SOI纳米波导的优化制备与弯曲损耗测试

主要针对目前SOI(Silicon-on-insulator)纳米光波导结构弯曲损耗严重的问题,系统地进行了理论仿真分析,设计出最佳的纳米波导结构,并采用MEMS工艺对其进行加工制备与优化处理。后利用了SEM(扫描电子显微镜)、AFM(原子力显微镜)、透射谱功率法等研究手段精确测试了在高纯氮退火和BOE腐蚀后处理不变的情况下,不同温度热氧化退火处理下的波导侧壁粗糙度和对应的弯曲损耗,结果表明:波导的侧壁粗糙度随退火温度的变化近似呈二次抛物线变化趋势,在900℃附近达到最低值2.1 nm,对应的半径15μm的环形波导的弯曲损耗为(0.0109±0.001)dB/turn,其损耗值与理论分析结果一致。利用这一结论就可以通过选择不同的优化处理条件来减小环形波导的弯曲损耗,从而实现光能量的高效传输。     

一种基于光散射原理在线测量晶圆表面质量的方法

在半导体工业中,晶圆表面质量的检测占据着重要的地位。选择粗糙度参数轮廓算术平均偏差R。作为衡量表面质量的参数,根据晶圆的一般粗糙度范围（Rα为0.01—0.8μm）,构建了一种基于光散射原理的视觉系统测量装置。通过分析光散射强度分布图像,提取出一些参数来表征Rα,达到检测晶圆表面质量的目的。给出了初步的实验结果,说明了此方案是可行的。     

光切法在动态表面粗糙度检测中的应用

应用光切显微镜、CCD摄像机、虚拟仪器和图像处理技术开发了表面粗糙度动态检测系统,利用光切法获得运动表面形貌,再使用图像处理技术提取轮廓特征计算评定参数。通过与触针式仪器进行测量对比实验,论证了检测系统能达到较高的精度。应用检测系统进行了动态检测实验,分析了样本表面的振动和运动速度对检测系统的影响。实验证明,在被测表面的振动幅度小于景深的前提下,该图像检测系统能够应用于动态检测表面粗糙度,适用的速度范围可达到:0￣2000rpm(3.14m/s)。     

退火质子交换Y分支波导弯曲损耗分析

退火质子交换铌酸锂光波导是一类重要的光波导.对采用该技术制备的,具有余弦型弯曲的Y分支光波导,利用宽角有限差分光束传播法,就过渡区长度、波导折射率增量、掩模版开口宽度等对波导弯曲损耗的影响进行了研究,并与余弦型弯曲波导进行了比较.结果表明,Y分支波导和余弦型弯曲波导的弯曲损耗,随波导结构参数的变化基本上是相同的,但二者的表现并不完全一致,因而对Y分支波导结构参数的选择,不能完全依赖于余弦弯曲波导结构的优化.数值结果为相应波导器件的设计和制备提供了一定的参考.     

LiNbO3光波导紫外表面等离子共振传感器模拟计算

高折射率的LiNbO3光波导,构成四层高折射率波导表面等离子共振传感器.采用传输矩阵方法得基模TM模色散表达式,研究了光波导有效折射与样品折射率之间的关系、光波导传输常数和波长的关系,由表面等离子体波共振耦合条件,得到不同样品折射率的表面等离子共振波长.利用菲涅耳的反射率公式,计算了四层结构波导传感器的透射谱,得到表面...     

聚合物光栅光波导器件的微复制技术

采用纳米压印微复制技术方法,研制了一种新型的聚合物柔性光栅光波导敏感器件,该器件可用于介入式医用导管的微弯挠曲监测或类似场合的微变形监测.重点阐述了聚合物柔性光栅光波导器件的微复制模具和器件微复制的工艺方法,并对制备工艺技术中的关键技术问题进行了讨论,讨论了测试光纤耦合一体化光栅波导器件的工艺方法.最后利用硅微模具和紫外固化介质材料,成功制备出了截面尺寸为4 μm×20 μm、光栅周期为0.75 μm的聚合物柔性光栅光波导器件.     

光波导器件计算机辅助分析系统

介绍了一个光波导器件计算机辅助分析系统,该系统集成了３个实用工具：光波导有效折射率计算工具,光波导模式求解工具和三维复折射率全矢量有限差分束传播法模拟工具,本系统用于线性波导器件,模拟光在波导中的传播过程,从而可以优化设计波导器件,探索新结构器件。     

基于机器视觉的表面粗糙度检测系统设计

针对光切法显微镜测量的实验装置,开发了一种基于机器视觉的表面粗糙度检测系统.介绍了系统的硬件构成和软件设计原理,运用图像处理技术从光切显微图像中提取出表面轮廓信号计算粗糙度评定参数.该检测系统能够实现工件表面粗糙度的智能、快速、多参数测量,通过测量实验与样本标准件的数值进行对比,验证了该检测系统能达到满意的精度.     

基于微流控光开关的波导结构分析与优化

光开关是全光网的关键器件,提出一种全新基于微流控技术的波导型光开关设计。通过电控方法改变光波导结构,实现光路变化。基于有限元方法,重点研究了光开关插入损耗、串扰、透过率等参数,对波导层光传输性能进行评价。优化结果表明,当波导层以一定角度斜交叉时,透过率提高,插入损耗降低,最低降到0.18dB,实现了光开关的结构优化。由于采用微流控技术和有机光学材料,这类开关体积小、结构简单、成本低,易于集成大规模光开关阵列。     

表面粗糙度光学测量方法研究进展

表面粗糙度对工件的性能有很大的影响,由于机械、电子及光学工业的飞速发展,对精密机械加工表面的质量及结构小型化的要求日益提高,使得表面粗糙度测量显现出越来越重要的地位。采用光学方法测量表面粗糙度具有非接触、无损伤、测量精度高等优点。介绍了用光散射法、像散法、散斑法、光干涉法、光学触针法测量表面粗糙度的原理及研究进展,讨论了上述方法各自的优缺点,对表面粗糙度测量的发展方向进行了预测。     

Low loss and broadband transition between substrate integrated waveguide and rectangular waveguide

In this article, a novel transition between substrate integrated waveguide (SIW) and rectangular waveguide is proposed. A pair of antipodal tapered probes is developed to convert the E‐field of SIW to that of waveguide, acting as an antipodal dipole antenna to improve the performance of the SIW‐to‐waveguide transition. A back‐to‐back prototype of the proposed transition is fabricated and measured, the results show that the transition achieve a bandwidth of 51.1% from 23.7 to 40 GHz, and a size reduction of 75.3% compared to the SIW‐to‐waveguide transition using antipodal fin‐line. A tolerance analysis is performed via the simulation to verify the reliability of this transition design. For further validation, the antipodal tapered probes are employed for the design of partially filled SIW‐to‐waveguide transition. From its experimental results, it demonstrates that the loss of a single SIW‐to‐waveguide is less than 0.26 dB over the frequency range of 24.9–40 GHz. In addition, such proposed SIW‐to‐waveguide transition is suitable for hermetic packaging due to the inherent property in transition structure. These results show that the proposed transition can offer the advantages of broad bandwidth, low loss, compact size, and stable performance at millimeter‐wave frequencies. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE 26:54–61, 2016.     

便携式表面粗糙度测量仪的设计

介绍了一种便携式表面粗糙度测量仪的设计与实现。该仪器以单片机为中心,采用压电传感器、液晶显示及RS—232串口通信等技术实现了表面粗糙度的自动测量、显示及通信。结果表明:该测量仪测量范围宽,精度高,结构轻便,功耗小,可实现计量室、实验室、车间现场等场合对平面、外圆、内孔、凹槽等表面粗糙度的检测,并已成功用于工程检测中,解决了实际生产需求。     

一体化粗糙度测量传感器的设计

以表面粗糙度测量仪为例,结合传感器的发展趋势,研究了粗糙度测量传感器的模数一体化实现方法.该传感器将电荷放大、电压幅值放大、A/D转换、数字滤波、数据通信集中在一起,通过DSP实现粗糙度测量过程中数字滤波.结果表明,一体化粗糙度测量传感器集成度高、功能全,提高了数据处理效率,减轻了后续处理电路的计算量.     

Analysis and optimization of surface roughness in the ball burnishing process using response surface methodology and desirabilty function

In the present study, an optimization strategy based on desirability function approach (DFA) together with response surface methodology (RSM) has been used to optimize ball burnishing process of 7178 aluminium alloy. A quadratic regression model was developed to predict surface roughness using RSM with rotatable central composite design (CCD). In the development of predictive models, burnishing force, number of passes, feed rate and burnishing speed were considered as model variables. The results indicated that burnishing force and number of passes were the significant factors on the surface roughness. The predicted surface roughness values and the subsequent verification experiments under the optimal conditions were confirmed the validity of the predicted model. The absolute average error between the experimental and predicted values at the optimal combination of parameter settings for surface roughness was calculated as 2.82%.     

扭转臂杠杆式MEMS膜开关的分析

为解决现有的MEMS微波开关的激励电压太高、微连接和膜开关的击穿电压等问题,提出了一种独特结构的MEMS微波开关—扭转臂杠杆式膜开关,并对其进行了理论分析,用conventorware和ADS(ad vanceddesignsystem)软件进行了仿真。由于利用了膜结构以及扭转臂和杠杆的原理,这种独特的MEMS微波开关激励电压比较低、隔离度较高、插入损耗比较低、稳定性好。     

壁面粗糙度对空气静压系统微振动的影响研究

主要针对壁面粗糙度引起气体静压导轨微振动进行了分析.讨论了壁面粗糙度对沿程阻力系数的影响,得到了沿程阻力系数与相对壁面粗糙度与雷诺数的关系.利用Fluent软件仿真了方形、半圆形、三角形三种典型粗糙壁面模型的流场分布情况,得到了各种模型下的速度与压力分布图.仿真结果显示壁面粗糙度会引发流场内的涡流,从而引起气体静压导轨...     

基于共平面波导的可调低通滤波器的设计和制作

介绍了一种使用多触点MEMS开关实现的新型可调微波MEMS低通滤波器,应用MEMS制作工艺在石英衬底上实现滤波器结构.滤波器基于慢波共平面波导周期性结构,具有尺寸小、插损低、可与单片微波集成电路工艺兼容等优点.滤波器截止频率的大小取决于MEMS开关的状态.实验结果表明,当MEMS开关受到激励时,低通滤波器的3-dB截止频率从12.5GHz转换至6.1GHz,带内纹波小于0.5dB,带外抑制大于40dB,开关的驱动电压在25V左右.     

YSZ表面粗糙度对氧传感器性能的影响

借助表面粗糙度测试技术和循环伏安方法,研究了用Pt浆法制备Pt/YSZ电极过程中,YSZ表面粗糙度对其性能的影响。研究表明:Pt/YSZ电极制作时,所用金刚石磨片粒径大小对YSZ表面粗糙度间距参数无明显影响,但YSZ表面粗糙度高度参数则随着金刚石磨片粒径的增大而增大;当所用金刚石磨片粒径为44μm时,电极阴极活性(电位为-0.4 V时)最低,10μm时最高,约为44μm所制电极的2倍,其他电极则介于两者之间。