光学MEMS麦克风-自混合干涉与高保真声学检测.docx

更新时间：2026-08-26 08:37:03 大小：38K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：光学MEMS麦克风自混合干涉高保真声学检测激光干涉声学传感器 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

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光学MEMS麦克风：自混合干涉与高保真声学检测

一、引言

光学MEMS麦克风利用光学干涉原理检测振膜位移，实现高灵敏度、高信噪比和高保真的声学检测。与传统电容式或压电式MEMS麦克风相比，光学MEMS麦克风具有更高的灵敏度和更低的噪声基底，在高端音频设备、工业声学监测和医疗诊断中具有独特优势。2026年，上海交通大学邵磊课题组研发了基于自混合干涉的光学MEMS麦克风，在1kHz处实现了-15.10dB（ref:1V/Pa）的灵敏度和87.55dB的信噪比，最小可检测声压达6.45dB SPL。

二、自混合干涉原理

自混合干涉是将激光二极管、光电探测器以及声敏振膜集成在一个紧凑的TO封装结构中。当外界声波作用于振膜时，振膜产生微小位移，改变激光器与振膜的间距。基于SMI原理，激光器和反射面之间的距离改变可以在特定情况下线性调制激光器的输出功率。通过读出激光器底部光电二极管的电流信号，即可获得与外部声压成比例的电信号。

与传统光学干涉声学传感方案相比，SMI方法无需复杂的外部光学系统或额外的信号解调模块，显著简化了系统结构，实现了光学MEMS麦克风的小型化。

三、光学MEMS麦克风的性能

上海交通大学邵磊团队搭建了符合IEC 60268-4标准的声学测试系统，对SMI光学MEMS麦克风进行了性能评估。在60Hz至2000Hz的语音频率范围内，器件灵敏度变化仅为±0.85dB，表现出良好的频率响应稳定性。在1kHz处，器件实现了-15.10dB（ref:1V/Pa）的灵敏度以及87.55dB的信噪比，最小可检测声压为6.45dB SPL。

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