一种光纤MEMS声压传感器的制作方法

本技术涉及光纤声压传感器，尤其涉及一种光纤mems声压传感器。

背景技术：

1、光纤声压传感器作为一种区别于传统电学声压传感器的新型声压传感器，逐渐走入大家的视野。光纤中的多种参量可以实现声压传感，例如可以通过改变光纤中传输光的光程来进行声压调制，同样可以利用光纤光栅的反射波长和反射光强变化进行声压测量。光纤传感器具有灵活的传感结构设计方案、极大的复用容量和准分布式长距离测量潜力的特点，加上光纤自身细小、敏感、制作方便，不需要复杂的波导结构加工，同时由于光纤自身损耗低，使光纤声压传感器更适用于大范围组网和多节点测量。光纤声压传感器正逐渐成为传统声压传感器的有力竞争对手。在建筑物健康监测、系统振动抑制、地震波监测等领域，光纤声压传感器的需求量逐渐增加。由于电类传感器易受强电磁场的干扰，因此某些电力系统的振动监测，只能用光纤声压传感器。

2、mems微机电传感器系统是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。mems传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

3、为了顺应市场越来越高的要求，结合了传统光纤声压传感器技术和mems传感器系统技术的光纤mems传感器应运而生。光纤mems传感器的前端采用声光转换技术把声音信号转换成光信号在光纤中传输，后端通过光电转换技术还原出声音电信号。它具有传统声压传感器无法比拟的高灵敏度，有更强的环境适应能力（抗电磁干扰等），可在各种恶劣环境下出色地完成声音拾取任务，可以进行特种环境下高保真细微声音的探测，广泛应用于场景拾音、双向安全通话及声纹识别处理等特殊行业。

4、光纤mems传感器的灵敏度决定着声压传感器的探测性能，而针对当前的光纤mems传感器如何能够提升其灵敏度成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种光纤mems声压传感器，解决相关技术中存在的灵敏度低的问题。

2、作为本实用新型的一个方面，提供一种光纤mems声压传感器，其中，包括：

3、壳体，位于所述壳体内的芯片固定管，以及位于所述芯片固定管内的传感器芯片；

4、所述传感器芯片包括氮化硅层和设置在所述氮化硅层上的玻璃层，所述玻璃层朝向所述氮化硅层的表面形成第一凹槽，所述氮化硅层背离所述玻璃层的表面形成第二凹槽，所述第一凹槽形成为f-p谐振腔，所述玻璃层上设置光纤通孔，所述氮化硅层朝向所述玻璃层的表面设置反射层

5、所述氮化硅层包括至少两个对称且间隔设置的氮化硅膜。

6、进一步地，所述氮化硅层包括四个对称且间隔设置的直角三角形氮化硅膜，且呈正方形阵列分布。

7、进一步地，每相邻两个直角三角形氮化硅膜之间的间隙为10μm~30μm。

8、进一步地，所述玻璃层上设置四个与直角三角形氮化硅膜对应的光纤通孔。

9、进一步地，所述氮化硅层包括六个对称且间隔设置的正三角形氮化硅膜，且呈正六边形阵列分布。

10、进一步地，每相邻两个正三角形氮化硅膜之间的间隙为10μm~30μm。

11、进一步地，所述玻璃层上设置六个与直角三角形氮化硅膜对应的光纤通孔。

12、进一步地，所述反射层包括镀金反射膜或镀银反射膜。

13、进一步地，所述玻璃层朝向所述f-p谐振腔的表面设置增透膜。

14、进一步地，所述壳体包括第一玻璃管，所述芯片固定管包括第二玻璃管，所述第二玻璃管的长度小于所述第一玻璃管的长度，所述第二玻璃管的外径等于所述第一玻璃管的内径。

15、本实用新型提供的光纤mems声压传感器，通过将氮化硅层设置成为至少两个对称且间隔设置的氮化硅膜，能够在接收到声压时均发生弹性形变，且由于设置至少两个氮化硅膜则可以获得至少两个声压数据，进而通过平均值计算方式获得最终声压结果。因此，本实用新型实施例中的这种由至少两个对称且间隔设置的氮化硅膜组成的氮化硅层相比一个整体的膜组成的氮化硅层，通过多个声压数据求取平均值获得最终声压结果相比单个氮化硅膜直接获得的声压数据具有准确性高且精度高的优势。

技术特征：

1.一种光纤mems声压传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述氮化硅层包括四个对称且间隔设置的直角三角形氮化硅膜，且呈正方形阵列分布。

3.根据权利要求2所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，每相邻两个直角三角形氮化硅膜之间的间隙为10μm~30μm。

4.根据权利要求2所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述玻璃层上设置四个与直角三角形氮化硅膜对应的光纤通孔。

5.根据权利要求1所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述氮化硅层包括六个对称且间隔设置的正三角形氮化硅膜，且呈正六边形阵列分布。

6.根据权利要求5所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，每相邻两个正三角形氮化硅膜之间的间隙为10μm~30μm。

7.根据权利要求5所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述玻璃层上设置六个与直角三角形氮化硅膜对应的光纤通孔。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述反射层包括镀金反射膜或镀银反射膜。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述玻璃层朝向所述f-p谐振腔的表面设置增透膜。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的光纤mems声压传感器，其特征在于，所述壳体包括第一玻璃管，所述芯片固定管包括第二玻璃管，所述第二玻璃管的长度小于所述第一玻璃管的长度，所述第二玻璃管的外径等于所述第一玻璃管的内径。

技术总结
本技术涉及光纤声压传感器技术领域，具体公开了一种光纤MEMS声压传感器，包括：壳体，位于所述壳体内的芯片固定管，以及位于所述芯片固定管内的传感器芯片；所述传感器芯片包括氮化硅层和设置在所述氮化硅层上的玻璃层，所述玻璃层朝向所述氮化硅层的表面形成第一凹槽，所述氮化硅层背离所述玻璃层的表面形成第二凹槽，所述第一凹槽形成为F‑P谐振腔，所述玻璃层上设置光纤通孔，所述氮化硅层朝向所述玻璃层的表面设置反射层；所述氮化硅层包括至少两个对称且间隔设置的氮化硅膜。本技术提供的光纤MEMS声压传感器能够提升探测灵敏度。

技术研发人员：王一川,王森
受保护的技术使用者：江苏光微半导体有限公司
技术研发日：20230406
技术公布日：2024/1/12