A Novel Analytical Approach for Multi-Layer Diaphragm-Based Optical Microelectromechanical-System Pressure Sensors

An optical microelectromechanical-system （MEMS） pressure sensor based on multi-layer circular diaphragm is described and analysed by using the proposed novel analytical approach and the traditional transfer matrix method. The analytical expressions of the deflection of multi-layer diaphragm and absolute optical reflectance are derived respectively. The influence of residual stress on the deflection of diaphragm is also analysed. Simulation results given by the finite element method are consistent with the ones which are analysed by using the analytical approach. The analytical approach will be helpful to design and fabricate the optical MEMS pressure sensors with multi-layer diaphragm based on Fabry-Perot interferometry.     

多圆孔周期性银膜阵列结构的光学特性

提出一种多圆孔周期性银膜阵列结构,并利用时域有限差分算法探究该结构的光学特性。计算结果表明,当线性偏振光入射时,该结构表面激发出表面等离激元,且纳米孔间产生了局部表面等离子体共振,使得该结构的异常透射增强。针对这一现象,通过对中心孔与边孔所呈角度、入射光偏振角度、结构参数(中心孔直径、边孔直径、结构厚度、边孔与中心孔的间距)的调控来实现结构光学透射属性的优化。此外,分析所提结构在不同环境折射率条件下透射峰的变化规律,发现该结构也对周围的环境折射率具有较高的敏感度。因此该结构在表面等离激元滤波器和折射率传感器中具有广泛的应用前景。     

光纤微机电系统法布里-珀罗压力传感器的波分复用

提出了一种用阵列波导光栅复用光纤微机电系统法布里-珀罗压力传感器的方法,实现了法布里-珀罗压力传感器的准分布式测量。传感器基于法布里-珀罗腔干涉的原理,采用微机电系统技术加工制作,用双波长方法解调干涉信号,利用传感器对两个不同波长光的反射率的比值与压力的单值关系确定所施加压力的大小,用阵列波导光栅实现传感器复用。理论分析与实验验证了传感器解调和复用的基本原理。实验结果表明:在压力的线性测量范围(0~1.5 MPa)内,系统的灵敏度(相对反射率比值/压力)可达到0.02026 MPa-1,测量结果具有较好的线形性,相对反射率比值的标准偏差小于3×10-4。该系统可以补偿传感器光网中和波长无关的变动引起的误差,具有好的线性、灵敏度和精度,复用能力强且复用传感器间无串扰。     

精吡氟禾草灵酶联免疫吸附分析方法研究

建立了定量测定精吡氟禾草灵的间接竞争酶联免疫吸附分析方法(ic-ELISA)。将精吡氟禾草灵在碱性条件下水解制得半抗原,再将半抗原与蛋白质偶联形成抗原后免疫新西兰大白兔,获得多克隆抗体。对其进行条件优化后,得到了精吡氟禾草灵的ic-ELISA方法的标准曲线。该方法的Ic50为0.553mg/L。检出限为0.0062mg/L。方法对其他芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂没有明显交叉反应。精吡氟禾草灵在样品中的回收率为86.80%～103.41%,变异系数为3.96%～12.32%。表明本研究建立的精吡氟禾草灵的ELISA方法符合农药残留分析的要求。     

关于分片检验的若干讨论

分片检验(patch test)是由Irons 1965年首先提出的。作为检验有限元收敛的标准之一,它被广泛地使用。它之所以得到如此广泛的应用,其原因是:它简单明了,易于验证,使用方便;大量的实践说明了它的有效性,很多收敛的单元通过它,也有不收敛的单元不通过它;Strang 1972年给出了通过“分片检验”就收敛的证明。     

圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体的制备及其光学性质

研究了在圆柱曲面基底上自组装空心和实心的圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体的方法. 用垂直沉积法在不同曲率半径的毛细管内自组装了空心圆柱形聚苯乙烯(PS)蛋白石结构光子晶体薄膜和二氧化硅 (SiO₂) 反蛋白石结构薄膜; 用类重力沉积法制得实心圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体, 并讨论了这一生长方式中的状态变化过程及影响因素. 用扫描电子显微镜对样品内部结构进行了表征, 用光谱仪测试了光子晶体薄膜的反射光谱, 结果表明: 基底曲率半径和微球粒径的大小是影响空心蛋白石和反蛋白石薄膜质量的主要因素; 微球大小是影响实心结构有序性的主要因素. 关键词： 反蛋白石 空心圆柱 溶胶凝胶协同自组装     

FINITE ELEMENT APPROXIMATIONS WITH MULTIPLE SETS OF FUNCTIONS AND QUASI-CONFORMING ELEMENTS FOR PLATE BENDING PROBLEMS

Continuing refs.[1.2].we try to establish here the mathematical foundation of quasi-conforming etements suggested by Prof.Tang Limin and his colleagues for plate bendingproblems ([3.4]). The main theme used in this paper is the finite element approximationswith multiple sets of functions.     

快速傅里叶变换与线性调频Z变换联合算法在光纤法布里-珀罗传感器解调中的应用

将快速傅里叶变换(FFT)与线性调频Z变换(CZT)联合变换的方法应用到法布里-珀罗(F-P)腔传感器的解调中,从理论上分析了该方法的解调原理及误差.模拟计算得出,该联合算法解调出的腔长的相对误差达到0.01%,腔长的最大绝对误差小于0.05 μm.在对测量范围为O～3 MPa的F-P腔微机电系统(MEMS)压力传感器进行的解调试验中,该算法可以辨别0.01 MPa的压力,腔长与压力数据的拟合度为0.99316,测量压力与实际压力的标准偏差小于0.005 MPa.实验结果表明,FFT与CZT联合解调的方法可以在较少计算量的基础上达到较高的精度,满足实际需求.     

通讯波段禁带胶体光子晶体的制备及实验参数研究

采用直径为700nm的二氧化硅微球,通过垂直沉积法在玻璃基片上制备了位于光通讯波段的禁带胶体光子晶体。研究了不同蒸发温度、湿度条件、干燥过程对样品晶体质量的影响。用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了观测。实验结果表明,在温度为65℃,相对湿度为70%,缓慢干燥条件下制备出的样品具有较好的晶体质量,晶体在大范围内保持了面心立方(FCC)单晶结构,其(111)面平行于生长基片。