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一种基于光学探测的声学传感器


技术摘要:
本发明公开了一种基于光学探测的声学传感器,包括:相键合的两个芯片,芯片包括设于衬底正面表面上的第一振动膜,第一振动膜含有光波导器件,衬底背面上设有第一空腔,第一空腔的底部抵达第一振动膜的下表面;两个芯片以其衬底的背面表面相键合,在各自的第一振动膜之  全部
背景技术:
传统声学探测器件通常是利用电阻和电容的变化来进行探测,其存在速度慢、灵 敏度低的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种基于光学探测的声学 传感器。 为实现上述目的,本发明的技术方案如下: 一种基于光学探测的声学传感器,包括:相键合的两个芯片,所述芯片包括: 衬底; 设于所述衬底正面表面上的第一振动膜,所述第一振动膜含有光波导器件; 设于所述衬底背面上的第一空腔,所述第一空腔的底部抵达所述第一振动膜的下 表面; 两个所述芯片以其所述衬底的背面表面相键合,在各自的所述第一振动膜之间形 成一个由两个所述第一空腔组成的封闭空腔; 其中,利用两个所述第一振动膜吸收声波产生不同变形量,使光在两个所述光波 导器件中的光学传输距离由此发生不同变化,使得光在两个所述光波导器件中的传输时间 差或传输相位差发生相应变化,以探测两个所述第一振动膜的变形程度,并感知声学信号 的强度。 进一步地,两个所述第一振动膜具有相向突出弯曲的预变形量。 进一步地,所述光波导器件设有波导通道,所述波导通道为螺旋状,且光接收端和 光发射端分设于所述螺旋状外侧的所述波导通道的两端上。 进一步地,所述波导通道被介质层所包围。 进一步地,所述波导通道材料包括硅。 进一步地,所述第一振动膜上还设有固定电极。 进一步地,所述固定电极上方还悬设有振动电极。 进一步地,所述固定电极和振动电极上分布有传导声波的多个声孔。 进一步地,所述固定电极和振动电极之间设有支撑层,并在其之间形成谐振腔。 进一步地,所述固定电极和振动电极为平坦状态。 从上述技术方案可以看出,本发明通过在传统声学探测器的振动器件(固定电极 和振动电极)上集成有光波导器件,当振动器件发生振动时,光波导器件会被拉伸,导致光 传输距离变长或相位发生变化,可通过在光波导器件的一侧设置光发射器件,并在另外一 3 CN 111579493 A 说 明 书 2/3 页 侧设置例如TOF(飞行时间)等光接受器件,即可利用光学传输距离的变化或者相位的变化 等光学探测手段,来感应声学的振动,从而提高了传感器的探测灵敏度和响应速度。 附图说明 图1是本发明一较佳实施例的一种基于光学探测的声学传感器结构示意图。 图2是本发明一较佳实施例的一种光波导器件结构示意图。
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