灵敏的宽带超声波传感器基于一个低损失的高Q化平面形微共振器

科学领域:

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背景情况:

• 聚合物平面形微振解器 (PCMR) 是高度敏感的超声波传感器.
• 在PCMR中增加的敏感性受到聚合物光学吸收的限制.
• 由于其光学吸收率低,化被探索为替代性腔材料.

研究的目的:

• 研究使用化二氧化作为用于增强光学超声波传感器灵敏度的腔材料.
• 通过利用化的特性来克服基于聚合物的PCMRs的局限性.
• 报告化PCMR超声波传感器的性能.

主要方法:

• 制造化平面形微振器 (PCMRs).
• 光学属性的表征,包括Q因子和光学吸收.
• 评估超声波传感性能,包括噪声等效压力 (NEP) 和频率响应.
• 对高Q因子共振器的激光线宽要求的研究.

主要成果:

• 化二氧化PCMR由于极低的光学吸收,可以达到高的Q因子 (~10^6).
• 一个化PCMR传感器显示噪声等价压力 (NEP) 为0.7mPa/√Hz.
• 传感器表现出宽带频率响应,带宽为2.5MHz的-3dB,方向灵敏度低.
• 高Q因子需要窄线宽激光源 (<150Hz) 来减轻相位噪声.

结论:

• 化PCMR代表了光学超声波传感器技术的有前途的进步.
• 化的低光学吸收使得与聚合物基传感器相比,其灵敏度更高.
• 精心选择激光源对于高Q因子化二氧化共振器的最佳性能至关重要.