一种具有声管的MEMS压电超声换能器

    公开(公告)号:CN111314829B

    公开(公告)日:2021-04-02

    申请号:CN201911154366.3

    申请日:2019-11-22

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明属于MEMS超声换能器技术,具体涉及一种具有声管的MEMS压电超声换能器,包括MEMS压电超声换能器和内部为腔体结构的硅衬底形成的至少1个声管,每个声管包括至少3个声波导管,且CSOI晶片上沉积压电叠层后通过刻蚀和底部打磨形成的第一声波导管、第三声波导管与Si晶片上通过刻蚀形成的第二声波导管键合。声管可以将MEMS压电超声换能器背部产生的声波传导至MEMS压电超声换能器顶部,由于声管的扩音作用,从声管传出的声波得以增强。同时,由声管传出的MEMS压电超声换能器背部产生的声波可以与顶部产生的声波叠加传输,进一步增强超声换能器产生的声波强度。该换能器能够增强MEMS超声换能器产生的声波强度,提升MEMS压电超声换能器能量转换效率。

    具有孔阵列Helmholtz共振腔的MEMS压电超声换能器

    公开(公告)号:CN110560348B

    公开(公告)日:2021-01-15

    申请号:CN201910749141.6

    申请日:2019-08-14

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 一种具有孔阵列Helmholtz共振腔的MEMS压电超声换能器,包括MEMS压电超声换能器以及孔阵列Helmholtz共振腔,所述孔阵列Helmholtz共振腔由所述MEMS压电超声换能器以及内部为腔体结构的硅衬底组成,所述MEMS压电超声换能器与硅衬底之间键合结合;其中,所述MEMS压电超声换能器为压电叠层结构,其压电叠层结构上设置有若干开孔形成孔阵列,将孔阵列Helmholtz共振腔与外界大气连通,所述孔阵列中的空气形成孔阵列Helmholtz共振腔的空气柱。本发明能够提升MEMS压电超声换能器能量转换效率,并提高MEMS压电超声换能器和Helmholtz共振腔匹配时的谐振频率。

    基于Helmholtz共振腔的接收超声换能器

    公开(公告)号:CN110560350B

    公开(公告)日:2020-09-08

    申请号:CN201910759772.6

    申请日:2019-08-16

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 一种基于Helmholtz共振腔的接收超声换能器,包括通过键合结合的Helmholtz共振腔以及MEMS压电超声换能器;MEMS压电超声换能器由压电叠层结构以及带腔体硅衬底组成,Helmholtz共振腔由压电叠层结构上方的带有上部开口的带腔体硅结构组成,上部开口中形成Helmholtz共振腔孔,其中的空气组成Helmholtz共振腔空气柱;底部带腔体硅衬底结构中部刻蚀形成凸起的硅衬底支柱,压电叠层结构上围绕硅衬底支柱蚀刻环形沟槽,且压电叠层结构上以硅衬底支柱为中心刻蚀若干条径向沟槽,将压电叠层结构分隔成若干扇形或梯形结构;若干扇形或梯形结构形成悬臂梁,且其与硅衬底支柱接触一端形成固定端,远离硅衬底支柱的一端形成自由端。本发明可提高接收超声换能器的性能。

    基于Helmholtz共振腔并减小空气阻尼的接收超声换能器

    公开(公告)号:CN110560349B

    公开(公告)日:2020-08-25

    申请号:CN201910759760.3

    申请日:2019-08-16

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 基于Helmholtz共振腔并减小空气阻尼的接收超声换能器,包括位于上部的Helmholtz共振腔以及位于下部的MEMS压电超声换能器,Helmholtz共振腔与MEMS压电超声换能器之间通过键合结合;MEMS压电超声换能器由上部压电叠层结构和下部的带腔体硅衬底组成,Helmholtz共振腔由压电叠层结构上方的带有上部开口的带腔体硅结构组成,带腔体硅结构上部设置有上部开口形成Helmholtz共振腔孔,其中的空气组成Helmholtz共振腔的空气柱;压电叠层结构中部刻蚀有孔洞形成压电叠层孔洞使Helmholtz共振腔与带腔体硅衬底连通,且在压电叠层结构上以压电叠层孔洞为中心刻蚀有若干条放射沟槽,若干条放射沟槽之间的压电叠层结构形成悬臂梁,悬臂梁与压电叠层结构相连一端为固定端,与压电叠层孔洞相连一端为自由端。

    一种具有声管的MEMS压电超声换能器

    公开(公告)号:CN111314829A

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN201911154366.3

    申请日:2019-11-22

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明属于MEMS超声换能器技术,具体涉及一种具有声管的MEMS压电超声换能器,包括MEMS压电超声换能器和内部为腔体结构的硅衬底形成的至少1个声管,每个声管包括至少3个声波导管,且CSOI晶片上沉积压电叠层后通过刻蚀和底部打磨形成的第一声波导管、第三声波导管与Si晶片上通过刻蚀形成的第二声波导管键合。声管可以将MEMS压电超声换能器背部产生的声波传导至MEMS压电超声换能器顶部,由于声管的扩音作用,从声管传出的声波得以增强。同时,由声管传出的MEMS压电超声换能器背部产生的声波可以与顶部产生的声波叠加传输,进一步增强超声换能器产生的声波强度。该换能器能够增强MEMS超声换能器产生的声波强度,提升MEMS压电超声换能器能量转换效率。

    基于Helmholtz共振腔的可调频超声传感器阵列

    公开(公告)号:CN110560352A

    公开(公告)日:2019-12-13

    申请号:CN201910752992.6

    申请日:2019-08-15

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于Helmholtz共振腔的可调频超声传感器阵列,包括基材、布设于所述基材上的超声发射装置和声波接收装置,所述声波接收装置包括声学传感器以及设置在所述声学传感器上的Helmholtz共振腔。本发明将超声发射装置和接收装置布置在同一个晶片上,超声发射装置中的声学传感器和声波接收装置中的Helmholtz共振腔的共振频率一致,声波接收装置中声学传感器的共振频率高于或低于前两者的共振频率,可以避免阵列单元之间的串扰。

    基于Helmholtz共振腔的接收超声换能器

    公开(公告)号:CN110560350A

    公开(公告)日:2019-12-13

    申请号:CN201910759772.6

    申请日:2019-08-16

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 一种基于Helmholtz共振腔的接收超声换能器,包括通过键合结合的Helmholtz共振腔以及MEMS压电超声换能器;MEMS压电超声换能器由压电叠层结构以及带腔体硅衬底组成,Helmholtz共振腔由压电叠层结构上方的带有上部开口的带腔体硅结构组成,上部开口中形成Helmholtz共振腔孔,其中的空气组成Helmholtz共振腔空气柱;底部带腔体硅衬底结构中部刻蚀形成凸起的硅衬底支柱,压电叠层结构上围绕硅衬底支柱蚀刻环形沟槽,且压电叠层结构上以硅衬底支柱为中心刻蚀若干条径向沟槽,将压电叠层结构分隔成若干扇形或梯形结构;若干扇形或梯形结构形成悬臂梁,且其与硅衬底支柱接触一端形成固定端,远离硅衬底支柱的一端形成自由端。本发明可提高接收超声换能器的性能。

    一种具有自清洁功能的PM2.5质量传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN110231263A

    公开(公告)日:2019-09-13

    申请号:CN201910433998.7

    申请日:2019-05-23

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有自清洁功能的PM2.5质量传感器及其制备方法,所述的PM2.5质量传感器包括声表面波器件和纳米柱阵列;声表面波器件由一对低谐振频率叉指电极、一对高谐振频率叉指电极、压电薄膜、基底组成;纳米柱阵列生长在压电薄膜上,位于两对叉指电极的对称中心区域。本发明的具有自清洁功能的PM2.5质量传感器通过纳米柱阵列吸附环境空气中的PM2.5颗粒,使低谐振频率叉指电极输出的电信号频率发生漂移来监测PM2.5的浓度;通过高谐振频率叉指电极来实现传感器的自清洁功能。本发明操作简单,能够方便、精确、经济的实现各种环境下PM2.5颗粒浓度的监测。

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