MEMS光纤声压传感器技术

目录
前言
1 绪论 1
1.1 MEMS光纤声压传感技术简介 2
1.2 MEMS光纤声压传感器领域现存主要问题 4
1.3 本书主要内容 5
2 MEMS光纤声压传感器光学原理分析 7
2.1 F-P干涉仪基本原理 7
2.1.1 标准F-P腔的干涉谱分析 7
2.1.2 光纤F-P腔的干涉谱分析 9
2.2 光束传输损耗模型分析 10
2.2.1 间隔损耗理论分析 11
2.2.2 倾斜、错位损耗理论分析 14
2.2.3 传输损耗对干涉条纹的影响 15
2.3 MEMS光纤声压传感器解调技术 17
2.3.1 强度解调 17
2.3.2 相位解调 36
2.4 本章小结 45
3 MEMS光纤声压传感器力学原理分析 47
3.1 膜片振动性能分析 47
3.1.1 自由振动的解 48
3.1.2 受迫振动的解 50
3.1.3 特殊情形的解 51
3.2 MEMS光纤声压传感器的等效电路模型 54
3.2.1 电-力-声线路类比 55
3.2.2 声学元件阻抗表达式 59
3.3 MEMS光纤声压传感器的声学性能仿真 63
3.3.1 膜片半径对传感器性能的影响 65
3.3.2 膜片厚度对传感器性能的影响 66
3.3.3 腔体体积对传感器性能的影响 68
3.3.4 膜片内应力对传感器性能的影响 69
3.3.5 连通孔尺寸对传感器性能的影响 70
3.3.6 空气腔对水听器的增敏作用研究 73
3.3.7 常见膜片材料对传感器性能的影响 74
3.4 本章小结 76
4 MEMS光纤声压传感器膜片加工技术 77
4.1 声压敏感膜片材料研究现状 77
4.1.1 硅基材料 77
4.1.2 金属材料 81
4.1.3 二维材料 82
4.1.4 有机材料 83
4.2 声压敏感膜片结构研究现状 84
4.2.1 凸台结构 85
4.2.2 纹膜结构 87
4.3 声压敏感膜片加工技术研究 91
4.3.1 金属平膜膜片加工 91
4.3.2 金属纹膜膜片加工 94
4.3.3 PET纹膜膜片加工 98
4.4 本章小结 102
5 MEMS光纤声压传感器结构设计与加工 103
5.1 F-P腔结构研究现状 103
5.1.1 同轴型结构 103
5.1.2 垂直轴型结构 103
5.2 MEMS光纤麦克风结构设计与加工 104
5.2.1 同轴型MEMS光纤麦克风结构设计与加工 104
5.2.2 垂直轴型MEMS光纤麦克风结构设计与加工 106
5.2.3 长腔长型MEMS光纤麦克风结构设计与加工 108
5.3 MEMS光纤水听器结构设计与加工 110
5.3.1 MEMS光纤水听器研究现状 111
5.3.2 MEMS光纤水听器结构设计及加工步骤 112
5.3.3 MEMS光纤水听器加工结果 115
5.4 本章小结 116
6 MEMS光纤声压传感器性能测试 117
6.1 声学实验测试原理、系统及方法简介 117
6.1.1 光纤声压传感器信号解调系统 117
6.1.2 声学实验测试装置 120
6.1.3 光纤声压传感器测量参数简介 123
6.2 MEMS光纤麦克风声学性能测试 126
6.2.1 同轴型平膜MEMS光纤麦克风声学性能测试结果 126
6.2.2 同轴型纹膜MEMS光纤麦克风声学性能测试结果 128
6.2.3 长腔长型MEMS光纤麦克风声学性能测试结果 134
6.2.4 垂直轴型MEMS光纤麦克风声学性能测试结果 137
6.3 MEMS光纤水听器声学性能测试 139
6.3.1 水腔PET平膜MEMS光纤水听器声学性能测试结果 139
6.3.2 空气腔PET平膜MEMS光纤水听器声学性能测试结果 141
6.3.3 PET纹膜MEMS光纤水听器声学性能测试结果 144
6.3.4 银膜片MEMS光纤水听器声学性能测试结果 151
6.4 本章小结 154
7 总结 155
参考文献 157
索引 168