Гидрофон — это подводный микрофон, который преобразует звуковые волны в электрические сигналы. Эти сигналы позволяют регистрировать и анализировать звуки под водой, собирая данные о подводной среде.

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) представляют собой миниатюрные устройства размером от нескольких миллиметров до микрометров. Они находят применение в микрофонах, гироскопах и акселерометрах. Ранее ни один коммерческий гидрофон не использовал технологию МЭМС, поэтому исследователи решили проверить, можно ли применить ее для создания эффективного и недорогого устройства.

Изначально команда планировала использовать более сложную микротехнологию, но та оказалась слишком дорогой. Решение нашли в использовании доступного МЭМС-микрофона, заключенного в полимер с низкой водопроницаемостью и воздушной полостью вокруг диафрагмы. Потеря сигнала в корпусе компенсировалась высокой чувствительностью микрофона. В результате устройство показало стабильную работу на глубине до 122 метра при температуре 4°C.

Прототип гидрофона проверили на озере Сенека в Нью-Йорке. Устройство погружали на разную глубину, от 33 до 122 м, и передавали сигналы разных частот. Гидрофон записывал их и передавал на поверхность для анализа. Испытания подтвердили соответствие лабораторным результатам и показали, что устройство работает в условиях, близких к реальным.

Чувствительность и соотношение сигнал/шум были всего на несколько децибел ниже, чем у самых тихих участков океана в спокойную погоду. Показатели сохранялись даже на большой глубине и при низких температурах.

Новый гидрофон компактный, потребляет мало энергии и стоит недорого. Эти качества делают его привлекательным для военных и коммерческих применений. Ученые уже ведут переговоры с Министерством обороны США о передаче этой технологии правительству и промышленным предприятиям.