1、超聲成像技術在醫(yī)學診斷、無損檢測、超聲顯微鏡和水下探測等多個領域內具有廣泛的應用前景。超聲波換能器是超聲成像設備的核心部件，傳統(tǒng)的壓電式超聲波換能器由于種種限制已不能滿足現(xiàn)代超聲檢測的需求，而新型的電容式超聲波換能器（CMUT）以其靈敏度高、頻帶寬、與介質阻抗匹配及適合制造集成陣列等優(yōu)勢已逐漸成為各國的研究熱點，被認為是下一代超聲傳感器的發(fā)展方向。本文在研究了超聲成像理論的基礎上，結合現(xiàn)有的加工技術，設計了適用于水下超聲成像的一維16元

2、CMUT線陣，并針對線陣的設計、加工、封裝及性能測試等開展了較為詳細的研究。
　　本研究主要內容包括：⑴對超聲成像換能器陣列輻射聲場及指向性問題進行了研究；分析了一維線陣聲束的聚焦、偏轉，并對影響超聲成像圖像質量的空間分辨率和偽像問題進行了簡單的研究分析。⑵根據ANSYS有限元仿真確定了敏感單元的結構尺寸以及工作電壓、塌陷電壓、靜態(tài)電容、變化電容和輸出電流等性能參數；在敏感單元的設計基礎上，研究了陣元間距、陣元寬度及陣元數目對一維

3、線陣指向性的影響，并確定了一維線陣的結構參數。⑶結合現(xiàn)有的加工工藝水平及實驗室前期的加工經驗，優(yōu)化了基于硅-硅鍵合的加工工藝路線并完成了一維CMUT線陣的加工；針對換能器線陣面向水下應用的需求，設計了防水性能和透聲性能良好的封裝外殼。⑷對線陣的表面形貌進行了簡單測試，測試發(fā)現(xiàn)器件的實際尺寸與設計尺寸基本相符，驗證了加工流程的準確性和可行性；對超聲波換能器發(fā)射和接收超聲波的性能進行了測試，并研究了直流偏置電壓和交流激勵電壓對換能器發(fā)射性能