基于硅基微电子机械系统仿生振膜的光纤麦克风

作者：刘欣; 蔡宸; 董志飞; 邓欣; 胡昕宇; 祁志美

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(09): 186-196.

• 硅基微电子机械系统仿生振膜
• 光纤麦克风
• 摇摆模态
• 声源定位

仿蝇耳声传感器是一种对声压梯度敏感的指向性微型麦克风.本文设计制备了桥连耦合双翼形硅基微电子机械系统仿蝇耳振膜,利用该振膜制作了光纤Fabry-Pérot干涉式麦克风,并对这种麦克风的特性进行了理论与实验研究.仿真结果指出:这种仿生振膜具有摇摆和弯曲两种振动模态,单位声压下摇摆模态的振幅依赖于入射声波的频率与传播方向,频率越接近摇摆模态本征值,振幅越大;摇摆模态振幅随传播方向在三维空间的变化呈纺锤形分布,纺锤的长轴平行于振膜的长轴,意味着传播方向平行于振膜长轴时麦克风灵敏度最高.实验测得的光纤仿生麦克风的摇摆模态本征频率略小于仿真值,其输出信号振幅随声源水平方位角的变化呈“8”字形分布,在0°—60°方位角范围二者呈线性关系,由此得出麦克风的方向灵敏度为39.98 mV/(°).

• 单位
  传感技术国家重点实验室; 中国科学院; 中国科学院大学