研究目的
设计并制造一种基于光栅干涉仪的光学MEMS声学传感器，该传感器具有高灵敏度且对环境温度变化具有高度稳定性。
研究成果
基于光栅干涉仪的光学MEMS声学传感器采用短腔结构成功设计并制造，实现了高灵敏度（-15.14 dB re 1 V/Pa @ 1 kHz）和优异的热稳定性（输出信号在5°C至55°C范围内几乎不变）。该传感器展现出高质量的信号输出，适用于需要稳定声学检测的应用场景。
研究不足
由于缺乏防冻设计和组件温度限制（激光二极管：-36°C至65°C，光电探测器：-25°C至85°C），该传感器在0°C以下不工作。频率响应在100 Hz至2.5 kHz范围内变化10 dB，且灵敏度仅在声压低于13 Pa时呈线性。
1：实验设计与方法选择：
传感器设计基于短腔结构光栅干涉仪原理以最小化温度影响。通过声波调制干涉光强，并将光学信号转换为电压信号进行检测。
2：样品选择与数据来源：
传感器芯片采用改进的MEMS工艺在SOI和硼硅酸盐玻璃晶圆上制备。声信号由波形发生器驱动的扬声器产生，并通过校准系统测量响应。
3：实验设备与材料清单：
包括MEMS制备工具（热氧化、RIE、湿法刻蚀、溅射、IBE、激光切割、阳极键合、DRIE）、光学器件（激光二极管、光电探测器）及测量仪器（光谱分析仪、波形发生器、示波器、声传感器校准系统、温箱）。
4：实验流程与操作步骤：
通过MEMS工艺步骤制备传感器芯片；与光学器件及调理电路封装；测试干涉光谱、声响应、频率特性及温度稳定性。
5：数据分析方法：
利用干涉光谱计算腔长；通过FFT分析输出电压信号；将传感器响应与校准麦克风对比；通过线性拟合和温度系数计算评估灵敏度与稳定性。
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