陽明交大x振興醫院x國儀中心 新型微米級光纖麥克風提供聽障者聲音感受

▲陽明交大生物醫學工程學系劉承揚教授(右3)暨研究團隊和研究成果合影。(圖／國研院提供)

【勁報記者羅蔚舟/竹科報導】
為使聽障者享有更無礙的聲音感受，國立陽明交通大學、振興醫院與國家實驗研究院國家儀器科技研究中心（國研院國儀中心）合作，成功開發出「微型法布里–珀羅光纖光學麥克風」（Miniaturized Fabry-Perot fiber-optic microphone based on capillary tube and hydrogel diaphragm），解決麥克風受磁場干擾之問題，其研究成果榮登光學領域頂級期刊《Optics & Laser Technology》。

▲圖係此項研究中所使用的聲壓測試系統。光纖麥克風被水平放置並對準揚聲器的中心並透過線性電動平台做精確控制。(圖／國研院提供)

此項新型微米級光纖麥克風結構簡單、成本低、訊號穩定、尺寸微小，整個麥克風的尺寸如同一根頭髮，而靈敏度比現有技術提升了約37%，能更細微地捕捉聲音變化，同時可以偵測更高頻的聲音，並且兼顧了輕薄微小的功能，未來可應用於穿戴式裝置上。

█新型微米級光纖麥克風，不含金屬材料，不受電磁干擾
麥克風是一種將聲音轉換成電子訊號的換能器，在生物醫學影像、語音互動系統和助聽器等應用中發揮著至關重要的作用。然而一般麥克風容易受到強電磁場或是射頻干擾，也有電噪聲過大、靈敏度較低的問題。

此次發表之新型微米級光纖麥克風，是利用光纖與光學元件來檢測聲波引起的變化，並將這些變化轉換為可測量的光信號。當聲音壓力作用在麥克風的膜片上，造成膜片的變形或振動，改變了光的干涉條紋，藉由此變化轉換為電子信號來偵測聲音。

國立陽明交通大學生物醫學工程學系劉承揚教授、振興醫院耳鼻喉部力博宏主任醫師與國研院國儀中心協力合作，首先由力博宏主任醫師發想光纖麥克風的構造概念，接著由國儀中心協助薄膜（麥克風的膜片）製程與檢測，並由劉承揚教授團隊將光纖與薄膜結合，再進行測試與臨床驗證，最終成功開發出新型微米級光纖麥克風。整個麥克風的尺寸如同一根頭髮，同時具有優異的聲音感測靈敏度和穩定性。

新型微米級光纖麥克風由於不含金屬材料，因此不受電磁干擾，適用於助聽器和人工電子耳，使用者可以自由進入強電磁場環境而不必擔心噪音的產生，在光聲成像、健康監測、無損檢測、醫學臨床等應用方面亦有具有巨大的商業潛力。

█國儀中心期待與學界有更多合作，共同開發尖端生醫光電醫療器材
國研院國儀中心薄膜製程開發技術之前亦曾協助劉承揚教授團隊成功用蜘蛛絲製成光纖感測器，精準量測糖尿病患者血糖，近期更往高性能半導體材料應用發展。此次協助光纖薄膜製作，再次證明國儀中心是學術界挑戰世界頂尖科技的關鍵夥伴。國儀中心也期待與國內更多學者合作，應用頂尖的薄膜製程開發技術，研發出更多尖端生醫光電醫療器材。