基于氮化硅膜片的光纤法布里-珀罗声波传感器

研制了一种基于氮化硅方形膜片的光纤法布里-珀罗（FP）声波传感器，采用硅基微机电系统（MEMS）工艺分别制备了厚度为30 nm和50 nm的氮化硅窗口型振膜，并进一步封装成光纤FP微腔并用于声波探测。由于声波引起膜片振动，从而引起FP干涉光的相位或光谱偏移，通过测量这种偏移量可获取声波的幅频特性。实验结果表明，两种传感器在声波频率为1~20 kHz范围内具有较好的频谱响应，其中膜厚为50 nm的传感器共振频率约为16.5 kHz，其声压灵敏度为60.175 mV/Pa @16.5 kHz，最小可检测压力为2.57 μPa/Hz1/2 @16.5 kHz。可见，所设计的光纤声波传感器具有较高的灵敏度和出色的声波检测性能，在水下目标探测等领域具有广阔的应用前景。