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硅微压电超声换能器阵列设计

郝震宏  邓方青  汤亮  乔东海  
【摘要】:正1.引言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,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。

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