آموزش - دوره و محصولات آموزشی / شهروند الکترونیک 04 تیر 1392 - 25 June 2013
ساخت میکروفونی که امواج صوتی را می‌بیند!
دانشمندان لابراتوار MiNaLab میکروفون فوق حساسی طراحی کرده‌اند که قادر به «دیدن» منبع صوت است.با فناوری به کار رفته، میکروفون جدید قادر به «دیدن» منبع صدا، گیراندازی صدای شخصی که صحبت می‌کند و فیلترکردن سایر منابع صوتی اتاق است.
این ابداع مملو از ابزار میکروالکترونیکی است اما چیزی که آن را متمایز می‌کند، یک حسگر موقعیت نوری با قطر یک میلیمتر است.
دلیل اهمیت حسگر جدید این است که یک میکروفون کاملا وابسته به غشایی است که امواج فشار تولید شده توسط صوت را گیر می‌اندازد.
در واقع، یک میکروفون مانند طبل عمل می‌کند و دارای غشایی است که تحت تاثیر صوت ارتعاش می‌کند. این صوت مجموعه‌ای از امواج فشار است.
میکروفون جدید امواج نوری لیزر میکروسکوپی خود را اندازه می‌گیرد به طوری که حسگر موجود در آن به نوعی صوت را می‌بیند.
این حسگر می‌تواند حرکت‌های کوچک و بنابراین اصوات بی‌نهایت آرام را به‌طور قابل‌توجهی اندازه بگیرد.
در صورتی که غشا به اندازه کافی سبک باشد و به میکروفون امکان نوسان آزادانه در هوا را بدهد، میکروفون از لحاظ جهت‌یابی نیز حساس می‌شود و امکان ردیابی این که صوت از کجا می‌آید را فراهم می‌کند.
این غشا فقط 100 نانومتر ضخامت دارد که تقریبا هزار برابر باریک‌تر از یک تار موی انسان است.
فناوری که میکروفون را این چنین حساس می‌کند، مبتنی بر ترکیبی از دو پدیده نوری مداخله و انکسار است که هر دوی آن‌ها به دلیل ماهیت موج نوری رخ می‌دهند. مداخله هنگامی روی می‌دهد که چند موج بر روی یکدیگر تحمیل شوند.
حسگر نوری تعبیه‌شده در میکروفون از انکسار و مداخله نور برای اندازه‌گیری حرکات غشای کمتر از قطر اتم استفاده می‌کند.
دانشمندان حاضر در این پروژه میکروسازه‌های بسیار ویژه‌ای را بر روی سطح مرجع صوتی ایجاد کردند. این سطح مستقیما زیر غشای میکروفون واقع شده است.
هنگامی که لیزر این میکروسازه‌ها را روشن می‌کند، می‌توان مسیری که در آن نور منعکس می‌شود را به وسیله فوتودتکتورهایی که این نور را به سیگنال‌های الکتریکی تغییر می‌دهند، خواند.
این میکروفون از چندین مولفه ساخته شده است: یک غشای فوق باریک، میکروسازه‌های ریز، لیزر مینیاتوری و تعدادی از فتودتکتورها.
تمامی این عناصر بر روی مدار ریزی تعبیه می‌شوند؛ این مدار نیز بر روی ویفر سیلیکونی در مقیاس انبوه تولید می‌شود.
