光学微腔构建新一代超声波传感技术 | 进展

主要观点总结

超声波技术广泛应用于生物医学成像、工业无损检测、交通系统等领域。文章介绍了超声波在各个领域的应用及高性能超声波传感器的重要性。同时，文章指出了传统压电超声波传感器的局限性，并介绍了基于微加工技术的微机电系统（MEMS）超声波传感器和光学超声波传感器的发展。特别是光学微腔超声波传感器，具有高品质因子和高探测精度，在超声波传感领域展现出优势和潜力。文章还讨论了光学微腔的超声波传感机制，以及如何优化超声波传感器的关键参数。此外，文章也介绍了光学微腔超声波传感器在不同探测场景中的应用，并总结了其性能优势。研究成果对于未来高性能超声波成像和传感技术的发展具有重要参考价值。

关键观点总结

关键观点1: 超声波技术的广泛应用和重要性

超声波技术应用于生物医学成像、工业无损检测、交通系统等领域。高性能超声波传感器是这些应用的关键。

关键观点2: 传统压电超声波传感器的局限性

传统压电换能器在灵敏度、带宽和微型化等方面存在局限性，限制了其应用。

关键观点3: 微机电系统（MEMS）超声波传感器和光学超声波传感器的发展

基于微加工技术，发展了MEMS超声波传感器，如电容式微机械超声换能器和压电式微机械超声换能器。光学微腔超声波传感器已成为一个重要研究方向，具有高品质因子和高探测精度。

关键观点4: 光学微腔超声波传感器的原理及优势

光学微腔利用光学共振提高探测精度，具有批量制备、小尺寸、低成本和高空间分辨率等优势。

关键观点5: 光学微腔超声波传感器的应用

光学微腔超声波传感器在光声断层扫描、测距和粒子检测等应用中具有广阔前景，为未来高性能超声波成像和传感技术的发展提供了重要参考。

文章预览

超声波 广泛应用于生物医学成像、工业无损检测、交通系统等领域。在生物医学成像方面，超声波技术具有无电离辐射、实时成像、成本低廉等优势，成为常用的早期疾病诊断工具。医生借助超声波成像可以实时监测胎儿发育情况、检查心脏功能、诊断肿瘤等。同样地，工业界也大量依赖超声波技术进行流量测量、过程控制和材料无损检测等。此外，超声波系统在交通领域也扮演着关键角色，应用于倒车雷达、物体识别和自动避障等功能，为智能驾驶提供可靠支撑。这些广泛的应用需求都离不开高性能的超声波传感器。 在过去几十年里， 压电换能器 占领着超声传感市场的主要地位，但它们在灵敏度、带宽和微型化等方面存在局限性。压电换能器的灵敏度随着传感面积的减小迅速下降，这将传感器的尺寸限制在毫米到厘米的范围内。为了克服这些 ………………………………