SU-8光刻胶驱动的高灵敏F-P压力传感器设计与仿真研究

本文主要探讨了一种创新的SU-8光纤法布里珀罗压力传感器的设计和仿真方法。针对传统压力传感器在测量范围上的局限性，研究人员采用高深宽比的SU-8光刻胶结构进行设计，以解决这一问题。这种新型传感器基于法布里珀罗(Fabry-Perot, F-P)干涉原理和相位解调理论，通过精确的结构设计，将敏感膜形变量与F-P腔长度的变化分离并建立相关关系。 具体来说，研究者在半径为1500微米、厚度为100微米的硅圆膜上，利用SU-8光刻胶制造出一个边长100微米、高度400微米的位移柱作为压力感应组件。当敏感膜受到外部压力作用时，会发生形变，进而带动位移柱倾斜，从而调整F-P腔的长度。通过仿真分析，确定了关键的结构参数，如位移柱尺寸和材料特性，使得传感器的灵敏度达到每兆帕(MPa)2.606微米的水平。 设计过程中，作者通过数值仿真优化了传感器的性能，确保了在实际应用中的稳定性和准确性。仿真结果为后续的工艺开发提供了重要指导，包括光刻工艺、薄膜沉积、以及压力测试等步骤的实施。文章还强调了光学传感技术与光纤压力传感的结合，利用SU-8光刻胶的特性实现了高精度的压力测量。 关键词包括传感器技术、光学传感、光纤压力传感器、法布里珀罗干涉测量以及SU-8光刻技术。这种新型设计不仅提高了压力传感器的测量范围，而且简化了结构，降低了制造成本，对于精密测量领域，如工业自动化、航空航天和生物医学等领域具有潜在的应用价值。未来的研究可能进一步探索这种传感器的集成化和微型化，以适应更多复杂环境下的压力监测需求。