基于双金属膜的光纤MEMS温度传感器的设计

提出了一种新型结构的温度传感器,该传感器基于Fabry-Perot干涉和双金属效应.采用MEMS技术制作出线性度好、精度高的光纤MEMS温度传感器.阐述了传感器的工作原理,研究了传感器的力学模型,确定了温度敏感膜材料,用有限元软件ANSYS验证了模型的合理性.模拟了法珀腔的腔长对温度传感器性能的影响,为传感器的加工制作提供了理论依据.该设计可为以硅为基底的压力传感器提供一种温度补偿方法.     

基于石墨烯薄膜的光纤微压传感器的设计

以新型的石墨烯材料为压力敏感膜,设计了一种基于法布里-珀罗干涉的光纤微压传感器。利用薄膜光学理论,分析了不同层数石墨烯膜的反射率特性。仿真结果表明,增加层数可以提高石墨烯膜的反射率。根据光传输矩阵的理论,研究并模拟了法珀腔的几何参数对反射信号的影响。通过分析对比几种大挠度圆膜应变的理论,建立了石墨烯薄膜的压力敏感特性模型,并利用ANSYS静态力学非线性对模型的挠度形变特性进行有限元仿真,验证了模型的准确性,为设计制作基于石墨烯薄膜的光纤微压传感器提供了理论基础。     

基于环形光纤激光器的光反馈效应

对环形腔光纤激光器的光反馈效应进行了理论分析和实验观测,根据掺铒光纤的速率方程推导得出激光器腔内光反馈系统的输出变化,在数值模拟中建立模型进行了分析.实验观测结果显示环形腔光纤激光器光反馈系统的输出与传统的激光自混合干涉有着相同的相位灵敏度.由于该系统的光反馈是在激光腔内获得,激光器本身不仅作为了传感的光源,同时也成为...     

提取悬挂的p型硅纳米梁的界面态密度和电阻率

The evaluation of the influence of the bending deformation of silicon nanobridges on their electrical properties is crucial for sensing and actuating applications.A combined theory/experimental approach for determining the resistivity and the density of interface states of the bending silicon nanobridges is presented.The suspended p-type silicon nanobridge test structures were fabricated from silicon-on-insulator wafers by using a standard CMOS lithography and anisotropic wet etching release process.After that,we measured the resistance of a set of silicon nanobridges versus their length and width under different bias voltages.In conjunction with a theoretical model,we have finally extracted both the interface state density of and resistivity suspended silicon nanobridges under different bending deformations,and found that the resistivity of silicon nanobridges without bending was 9.45 mΩ·cm and the corresponding interface charge density was around 1.7445×10¹³ cm^-2.The bending deformation due to the bias voltage slightly changed the resistivity of the silicon nanobridge,however, it significantly changed the distribution of interface state charges,which strongly depends on the intensity of the stress induced by bending deformation.     

基于波长解调的Fabry-Perot型光纤MEMS压力传感器的设计

提出了一种新的压力传感器的设计,该传感器基于Fabry-Perot腔干涉和波长解调理论测量压力.设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器.阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响.系统采用可调谐激光器进行信号访问,利用反射谱的相位变化完成信号解调.理论分析和模拟计算验证了传感器加工制作方案的可行性.     

F-P腔式光纤MEMS压力传感器的设计

提出了一种新型结构的法布里-珀罗(F-P)腔光纤压力传感器.该传感器基于法布里-珀罗多光束干涉,利用压力敏感膜的纵向挠度变化带动位移柱的横向位移运动来改变F-P腔的腔长变化.详细阐述了传感器新结构的设计方法及其工作原理,分析了不同参数对传感器性能的影响.采用ANSYS软件仿真模拟了传感器压力敏感膜在压力作用下的挠度变化.结合现有的MEMS工艺,可制作出工艺简单、温度系数低、灵敏度高,且抗电磁干扰的MEMS光纤压力传感器.     

GA-BP神经网络在气压式相对高度计中的应用研究

为了提高相对高度测量的精确性,研究并实现了一种基于气压传感器阵列式测量和遗传算法(GA)优化反向传播(BP)神经网络数据融合处理的高精度气压式相对高度计,给出了相应的硬件结构和软件设计。结合实验测量的数据和相关文献的数据,从准确性、稳定性和通用性的角度对GA-BP神经网络、传统BP神经网络以及标准计算公式在气压式相对高度计中应用的性能进行了对比分析。研究结果表明,本文提出的基于GA-BP神经网络的相对高度计具有更高的测量精度、更高的稳定性和更好的推广能力,能够满足日常相对高度的实时测量需求。