基于MEMS的壓電超聲微換能器的設計、仿真和實驗.pdf

1、本論文研究的對象是可用于手機等個人便攜式移動多媒體通訊設備中的壓電超聲微換能器(piezoelectric micromachined ultrasonic transducer，pMUT)，它可以發(fā)射出有指向性的聲音從而有望解決在公共場合使用這些便攜設備的內置揚聲器而帶來的噪音污染和個人隱私保護問題。
　　本文研究內容包括pMUT的選擇依據、設計原理、單元優(yōu)化和陣列優(yōu)化，以及制作工藝過程和性能測試。對單元的優(yōu)化通過建立力學簡化模

2、型來分析上電極尺寸、壓電層和硅彈性層厚度之比對換能器振幅與機電耦合系數(shù)的影響，再結合有限元模擬來驗證所得優(yōu)化尺寸是否符合系統(tǒng)工作頻率和帶寬要求；對陣列的優(yōu)化則通過建立離散線點源的線性陣列模型推導出陣列歸一化的指向性函數(shù)，從而引入無量綱的主瓣寬度因子q，然后討論陣列單元個數(shù)與陣元間距對q的影響以最大化超聲波指向性和發(fā)射效率。
　　本文還詳細說明了采用基于MEMS工藝的PZT/Si接合技術對前述優(yōu)化結構進行制作的工藝，重點闡述了三個關