用于光声学和超声波成像的16MHz1D-pMUT阵列的微制造
Atheeth Shivalingaprasad1, Lakshmi Narayana Chandrashekar2, Isha Munjal3
1Department of Design and Manufacturing (DM), Indian Institute of Science (IISc), Bengaluru, India.
Ultrasonic imaging
|October 30, 2025
概括
这项研究详细介绍了16MHz水下压电微加工超声传感器 (pMUT) 阵列的创建. 开发的pmut阵列显示了对先进的医学成像应用,如光声学和超声波成像的前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 声学 声学 在声学方面
背景情况:
- 压电微加工超声传感器 (pMUT) 对于各种成像应用至关重要.
- 需要高频的水下传感器来提高医学成像的分辨率.
- 化 (AlN) 是用于pMUT制造的首选压电材料.
研究的目的:
- 制造一个1D压电pmut阵列,用于16MHz的水下运行.
- 为了证明该阵列在医学成像模式,如光声成像 (PAI) 和超声成像 (USI) 中的实用性.
- 描述制造的pmut阵列的光学,电气和声学特性.
主要方法:
- 使用1微米厚的AlN薄膜通过射频磁子喷射制造16个元素的1D pMUT阵列.
- 使用激光多普勒振动计 (LDV) 测量膜位移和共振频率的光学表征.
- 使用锁定放大器测量的电气表征.
- 通过实验成像进行声学表征.
主要成果:
- pMUT阵列由16个单独的设备组成,半径为25微米,距离为100微米.
- 光学测量显示pMUT膜位移在共振时为6.2pm/V (20MHz在空气中,16.2MHz在水下).
- 电气和光学表征结果密切一致,验证了传感器的性能.
- 通过成像实验取得了成功的声学表征.
结论:
- 开发的1D pMUT阵列采用AlN薄膜制造,适用于16MHz的水下操作.
- 该pMUT阵列显示了医学成像应用的巨大潜力,包括PAI和USI.
- 制造过程和表征证实了这种pmut阵列对于高频水下声学应用的可行性.
