[发明专利]光声传感器、光声探测系统、方法、装置及存储介质

说明书

本申请公开了一种光声传感器、光声探测系统、方法、装置及存储介质，涉及光声探测技术。具体方案包括：一种光声传感器，包括：衬底、制备在衬底上的谐振腔层；谐振腔层包括第一腔体层、第二腔体层、以及位于第一腔体层和第二腔体层之间的填充层；第一腔体层位于填充层与衬底之间，第二腔体层位于填充层远离衬底一侧；填充层填充了填充介质，填充介质通过热胀冷缩作用改变填充层的厚度。本申请克服了光声传感器的工作点极易受到外界因素的干扰和平整度不足的缺陷，可以进行光声传感器工作点的调谐和对光声传感器表面的调平，在保证光声传感器工作在工作灵敏度最高的工作点的同时，满足高细度的光声传感器对光声传感器表面的平整度要求。

技术领域

本申请涉及光声探测技术，特别是涉及一种光声传感器、光声探测系统、方法、装置及存储介质。

背景技术

常用的基于光学的光声探测器包括基于法布里-珀罗(Fabry-Perot，FP)谐振腔的聚合物薄膜探测器，在薄膜厚度为38um时，在20MHz的带宽内获得了210Pa的等噪声压强。

然而，现有的光声探测器中的光声传感器的工作点极易受到外界因素的干扰，如环境温度改变、大功率激励光的直接照射等外界因素，均会使光声传感器的工作点发生不可控的漂移。并且现有的制造工艺难以保证形成FP谐振腔的薄膜的均匀性，另外形成FP谐振腔的薄膜极易受环境影响而发生不可控的变化，因此在将光声传感器制成较大面积的平面式传感器时，无法达到高细度的光声传感器对光声传感器表面的平整度要求。

发明内容

有鉴于此，本申请的主要目的在于提供一种光声传感器，克服了光声传感器的工作点极易受到外界因素的干扰和平整度不足的缺陷，可以进行光声传感器工作点的调谐和对光声传感器表面的调平，在保证光声传感器工作在工作灵敏度最高的工作点的同时，满足高细度的光声传感器对光声传感器表面的平整度要求。

为了达到上述目的，本申请提出的技术方案为：

第一方面，本申请实施例提供了一种光声传感器，包括：衬底、制备在衬底上的谐振腔层；

所述谐振腔层包括第一腔体层、第二腔体层、以及位于第一腔体层和第二腔体层之间的填充层；所述第一腔体层位于所述填充层与所述衬底之间，所述第二腔体层位于所述填充层远离所述衬底一侧；

所述填充层填充了填充介质，所述填充介质通过热胀冷缩作用使所述填充层的厚度均匀，实现对所述光声传感器的工作点的调谐

一种可能的实施方式中，所述光声传感器还包括：光热效应层；

所述光热效应层位于所述谐振腔层的一侧，使用混合有光热材料的介质制成，当有加热光入射所述光热效应层时，对所述填充层的填充介质进行加热；其中，所述光热材料为将光能转化为热能的材料。

一种可能的实施方式中，包括：所述填充层填充了混合有光热材料的填充介质，当有加热光入射所述光热材料时，对所述填充介质进行加热；其中，所述光热材料为将光能转化为热能的材料。

一种可能的实施方式中，第一腔体层采用具有光选择特性的材料制成；所述光选择特性的材料为，对光声信号探测光具有高反射特性和低透射特性的材料。

一种可能的实施方式中，所述光选择特性的材料为，对加热光具有高透射特性和低反射特性的材料。

一种可能的实施方式中，所述第二腔体层采用具有光选择特性的材料制成；所述光选择特性的材料为，对光声信号探测光具有高反射特性的材料。

一种可能的实施方式中，所述填充介质的杨氏模量与预设的杨氏模量阈值之间的差值，小于预设的差值阈值。

一种可能的实施方式中，所述光热材料为混合在所述填充介质中的颗粒状固体；所述光热材料的尺寸根据所述加热光的波长确定。

一种可能的实施方式中，所述填充层的厚度为[20um，30um]。