硅微压电超声换能器阵列设计
超声成像是目前超声学中最活跃分支.现在常用的超声B扫描成像(俗称B超)已成为医学上一个很重要的诊断方法.B超是用一维阵列实现二维成像.而目前超声成像与其它成像方法一样,正在向三维立体成像方向发展,超声三维立体成像正在迅速成为超声领域新的生长点和发展方向.而实现三维立体成像需要二维阵列,对于二维阵列”1”,由于超声换能器阵元可达上万个以上,并且要求各阵元的一致性要好.用分立的阵元(超声换能器)和电子电路制备,将带来巨大的困难,目前只能做成较少阵元的二维阵列.采用集成化的微机电系统(MEMS),即用硅微超声换能器MEMS阵列结构代替分立结构是克服此困难的最好的办法.未来甚至可以将微超声换能器阵列、发射电路、接收电路、信号处理和控制电路等集成在一个单一芯片(SOC)上,形成SOC微超声成像系统.这样一个微系统其优点是突出的:它是微小型的,轻便的,由于缩短传感阵列与后电路的引线而减少杂散电容和电阻,提高了信噪比和灵敏度,减少能量损耗,节省制造成本.这种基于MEMS换能器阵列所构成的超声成像系统的实现,将会给超声成像带来革命性变化”2””3”. 本文设计了一种一维硅微超声换能器阵列,阵列阵元的共振频率为100KHz.该换能器阵列使用ZnO薄膜作为压电层,振动膜为氮化硅薄膜.文中分别计算了阵元数为8、16和32的一维硅微超声换能器阵列的指向特性,以及每种阵列在阵元间距分别为1.7mm、3.4mm和5.1mm时的指向特性.
换能器 阵列设计 B超 超声成像
郝震宏 邓方青 汤亮 乔东海
中国科学院声学研究所,北京,100080
国内会议
厦门
中文
565-566
2006-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）