基于微纳光纤结型谐振腔的低频水声传感器

作     者：翟小平 崔建功 张文栋 黄浩铭 张国军 Zhai Xiaoping;Cui Jiangong;Zhang Wendong;Huang Haoming;Zhang Guojun

作者机构：中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2024年第61卷第6期

页      面：83-89页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62274149,52175553,62205308) 山西省发展项目基础研究计划项目(202103021224203,20210302123027,202103021223202) 

主　　题：水听器 低频信号 结型谐振腔 灵敏度 信噪比 

摘      要：通过将谐振腔置入有利于将声压变化有效传导到谐振腔的材料中,可以实现基于光学微纳结型谐振腔的水声传感器。提出了一种基于微纳光纤技术的结型谐振腔水声传感器,其尺寸更小,对于低频信号有出色的探测能力。将直径为3.5μm的光学微纳纤维制备成曲率半径为550μm的结型谐振腔,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜将其以上、下包裹的形式封装到镂空玻璃基底上,完成水声传感器的制备。PDMS具有比SiO_(2)低的折射率,并表现出良好的传输性能。采用PDMS封装谐振腔提高了传感器的品质因数(1.45×10^(4)),也有利于在水下更好地保护谐振腔。采用滤波放大技术来解调接收到的声信号,测试结果表明,该传感器在12.5~100 Hz内的灵敏度均值为-148.6 dB,信噪比均值为40 dB。