量子声波传感器及量子声纹识别系统技术方案

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体公开了一种量子声波传感器及量子声纹识别系统，其中，包括：腔体，一端为光纤端口，另一端设置盖板，所述盖板上设置探测窗口；所述腔体内设置固定梁和MEMS芯片，所述固定梁和所述MEMS芯片间隔设置，且所述固定梁靠近所述光纤端口一端设置，所述MEMS芯片靠近所述盖板一端设置；所述固定梁用于固定入射光纤和出射光纤；所述MEMS芯片能够将所述入射光纤发出的入射光进行至少两次反射后由所述出射光纤传输至光电探测装置，且能够根据所述腔体的振动对所述反射光的光路进行阻挡。本发明专利技术提供的量子声波传感器有效提升了声音探测灵敏度。有效提升了声音探测灵敏度。有效提升了声音探测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
量子声波传感器及量子声纹识别系统


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种量子声波传感器及量子声纹识别系统。

技术介绍

[0002]现有的声音传感器，由于是电类传感器，容易受到电磁射频影响，导致传输距离短、传输损耗高、抗干扰性能差等问题，且电信号作为传输媒介形成的传感器灵敏度低，无法满足当前用户对传感器的高灵敏度的要求。
[0003]因此，如何提供一种灵敏度高的量子声波传感器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种量子声波传感器及量子声纹识别系统，解决相关技术中存在的声波传感器灵敏度低的问题。
[0005]作为本专利技术的第一个方面，提供一种量子声波传感器，其中，包括：腔体，一端为光纤端口，另一端设置盖板，所述盖板上设置探测窗口；所述腔体内设置固定梁和MEMS芯片，所述固定梁和所述MEMS芯片间隔设置，且所述固定梁靠近所述光纤端口一端设置，所述MEMS芯片靠近所述盖板一端设置；所述固定梁用于固定入射光纤和出射光纤；所述MEMS芯片能够将所述入射光纤发出的入射光进行至少两次反射后由所述出射光纤传输至光电探测装置，且能够根据所述腔体的振动对所述反射光的光路进行阻挡。
[0006]进一步地，所述MEMS芯片包括：对称且间隔设置的第一硅基和第二硅基，所述第一硅基和所述第二硅基之间形成悬膜，所述第一硅基和所述第二硅基上均形成有能够对入射光进行反射的反射面，所述悬膜上形成有光阀结构，所述光阀结构能够在所述悬膜振动时对反射光的光路进行阻挡。
[0007]进一步地，所述光阀结构包括倒三角形状的尖针结构。
[0008]进一步地，所述第一硅基朝向所述第二硅基的表面形成第一反射面，所述第一反射面能够将所述入射光纤发出的入射光进行第一次反射形成第一反射光，所述第二硅基朝向所述第一硅基的表面形成第二反射面，所述第二反射面能够将所述第一反射光进行第二次反射后形成第二反射光，所述第二反射光能够通过所述出射光纤传输至光电探测器。
[0009]进一步地，所述入射光纤发出的入射光的光线与所述第二反射光的光线平行，所述第一反射光的光线与所述入射光的光线垂直，所述第二反射光的光线与所述第一反射光的光线垂直。
[0010]进一步地，所述固定梁的形状与腔体的形状适配。
[0011]进一步地，所述探测窗口设置防水透气膜。
[0012]作为本专利技术的另一个方面，提供一种量子声纹识别系统，其中，包括：光源、环形
器、光电探测器、上位机和量子声波传感器阵列，所述量子声波传感器阵列包括多个呈阵列排布的前文所述的量子声波传感器，所述光源用于发出入射光信号；所述环形器用于将所述入射光信号传输至所述量子声波传感器阵列，以及用于将反射光信号传输至所述光电探测器；所述量子声波传感器阵列用于探测环境声音信号后MEMS芯片产生振动，且能够根据振动对反射光的光路进行阻挡；所述光电探测器能够将所述反射光信号进行光电转换，获得与所述反射光信号对应的电信号；所述上位机能够根据所述电信号进行智能识别处理获得声音信号。
[0013]进一步地，所述上位机包括：语音信号处理模块，用于对所述电信号进行降噪增强处理，获得语音处理信号；语音识别模块，用于根据识别算法对所述语音处理信号中的语音信号进行识别，获得声音信号。
[0014]进一步地，还包括扬声器，所述扬声器与所述上位机连接，用于播放所述声音信号。
[0015]本专利技术提供的量子声波传感器，由于MEMS芯片的设置能够在腔体发生微小振动时即可实现遮挡反射光的光路，因而能够有效提升声音探测的灵敏度，且没有电磁辐射以等影响，因此抗干扰性能好，另外由于采用光纤传输，还具有传输距离长的优势。
附图说明
[0016]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。
[0017]图1为本专利技术提供的量子声波传感器的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术提供的MEMS芯片的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术提供的量子声纹识别系统的结构框图。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清
楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]在本实施例中提供了一种量子声波传感器，图1是根据本专利技术实施例提供的量子声波传感器的结构示意图，如图1所示，包括：腔体10，一端为光纤端口，另一端设置盖板11，所述盖板11上设置探测窗口12；所述腔体10内设置固定梁20和MEMS芯片30，所述固定梁20和所述MEMS芯片30间隔设置，且所述固定梁20靠近所述光纤端口一端设置，所述MEMS芯片30靠近所述盖板11一端设置；所述固定梁20用于固定入射光纤和出射光纤；所述MEMS芯片30能够将所述入射光纤发出的入射光进行至少两次反射后由所述出射光纤传输至光电探测装置，且能够根据所述腔体10的振动对所述反射光的光路进行阻挡。
[0024]在本专利技术实施例中，入射光纤发出的入射光经过MEMS芯片的反射后，能够通过出射光纤传输至光电探测装置，而腔体10的探测窗口在探测到声音时，声压会引起MEMS芯片的振动，MEMS芯片能够在振动时对反射光的光路进行阻挡，从而改变反射光的光强，继而使得光电探测装置接收到的反射光的光强发生变化，最终能够获得声音信号。
[0025]因此，本专利技术提供的量子声波传感器，由于MEMS芯片的设置能够在腔体发生微小振动时即可实现遮挡反射光的光路，因而能够有效提升声音探测的灵敏度，且没有电磁辐射以等影响，因此抗干扰性能好，另外由于采用光纤传输，还具有传输距离长的优势。
[0026]如图2所示，所述MEMS芯片30包括：对称且间隔设置的第一硅基31和第二硅基32，所述第一硅基31和所述第二硅基32之间形成悬膜33，所述第一硅基31和所述第二硅基32上均形成有能够对入射光进行反射的反射面，所述悬膜33上形成有光阀结构34，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子声波传感器，其特征在于，包括：腔体，一端为光纤端口，另一端设置盖板，所述盖板上设置探测窗口；所述腔体内设置固定梁和MEMS芯片，所述固定梁和所述MEMS芯片间隔设置，且所述固定梁靠近所述光纤端口一端设置，所述MEMS芯片靠近所述盖板一端设置；所述固定梁用于固定入射光纤和出射光纤；所述MEMS芯片能够将所述入射光纤发出的入射光进行至少两次反射后由所述出射光纤传输至光电探测装置，且能够根据所述腔体的振动对所述反射光的光路进行阻挡。2.根据权利要求1所述的量子声波传感器，其特征在于，所述MEMS芯片包括：对称且间隔设置的第一硅基和第二硅基，所述第一硅基和所述第二硅基之间形成悬膜，所述第一硅基和所述第二硅基上均形成有能够对入射光进行反射的反射面，所述悬膜上形成有光阀结构，所述光阀结构能够在所述悬膜振动时对反射光的光路进行阻挡。3.根据权利要求2所述的量子声波传感器，其特征在于，所述光阀结构包括倒三角形状的尖针结构。4.根据权利要求2所述的量子声波传感器，其特征在于，所述第一硅基朝向所述第二硅基的表面形成第一反射面，所述第一反射面能够将所述入射光纤发出的入射光进行第一次反射形成第一反射光，所述第二硅基朝向所述第一硅基的表面形成第二反射面，所述第二反射面能够将所述第一反射光进行第二次反射后形成第二反射光，所述第二反射光能够通过所述出射光纤传输至光电探测器。5.根据权利要求4所述的量子声波传感器，其特征在于，所述入射光纤发出的入射光...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬小可，陈大鹏，冉晓芳，马律成，王森，王一川，
申请(专利权)人：江苏光微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：