基于隔膜的超薄DLC光纤传感器实现了高度敏感和宽带的声响响应

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 声学传感 声学传感 声学传感

背景情况:

• 设计外部的法布里-佩罗干扰仪 (EFPI) 声学传感器需要平衡宽带响应和高灵敏度,这些通常是冲突的设计参数.
• 现有的传感器在同时实现宽频覆盖和异常灵敏度方面存在局限性.

研究的目的:

• 开发一种具有宽带响应和高灵敏度的新型光纤声学传感器.
• 为了研究EFPI声学传感器中超薄的钻石状碳 (DLC) 膜的性能.
• 在光学传感中展示DLC片的新制造和传输方法.

主要方法:

• 使用等离子体增强化学蒸汽沉积制造超薄的钻石状碳 (DLC) 薄膜.
• 使用表面能量辅助方法将DLC膜转移到传感器上.
• 外在的法布里-佩罗干扰仪 (EFPI) 声学传感器的性能,包括频率响应和灵敏度的表征.

主要成果:

• 开发的传感器表现出200 Hz至100 kHz的宽带响应.
• 在6到30kHz范围内保持了457.3mV/Pa的平均灵敏度.
• 传感器展示了检测弱声信号的能力,低至3.23μPa/√Hz在16.19kHz.
• 超薄的DLC膜的特性 (Young的模量,内部应力) 允许在高灵敏度和宽带响应之间进行权衡.

结论:

• 新型基于DLC的EFPI声学传感器成功地平衡了宽带响应和高灵敏度.
• 传感器的性能将其定位为EFPI声学传感器领域的领先设备.
• 潜在的应用包括光声谱学,缺陷诊断和生物成像.