PREFACE
前言

MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器是新型的無振膜聲傳感器，具有高靈敏度、寬頻帶、大動態(tài)范圍和高信噪比的聲探測性能，其基本原理是通過光束檢測，由聲波擾動引起的空氣折射率變化來實現(xiàn)聲探測。相對于基于可移動部件（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，在實現(xiàn)微型化的同時還能滿足光學(xué)聲傳感器在超寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)平坦的頻率響應(yīng)和較高的聲探測靈敏度，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)展起來的新型聲傳感器，其性能可滿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)十項技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)明專利，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。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，著成本書，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)計及制備、調(diào)相譜檢測的聲信號解調(diào)技術(shù)等，還對MEMS法珀腔光學(xué)聲傳感器進(jìn)行了測試與分析。全書共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解調(diào)方法；第7章對法珀腔聲傳感性能進(jìn)行了測試，并驗證了其實際工程應(yīng)用價值。本書內(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。

本書注重理論與實踐相結(jié)合，論述翔實，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。

本書是在中北大學(xué)薛晨陽教授的關(guān)懷與指導(dǎo)下完成的。在項目研究過程中，著者得到張文棟教授、劉俊教授、熊繼軍教授、任勇峰教授、張國軍教授、張斌珍教授、丑修建教授、唐軍教授、閆樹斌教授、焦新泉教授的大力支持。在進(jìn)行相關(guān)試驗研究時，著者得到了中國航天科工集團(tuán)第六研究院601所程博高級工程師、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、整理及校對等方面做了大量工作。對以上人員，著者在此深表謝意。

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

由于著者水平有限，書中缺漏之處，懇請讀者不吝指正。

著者

2023年1月