PREFACE
前言

MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器是新型的無(wú)振膜聲傳感器，具有高靈敏度、寬頻帶、大動(dòng)態(tài)范圍和高信噪比的聲探測(cè)性能，其基本原理是通過(guò)光束檢測(cè)，由聲波擾動(dòng)引起的空氣折射率變化來(lái)實(shí)現(xiàn)聲探測(cè)。相對(duì)于基于可移動(dòng)部件（聲敏感薄膜或光纖）的光學(xué)聲傳感器，MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器全剛性的聲敏感結(jié)構(gòu)，使其可以消除因機(jī)械特性（機(jī)械敏感性干擾、固有的有限頻率帶寬、非線(xiàn)性）引起的傳感器失真。采用光膠工藝或直接鍵合工藝制備MEMS法珀諧振腔，在實(shí)現(xiàn)微型化的同時(shí)還能滿(mǎn)足光學(xué)聲傳感器在超寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)平坦的頻率響應(yīng)和較高的聲探測(cè)靈敏度，這為集成化、批量化的超寬頻帶、高靈敏聲傳感器件的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器是近年發(fā)展起來(lái)的新型聲傳感器，其性能可滿(mǎn)足從軍用到民用的多種應(yīng)用領(lǐng)域的需求，是新一代工業(yè)及信息技術(shù)發(fā)展的核心聲傳感器件。

隨著我國(guó)信息化水平和工業(yè)生產(chǎn)能力的不斷提升，MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器也得到了快速發(fā)展。著者一直從事MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器等新型聲傳感的研究，取得了數(shù)十項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)明專(zhuān)利，相關(guān)研究成果獲得了2022年度山西省技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。著者在理論和技術(shù)研究的基礎(chǔ)上將這些成果匯集成冊(cè)，著成本書(shū)，旨在為促進(jìn)MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展略盡綿薄之力。

本書(shū)系統(tǒng)地論述了MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器的傳感機(jī)理、法珀腔聲敏感結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及制備、調(diào)相譜檢測(cè)的聲信號(hào)解調(diào)技術(shù)等，還對(duì)MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器進(jìn)行了測(cè)試與分析。全書(shū)共7章：第1章為概述；第2章闡述了MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感機(jī)理；第3章介紹了MEMS法珀腔聲傳感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；第4章和第5章分別闡述了基于光膠工藝和直接鍵合工藝的法珀腔制備方法；第6章討論了光纖聲傳感聲信號(hào)解調(diào)方法；第7章對(duì)法珀腔聲傳感性能進(jìn)行了測(cè)試，并驗(yàn)證了其實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。本書(shū)內(nèi)容新穎，系統(tǒng)性較強(qiáng)，將法珀諧振腔的新型MEMS加工工藝應(yīng)用到光學(xué)聲傳感器中，不僅拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域，也有利于促進(jìn)多學(xué)科之間的交叉融合發(fā)展。

本書(shū)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，論述翔實(shí)，深入淺出，并且結(jié)合了著者的科研工作，大部分研究成果已發(fā)表在OpticsExpress，OpticsandLaserTechnology，IEEESensorsJournal，AppliedOptics等期刊上，并被多次引用。

本書(shū)是在中北大學(xué)薛晨陽(yáng)教授的關(guān)懷與指導(dǎo)下完成的。在項(xiàng)目研究過(guò)程中，著者得到張文棟教授、劉俊教授、熊繼軍教授、任勇峰教授、張國(guó)軍教授、張斌珍教授、丑修建教授、唐軍教授、閆樹(shù)斌教授、焦新泉教授的大力支持。在進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究時(shí)，著者得到了中國(guó)航天科工集團(tuán)第六研究院601所程博高級(jí)工程師、張成飛博士的大力支持。研究生陳晨、趙馨瑜、花曉強(qiáng)、韓源、李宗灝等在資料搜集、整理及校對(duì)等方面做了大量工作。對(duì)以上人員，著者在此深表謝意。

本書(shū)的相關(guān)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（62131018）、山西省優(yōu)秀青年基金（202103021222012）、裝備發(fā)展部等相關(guān)項(xiàng)目的支持，著者在此表示衷心的感謝。同時(shí)，對(duì)本書(shū)所引用的論文、圖表和書(shū)籍的作者致以謝意。

由于著者水平有限，書(shū)中缺漏之處，懇請(qǐng)讀者不吝指正。

著者

2023年1月