红外传感器的信号提取和数据采集的设计

对于解决一类适合低频调制技术，且输出信号非常微弱的红外传感器的信号检测和提取，设计采用选频加窄带通滤波器的方法，再应用中位值平均滤波的数据采集方法很好地解决了对这一类红外传感器信号的数据采集。通过理论和实验证明该设计方法很好地提取了反映变化量性质的有用信号，同时也很好地提高了系统的信噪比，满足了实际情况的需要。     

一种新型的压阻式硅微二维加速度计的设计

以压阻检测技术为基础并结合硅微MEMS加工技术设计了一种二维加速度计微结构,期望利用该新型的结构提高加速度计的灵敏度,实现二维方向的加速度检测.该加速度计采用四个相互垂直的悬臂梁支撑中间有刚硬柱体的结构,通过利用合理布置的压敏电阻构成的惠斯通电桥测量水平面内两个方向的加速度.建立了该结构的数学模型并用有限元分析软件ANSYS对敏感弹性元件进行分析.最后对加工出的加速度计进行了相关的测试.测试结果表明:该加速度计水平面内两个方向的灵敏度高、线形度较好,X向灵敏度为0.755 2 mv/g,线性度为0.999 67,Y向灵敏度为0.683 3 mv/g,线性度为0.999 66.     

GaAs基HEMT嵌入式微加速度传感器力电耦合系数研究

设计加工了一种GaAs基高电子迁移率晶体管(HEMT)嵌入式微加速度传感器结构,通过软件仿真和实验测试相结合的方法,研究了所设计的微结构在平行于HEMT生长方向上(Z方向)不同加速度作用下敏感单元HEMT的力电耦合特性。实验结果表明:GaAs基HEMT微加速度传感器在其低量程范围内(0～15gn)敏感单元HEMT的力电耦合系数较稳定,且其力电耦合系数为10-8数量级,比常规Si压阻式加速度传感器的力电耦合系数10-10高出2个数量级。     

高效功率传输的电容参数超声换能器的设计与分析

电容参数超声换能器（CPUT）由于其不需要直流偏置或电荷充电的优势,已成为医用植入物、传感器网络和消费电子产品的无线能量传输方面的研究热点。本文提出利用一维集总参数模型来研究CPUT的运行和参数设计。将CPUT等效为一个RLC谐振器中的超声驱动的活塞电容C,进而产生两个耦合的非线性微分方程系统。利用Simulink进行方程的求解,获得电容电压、电路电流和活塞位移。在此基础上,研究了参数谐振阈值和声电转换效率。结果表明,这些性能指标与负载电阻、输入超声强度、超声频率、电极覆盖面积和间隙高度密切相关。当CPUT的阻抗与介质匹配并驱动CPUT的工作频率略低于2ωoel时,可以达到最佳的效率,为进一步研究超声无线能量传输、能量收集和传感技术奠定基础。     

锥形光纤微球腔谐振陀螺光学模式非互易性研究

通过Rsoft软件对锥形光纤倏逝场能量分布特性进行仿真,从理论上分析锥形光纤激发微谐振腔非互易性产生的原因。实验中,光纤熔融二氧化硅微球腔通过高精度三维调节架沿光纤方向移动,每次移动相同距离选取测试点,记录光源正反传输情况下微球腔谐振谱线,得到谐振谱线特征参量随倏逝场变化的非互易性变化规律。通过计算微球腔理论鉴频曲线获得非互易性对陀螺动态范围与灵敏度的影响,并提出抑制方法。     

一种基于悬浮吸收层的双层结构的热电堆红外探测器(英文)

提出一种新颖红外传感器,这种传感器采用悬浮吸收层的双层结构的优势,来实现相对小尺寸下的高探测性能。双层结构采用2种牺牲层材料,分别为聚酰亚胺牺牲层和预埋在热偶条和沉底之间的多晶硅材料。仿真结果证明了该种结构的探测率、响应率和响应时间分别达到2.85×108cm Hz(1/2)/W、1 800 V/W和6 ms。本文给出了该种热电堆红外探测器高度兼容于CMOS工艺的制备流程,使器件的高效量产和低成本生产成为可能。     

基于SiCl4/SF6的GaAs/AlAs ICP选择性干法刻蚀

报道了GaAs/AlAs的电感耦合等离子体(ICP)选择性干法刻蚀,刻蚀气体为SiCl4/SF6混合物.研究了在不同SiCl4/SF6气体配比、RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs,AlAs的平均刻蚀速率与二者的选择比.合适的SiCl4/SF6气体比例(15/5sccm),低的RF偏压电源功率和高的气室压力将加强AlF3非挥发性生成物的形成,进而提高GaAs/AlAs的选择比.在SiCl4/SF6气体比例为15/5sccm,RF偏压电源功率为10W,主电源功率为500W,气室压力为2Pa时,GaAs/Al-As的选择比达1500以上.采用喇曼光谱仪对不同RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs衬底被刻蚀面等离子体损伤进行了测试,表面形貌和被刻蚀侧壁分别采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)进行观察.     

谐振式光纤陀螺偏振波动噪声的温度特性

光纤环形谐振腔环境温度变化带来的偏振波动噪声是影响谐振式光纤陀螺检测精度的主要光学噪声源之一,通过控制谐振腔温度,可以使偏振波动噪声得到有效抑制.为了抑制偏振波动噪声,减小R-FOG精度受FRR温度变化的影响,从理论上分析了谐振腔温度变化对谐振曲线、解调曲线的影响;针对不同温度下光纤环的谐振特性、解调曲线特性、陀螺零偏及零偏稳定性开展了实验,并对实验结果进行了分析.结果表明,谐振腔的工作温度为27.00℃时,两本征偏振态相距最远,总谐振曲线关于谐振频率点对称,谐振频率点检测误差可以忽略;陀螺零偏稳定性近似等于谐振腔温度为25.50℃时的1/100,在150 s的采样时间内达到0.07°/s,陀螺检测精度得到很大提高.     

一种基于微结构的GaAs HEMT的压阻系数

GaAs HEMT(高电子迁移率晶体管)位于微结构悬臂梁根部附近的最大应力处。介绍了GaAs HEMT和微结构的设计加工,并通过实验研究了GaAs HEMT在平行于HEMT生长方向(Z方向)单轴应力作用下的力电耦合特性。测试结果表明:GaAs HEMT不同偏压下压阻系数不同,且它的最大压阻系数为(1.72±0.33)×10-7Pa-1,比Si高出三个数量级。     

MEMS光学声传感器

结合光纤工作频带宽、传输损耗小以及微机电系统（MEMS）制造工艺可实现微小型化、批量化和高一致性生产的优势,MEMS光学声传感器表现出高灵敏度、宽频带、大动态范围和高信噪比的优异声探测性能,受到了科研人员的普遍关注和深入研究。根据声敏感单元结构不同,将MEMS光学声传感器分为微结构光纤光栅型、光纤干涉仪型和微谐振腔型。然后,分别介绍了不同类型MEMS光学声传感器的声敏感原理,并在此基础上讨论了它们在不同声探测领域中的研究现状以及目前最为成熟的应用领域。最后展望了MEMS光学声传感器在MEMS工艺逐渐成熟的促使下,可与硅基光电子集成技术相结合实现系统片上集成的未来发展趋势。