MEMS双光纤位移声传感器设计与分析

提出了一种新型强度调制型光纤传感器的理论模型。该模型使用单模光纤,讨论了光在准直透镜中的传播规律,利用光学透镜的准直作用,即矩阵光学原理和高斯耦合理论实现光强调制。强度型光纤传感器采用微电机系统MEMS结构的压力振动膜片拾取振动位移,通过分析施加在膜片上压力的变化及膜片尺寸得到影响双光纤位移传感器灵敏度的相关参数。仿真结果表明:合理的选择参数可以使传感器的灵敏度在不增加结构复杂性的前提下较传统方法有103量级的提高。     

基于体硅工艺的GLV光学调制器的研制

采用体硅微加工工艺制作了一种基于光栅光阀(GLV)的光学调制器,使用仿真软件对器件参数进行了优化设计。对加工出来的器件进行了测试,并对测试结果进行了分析。器件成功的实现了光学调制的功能,采用10kHz的方波信号进行调制时,得到了峰峰值为50mv,响应时间为10μs的调制后波形。     

非对称Y分支波导结构的理论分析

对非对称Y分支进行了理论分析和计算。求解五层非对称波导正交模式,将之与波导模式结合,对两种不同形状的非对称Y分支串扰特性进行了定量分析,其结果与BPM软件模拟结果符合相当好。这种理论形式简单,应用范围大。     

基于ANSYS的结构优化设计

论述在基于有限元软件ANSYS平台下,对结构进行优化的步骤。综合应用拓扑优化,参数化建模,形状优化的方法对产品设计进行优化。并以应力集中力扩散结构设计为例,验证了所提出的优化方法的可行性。为结构优化提供了一种有效方法。该方法能够很好地为实际工程设计与分析服务提高建模效率和准确性,并能够对传统解析模型难以分析的一些参数进行分析。     

应用BCB材料进行硅-玻璃气密性封装的实验与理论研究

应用苯并环丁烯(BCB)材料对硅片和玻璃片进行了250℃下的圆片级低温键合实验,同时进行了300℃下的硅片与玻璃片阳极键合实验,并对其气密性和剪切力特性进行了对比研究.测试结果表明:在250℃的低温键合条件下,经过500kPa He气保压2h,BCB封装后样品的气密性达到(5.5±0.5)×10-4Pa cc/s He;剪切力在9.0～13.4 MPa之间,达到了封装工艺要求;封装成品率达到100%.这表明应用BCB材料键合是一种有效的圆片级低温气密性封装方法.还根据渗流模型理论,讨论了简易模型下气密性(即渗流率)和器件腔体边缘到划片边缘的间距的关系.     

SiO2 8×8阵列波导光栅的研制

在Si基SiO2材料上设计并制作了中心波长为1.55 μm、通道间隔为0.8 nm的8×8阵列波导光栅(AWG).详细介绍了器件的设计、制作和测试,并对测试结果及工艺误差进行了深入的分析讨论.封装后的测试结果显示,器件的3 dB带宽为0.22 nm;中央通道输入时,最小和最大插入损耗分别为4.01 dB和6.32 dB;边缘通道输入时,最小和最大插入损耗分别为6.24 dB和9.02 dB;对比不同通道输入时输出通道的中心波长,其偏移量低于0.039 nm;器件的通道间串扰小于-25 dB;偏振依赖损耗(PDL)小于0.3 dB.     

转动竖直镜面的微机械光开关

提出并制作了转动竖直微镜的微机械光开关,采用曲线形状的电极设计,有效地减低了悬臂梁驱动器的吸合电压,采用体硅深刻蚀技术结合(110)硅的各向异性腐蚀技术制备了光开关芯片和耦合对准的U形槽和卡簧。芯片经初步封装后进行了电学测试和光学测试,测得吸合电压78.5V,谐振频率2.3kHz,光开关损耗5dB,隔离度45dB。     

建筑给排水的节水技术

近年来我国城市生活用水量呈逐年递增趋势,而水源水质却呈逐年递减趋势。这无疑给给水处理和污水处理带来沉重的负担。因此我们应充分在节水上做文章。特别是城市生活用水,损耗相当惊人。城市生活用水绝大部分是在建筑内完成的,因此要节约城市生活用水必须在建筑给排水中挖掘节水技术。     

1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅的研制

采用高精度光刻版、PECVD材料生长、反应离子刻蚀和端面8. 角抛光等技术,设计并研制了1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅. 研制的AWG芯片,其相邻通道引起的通道串扰小于-28dB,非相邻通道引入的串扰小于-35dB. 通道的插入损耗在进行光纤耦合封装后进一步提高,平均损耗约为4.9dB,不均匀性约为1.72dB.