高性能微切削热电堆线列阵

美国喷气推进实验室的科研人员最近利用高性能热电材料制作了一种热电堆红外探测器线列阵,这种热电堆红外探测器线列阵是利用微切削工艺制备在硅衬底上的.它们在色散分光计中,可用于化学分析,包括排气和环境监测;在廉价的热成像系统中,可用于预测和预防性维护,如寻找火车轮子或发电设备上的热斑;在地平仪中,则可以用于卫星姿态控制.     

基于随机微透镜列阵的激光光束匀化方法

利用微透镜列阵实现光束的分割和叠加是一种典型的光束匀化方法。而在微透镜列阵实现激光光束匀化时,由于微透镜列阵的周期性和激光的相干性,匀化光斑会产生周期性点阵分布现象,降低了光束匀化质量。提出一种利用中心离轴型随机微透镜列阵消除点阵效应以实现激光光束的匀化方法。在分析光束经过微透镜列阵的传播特性基础上,设计列阵中各个子透镜单元的几何中心偏离其光轴,利用中心离轴量的随机性打破微透镜列阵的周期性,消除目标面处的点阵现象,实现高均匀性的光斑分布。采用移动掩模技术制备随机微透镜列阵,并开展激光光束匀化实验。结果表明,该方法能够有效提高激光光束的均匀性,有望在激光加工、医疗和照明等方向有较大的应用前景。     

自由空间三维全交叉光网络的实现方法

将二维的全交叉网络映射成三维的空间结构,利用2×4的微闪耀光栅列阵实现竖直和水平面上的交叉连接,直通则通过平面镜反射完成.通过偏振光分光棱镜、半波片、微闪耀光栅列阵、全反镜、半反半透镜和空间光调制器的集成,设计了三维的全交叉交换网络模块,在自由空间实现了光信号的交换、组播和广播等功能.该模块具有交换透明、交换速度快等特点.     

微透镜列阵成像光刻技术

介绍了一种利用微透镜列阵投影成像光刻的周期微纳结构加工方法.该方法采用商业打印机在透明薄膜上打印的毫米至厘米尺寸图形为掩模,以光刻胶作为记录介质,以微透镜列阵为投影物镜将掩模缩小数千倍成像在光刻胶上,曝光显影后便可制备出微米、亚微米特征尺寸的周期结构列阵.基于该方法建立了微透镜列阵成像光刻系统,并以制备800 nm线宽、50 mm×50 mm面积的图形列阵为例,实现了目标图形的光刻成形,曝光时间仅为几十秒,图形边沿粗糙度低于100 nm.该方法系统结构简单、掩模制备简易、曝光时间短;为周期微纳结构的低成本、高效率制备提供了有效途径.     

硅热电堆探测器件及制作

针对实现红外技术在夜间和一些死角方面应用的视觉辅助系统,把微机械加工技术和制作微细红外吸收膜的工艺应用到CMOS技术中,使热电堆实现了高性能化.利用运用PSG替代层的分离法制作用低压真空蒸镀法成膜的金黑膜,使吸收膜实现了微细化.制作出三种160 μm见方的原型传感器,它们在大气中的灵敏度分别达到300 V/W、149 V/W、60 V/W,响应时间常数达2 ms、0.46 ms、0.27 ms.还利用原型传感器制成了64×32像元焦平面列阵传感器(FPA).     

热电式微波功率传感器的优化设计

提出了一种热电式微波功率传感器的二维热分布解析模型,通过分析传感器的各种结构参数对热分布的影响,给出了热电式微波功率传感器的优化设计.为了获得高灵敏度,给出了设计膜的厚度、匹配电阻与热电堆热端的距离、热电堆悬浮部分的长度等结构参数的原则,并利用Ansys模拟结果和解析结果进行对比验证,结果显示两者吻合较好,说明了解析模型的适用性,可在设计该类传感器时参考.     

热电式微波功率传感器的优化设计

提出了一种热电式微波功率传感器的二维热分布解析模型,通过分析传感器的各种结构参数对热分布的影响,给出了热电式微波功率传感器的优化设计.为了获得高灵敏度,给出了设计膜的厚度、匹配电阻与热电堆热端的距离、热电堆悬浮部分的长度等结构参数的原则,并利用Ansys模拟结果和解析结果进行对比验证,结果显示两者吻合较好,说明了解析模型的适用性,可在设计该类传感器时参考.     

微透镜列阵的离子束刻蚀及衍射效率测量

采用Kaufman离子刻蚀微透镜列阵并采用实时检测系统对刻蚀深度进行了控制.提出了测量微透镜列阵衍射效率的一种方法,对测量误差进行了讨论.     

非致冷热成像用的铁电体（上）

在英国,非致冷的热成像（ＴＩ）使用铁电体热辐射计的大型列阵,热辐射计（即热辐射探测器）的元件的间距为４０μｍ～１００μｍ。利用铁电陶瓷材料的热电性质来制作热辐射计灵敏元,混成列阵（亦称混合列阵）工艺用焊料信把灵敏元件与读出电路连接起来,这种技术已经成功地生产了大量的二维列阵器件。然而,一种创新技术正在研究之中,它把铁电材料直接沉积在硅读出集成电路上,形成具有适当微结构形状之中,它把铁电材料直接沉积     

使用液晶微透镜的高分辨率三维重建双模相机

提出了一种基于液晶微透镜阵列的双模成像相机。该相机通过打开或者关闭加载在液晶微透镜阵列上的低频电压信号可以快捷地在传统平面成像模式和光场成像模式之间进行切换。液晶微透镜阵列通过常规紫外光刻和湿法刻蚀技术制作而成。通过将液晶微透镜阵列和感光传感器阵列以及主镜头耦合到一起,构造了一个双模成像相机的原型。通过该双模成像相机开展了相关实验,获取了同一目标物的光场图像和平面图像,并对孔径设计和两种工作模式下的景深进行了分析,给出了光场成像模式下目标物三维信息的计算方法,通过将三维光场数据和对应二维平面数据的信息进行融合获得了高分辨率三维图像。     

硅基微机械加工技术

阐明了微机电系统（MEMS）的学科内涵,概述了体微机械加工技术、表面微机械加工技术和复合微机械加工技术的特点,运用具体实例对三种硅基微机械加工技术的基本制作工艺过程进行了讨论。     

微机械加工技术与微传感器

传感技术的一个重要发展方向是传感器的微型化,微机械加工技术同昌硅微传感器的基础工艺技术,也是制作微执行器和微电子机械系统的基础工艺技术。本介绍微机械加工技术的概况以及采用微机械加工技术研制的几种微传感器。     

微机械加工技术在微传感器中的应用

随着微传感器的广泛应用，微机械加工技术被越来越多地应用于传感器的制造工艺中，从微机械加工技术的关键工艺入手，分别对体微机械加工技术和表面微机械加工技术加以介绍，并介绍了两种分别使用体微机械加工技术和表面微机械加工技术制造的微传感器。     

高功率半导体激光器列阵光纤耦合模块

根据大功率半导体激光二极管列阵与光纤列阵耦合方式, 分别从理论和实验两方面讨论、分析了大功率半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵耦合。将19 根芯径均为200 μm 的光纤的端面分别熔融拉锥成具有相同直径的微球透镜, 利用V 形槽精密排列, 排列周期等于激光二极管列阵各发光单元的周期。将微球透镜光纤列阵直接对准半导体激光二极管列阵的19 个发光单元, 精密调节两者之间的距离, 使耦合输出功率达到最大。半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵直接耦合后, 不仅从各个方向同时压缩了激光束的发散角, 有效地实现了对激光束的整形、压缩, 而且实现30 W 的高输出功率, 最大耦合效率大于80%, 光纤的数值孔径为0.16。     

二维叠栅条纹的傅里叶变换北大核心CSCD

研究了方形孔径平面微透镜阵列和微图形阵列的叠栅条纹的傅里叶原理。方形孔径平面微透镜阵列可视为正交的二维栅格线簇,以一维光栅叠栅条纹的傅里叶变换原理为基础,推导了方形孔径平面微透镜阵列二维叠栅条纹的傅里叶变换解析式,对低频(1,-1)级叠栅条纹进行详细讨论。同时对不同夹角下叠栅条纹的周期和同步性进行重点研究,并采用不同结构参数的二维栅格模板与微图形阵列进行实验,结果表明:实验值和理论值相吻合,研究结果为方形孔径平面微透镜阵列的应用与研究提供了理论基础。     

pn结对微机械p/n多晶Si热电堆性能的影响

为了研究pn结对微机械p/n多晶Si热电堆性能的影响,设计了两种结构的热电堆器件,采取不同的退火条件,对其结构进行了研究。实验结果表明,工艺过程中形成的pn结会使得热电堆的电阻变大,信号变小,退火条件决定了热电堆器件能否正常工作。因此,在设计热电堆时应该尽量避免pn结,可以采用p-Si/n-Si分离结构予以解决。     

热电薄膜型微传感器的优化设计

详细分析了一维热电薄膜型微传感器的优化设计模型 ,探讨了热阻、灵敏度和探测率与传感器几何尺寸之间的关系。分析的时候考虑到热电堆的热端与敏感面的距离 m对传感器性能的影响。经过分析得出 :当 m(热电堆到热敏感面距离 )为定值时 ,灵敏度 S随梁长 l增大而增大 ,探测率 D*随着 l的增大先增大后减小 ;当 l为定值时 ,S和 D* 均随 m增大而减小。用曲线形式所表示的分析结果为此类传感器的优化设计提供了依据。     

硅基高长径比微孔列阵及其应用

介绍了硅基高长径比微孔列阵形成的多路感应耦合等离子体刻蚀和电化学刻蚀等半导体工艺技术,给出了实验系统、原理、方法和实验结果,指出了工艺中出现的新现象和亟待解决的新问题,阐述了其在二维通道电子倍增器-微通道板中的应用。     

高功率半导体激光器列阵光纤耦合模块

根据大功率半导体激光二极管列阵与光纤列阵耦舍方式。分别从理论和实验两方面讨论、分析了大功率半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵耦舍。将19根芯径均为200μm的光纤的端面分别熔融拉锥成具有相同直径的微球透镜，利用V形槽精密排列，排列周期等于激光二极管列阵各发光单元的周期。将微球透镜光纤列阵直接对准半导体激光二极管列阵的19个发光单元，精密调节两者之间的距离．使耦合输出功率达到最大。半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵直接耦合后，不仅从各个方向同时压缩了激光束的发散角，有效地实现了对激光束的整形、压缩，而且实现30w的高输出功率，最大耦舍效率大于80％，光纤的数值孔径为0．16。     

基于微机械工艺的平面微电机的研究

为提高微电机的输出力矩，增加微电机散热能力和电流密度，提高电机工作效率，设计了一种具有双转子结构的平面微电机。两个转子对称分布于定子两侧。转子采用永磁体进行轴向充磁。定子为平面线圈，是采用硅微机械加工技术和LIGA工艺制作的。线圈之间则采用了三相星形连接方式，线圈结构为平面型、无槽、集中绕组。把制作好的定子和转子装配后通以三相方波电流进行驱动，通过对其输出力矩和转速的测试证明电机运转良好。