中山大學研制出超高靈敏度光學超聲傳感器陣列

近日，中山大學電子與信息工程學院（微電子學院）教授李朝暉和副教授沈樂成率領(lǐng)的研究團隊基于硫系微納加工平臺，成功研制出了包含15個微腔的超高靈敏度光學超聲傳感器陣列，并融合新型通信算法數(shù)字光頻梳技術(shù)，開展基于硫系片上陣列器件結(jié)構(gòu)的并行信號解調(diào)及光聲計算成像相關(guān)研究。

近年來，李朝暉/沈樂成團隊一直致力于搭建面向硫系微納器件的制備平臺，并依此開展多物理場的傳感與成像應(yīng)用研究。

在算法研究方面，他們提出了基于先進光信息處理算法的數(shù)字光頻梳技術(shù)，具有高效、大帶寬以及多維解調(diào)等優(yōu)勢，并結(jié)合光學微腔實現(xiàn)雙共振模式下的超聲信號解調(diào)；在技術(shù)創(chuàng)新方面研發(fā)了具有高調(diào)制效率的非懸浮硫系聲光調(diào)制器；在成像應(yīng)用與調(diào)控方面開展了面向生物醫(yī)療的高通量全息成像和高速光場調(diào)控。這些研究成果表明先進光信息處理技術(shù)與新型硫系材料器件的結(jié)合在生物成像、醫(yī)療傳感等方面具有巨大的潛力和前景。

基于上述積累，該團隊近日研制出包含15個微腔的超高靈敏度光學超聲傳感器陣列。該微環(huán)傳感器陣列具有高靈敏度、大帶寬和小尺寸等優(yōu)點，其中單個微環(huán)傳感器具有175 MHz（-6 dB）的檢測帶寬和2.2?mPaHz?1/2的噪聲等效壓力，性能指標領(lǐng)先。基于可調(diào)的數(shù)字光頻梳技術(shù)，研究團隊還研發(fā)了一套可與微環(huán)傳感器陣列相匹配的高性能并行信號檢測方案，對高速動態(tài)粒子、靜態(tài)葉脈和活體斑馬魚等展示了光聲計算成像結(jié)果。

審核編輯 黃宇