MEMS法珀腔光學聲傳感器是新一代工業(yè)及信息技術(shù)發(fā)展的核心聲傳感器件。本書系統(tǒng)地論述了MEMS法珀腔光學聲傳感器的傳感機理、法珀腔聲敏感結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計及制備、調(diào)相譜檢測的聲信號解調(diào)技術(shù)等，還對MEMS法珀腔光學聲傳感器進行了測試與分析。本書在注重機理分析的同時，將理論與實踐相結(jié)合，具有較強的系統(tǒng)性、理論性和實用性，對從事MEMS光學聲傳感技術(shù)研究、設計、制造和應用的科技人員有一定的參考價值，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教學參考書。
鄭永秋（1986.07-），博士，中北大學副教授，碩士生導師。山西省"三晉英才”青年優(yōu)秀人才，山西省優(yōu)秀青年基金獲得者，山西省光學學會理事，中北大學"太行學者”、青年學術(shù)帶頭人，《紅外與激光工程》青年編委，國家自然科學基金評審專家。主要從事MEMS光學傳感器件及測試儀器研究，主持有國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金青年基金，國家重點研發(fā)計劃課題，國防科技173計劃重點基金，軍委裝備發(fā)展部領(lǐng)域基金、山西省優(yōu)秀青年基金等國家和省部級項目，作為分承研單位負責人，承擔有國防科工局基礎科研項目1項。圍繞高Q微腔的傳感檢測及系統(tǒng)集成，開發(fā)了高速信號的調(diào)制解調(diào)技術(shù)、微腔諧振頻率的快速跟蹤和鎖定技術(shù)，實現(xiàn)了檢測設備儀器到數(shù)字一體化的集成，為高Q微腔的系統(tǒng)集成奠定了基礎，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Opt Express》、《Chin Opt Lett.》、《IEEE SENSORS JOURNAL》、《Optics and Laser Technology》、《紅外與激光工程》等刊物上。
第1章 概述
1.1 引言 / 1
1.2 光學聲傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀 / 5
1.2.1 間接耦合型光學聲傳感器 / 6
1.2.2 直接耦合型光學聲傳感器 / 25
1.3 光學聲傳感器的MEMS制備工藝 / 31
1.3.1 微結(jié)構(gòu)光纖光柵的MEMS制備工藝 / 31
1.3.2 光纖干涉儀的MEMS制備工藝 / 34
1.3.3 微諧振腔的MEMS制備工藝 / 45
1.4 光學聲傳感器的發(fā)展趨勢 / 50
第2章 MEMS法珀腔光學聲傳感機理
2.1 聲信號傳播基本特性 / 53
2.1.1 聲波的物理特性 / 54
2.1.2 聲波探測的重要評價指標 / 56
2.2 MEMS法珀腔聲傳感機理 / 58
2.2.1 聲壓致空氣折射率改變理論分析 / 58
2.2.2 法珀腔原理和特征參數(shù) / 60
2.2.3 聲-光多物理場耦合聲敏感機理 / 65
2.3 MEMS法珀腔聲敏感響應特性 / 74
2.3.1 寬頻帶響應特性 / 74
2.3.2 高靈敏度響應特性 / 75
2.3.3 大動態(tài)范圍響應特性 / 79
第3章 MEMS法珀腔聲傳感結(jié)構(gòu)設計方法
3.1 全剛性法珀腔結(jié)構(gòu)設計 / 85
3.2 穩(wěn)定法珀腔聚焦特性 / 90
3.3 光聲共焦法珀腔傳感結(jié)構(gòu)設計 / 95
第4章 基于光膠工藝的法珀腔制備方法
4.1 光膠工藝 / 101
4.2 基于光膠工藝的法珀腔制備 / 102
4.3 法珀腔聲傳感器的耦合封裝 / 108
4.3.1 光纖準直器的耦合特性 / 108
4.3.2 光纖準直器與法珀腔的耦合對準 / 111
4.3.3 法珀腔聲傳感器的封裝 / 116
第5章 基于直接鍵合工藝的法珀腔制備方法
5.1 室溫自發(fā)預鍵合 / 119
5.1.1 預鍵合模型 / 119
5.1.2 預鍵合關(guān)鍵工藝 / 121
5.2 直接鍵合材料特性分析 / 123
5.3 直接鍵合法珀腔制備 / 125
5.3.1 “三明治”式敞口法珀腔結(jié)構(gòu)設計 / 125
5.3.2 石英玻璃MEMS直接鍵合工藝 / 127
5.3.3 石英玻璃磁控濺射及劃片工藝 / 132
5.3.4 鍵合界面表征及鍵合質(zhì)量測試 / 137
5.3.5 尾纖式全固態(tài)微型法珀腔封裝工藝 / 142
5.4 法珀腔光學特性測試 / 144
5.4.1 空間光學耦合測試 / 145
5.4.2 光纖耦合測試 / 147
第6章 光纖聲傳感聲信號解調(diào)方法
6.1 光纖聲傳感器常用的信號解調(diào)技術(shù) / 149
6.1.1 強度解調(diào)技術(shù) / 150
6.1.2 相位解調(diào)技術(shù) / 151
6.2 調(diào)相譜檢測技術(shù) / 152
6.2.1 相位調(diào)制原理 / 154
6.2.2 同步解調(diào)誤差信號分析 / 155
6.3 諧振頻率追蹤與鎖定技術(shù) / 161
第7章 法珀腔聲傳感性能測試系統(tǒng)和方法
7.1 測試系統(tǒng)搭建及測試方法 / 165
7.2 基于調(diào)相譜技術(shù)的法珀腔聲傳感測試 / 169
7.3 基于不同品質(zhì)因數(shù)的法珀腔聲傳感測試 / 177
7.4 法珀腔聲傳感器實際工程應用測試 / 184
7.4.1 方向性測試 / 184
7.4.2 振動測試 / 186
7.4.3 高溫測試 / 189
7.4.4 高聲壓測試 / 191
參考文獻 / 194
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