【摘要】：傳統(tǒng)的電容式微超聲換能器(CMUT)采用密閉腔體,振膜兩側(cè)存在壓力差不易起振,需要施加較大的偏置電壓;同時狹小腔體對振膜振動產(chǎn)生阻礙,降低了機電耦合效率。針對這一問題,設(shè)計了帶孔的振膜結(jié)構(gòu),消除了腔體密閉帶來的不利影響;研究了振膜腐蝕孔的大小、位置對CMUT頻率特性的影響;設(shè)計了基于表面硅犧牲層工藝的工藝流程,加工了64陣元CMUT陣列;對CMUT陣列中單個陣元進(jìn)行了阻抗校準(zhǔn),測試了振膜的諧振特性,并進(jìn)行了陣列中的陣元一致性掃查。實驗結(jié)果表明:非密閉腔體帶孔方膜CMUT滿足設(shè)計需求,且各陣元之間一致性良好。
[Abstract]:The traditional capacitive micro-ultrasonic transducer (CMUT) adopts a closed cavity, the pressure difference on both sides of the diaphragm is not easy to start vibration, and a large bias voltage is needed. At the same time, the narrow cavity hinders the vibration of the diaphragm and reduces the efficiency of electromechanical coupling. In order to solve this problem, the diaphragm structure with holes is designed to eliminate the adverse effects of cavity sealing; the influence of the size and location of the corrosion hole on the frequency characteristics of CMUT is studied; and the process flow based on the surface silicon sacrificial layer process is designed. A 64 array CMUT array is fabricated and the impedance calibration of a single element in the CMUT array is carried out. The resonance characteristics of the diaphragm are tested and the array element consistency scan is carried out. The experimental results show that the square membrane CMUT with holes in the non-closed cavity meets the design requirements and the consistency among the elements is good.
【作者單位】： 天津大學(xué)精密測試技術(shù)與儀器國家重點實驗室;北京信息科技大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年基金(61201039) 光電信息與儀器北京市工程研究中心開放課題項目資助
【分類號】：TB552

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本文編號：2292327