结构微型 1．1 传感器原理 化能力的MEMS技术和具有高精准特性、抗 电磁干 基于硅基 MEMS敏感结构的光学式声传感器 扰、抗辐照、抗射频的光学检测技术相结合，在微型 根据对光学调制原理主要分为强度调制型和干涉调 化、低功耗 、抗电磁干扰等恶劣环境 的前提下，实现