Capacitive Micromachined Transducers With Out-of-Plane Repulsive Actuation for Enhancing Ultrasound Transmission in Air
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a novel approach to enhance ultrasound transmission using capacitive micromachined ultrasonic transducers (CMUTs). This is achieved by increasing the cavity height through the use of electrostatic repulsion. Conventional CMUTs based on attractive forces have promising electroacoustic characteristics but limited output pressure, compared to piezoelectric transducers due to the limited motion ranges for CMUTs imposed by the capacitive transduction gap. Therefore, we propose here an electrostatic repulsive CMUT design with three fixed electrodes and one movable electrode that displaces out-of-plane. Simulation results demonstrate the design’s effectiveness in increasing the transducer’s range of motion, thus enhancing transmission sound pressure. Prototypes were fabricated using MEMSCAP’s PolyMUMPs process. Repulsive actuation allows for more than an order of magnitude (11x) improvement in the allowable motion range and therefore an improvement in the acoustic output by a factor up to 25.42 dB. Experimental tests using a vibrometer and an ultrasonic microphone confirm the effectiveness of the proposed approach. The CMUT array operates over a wide band of frequencies from 150 kHz to 650 kHz, which opens the doors for several applications such as ranging, gesture recognition, and non-destructive testing, with the potential for further improvements in ultrasound transmission. [2023-0158]
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».