光激励激型硅谐振器研究

本文介绍了一种可以形成新型光纤传感器的微型硅谐振器，其基本原理是微型硅谐振器在调制光的光热艇下产生谐振，被测物理参数使谐振频率发生改变，文中给出了用单晶硅制作桥型微谐振器的方法，研究了微型谐振器在光激励下产生振动的机理。     

光激励微型硅谐振器研究

本文介绍了一种可以形成新型光纤传感器的微型硅谐振器，其基本原理是微型硅谐振器在调制光的光热作用下产生谐振，被测物理参数使谐振频率发生改变．文中给出了用单晶硅制作桥型微谐振器的方法，研究了微型谐振器在光激励下产生振动的机理．     

基于显微激光多普勒的纳结构振动特性测试

为了分析NEMS典型器件静电激励纳米梁谐振器的振动特性,建立了测试中的关键模型静电激励纳米梁谐振器的等效电学模型、纳米梁谐振器的等效机械模型,以及静电激励纳梁谐振器在受激状态下受到的静电力与静电激励的相互关系模型.利用基于显微激光多普勒纳结构离面振动测试系统,对静电激励纳米梁谐振器的离面振动特性进行了测试,试结果验证了建模的正确性,同时对NENS加工工艺进行了评价和表征.     

光激励微型悬臂梁谐振器

介绍一种全新的光激励微型悬臂梁谐振器,谐振器的振动可以用激光反馈干涉的方法进行测量。     

单基三电极石英晶体谐振器频率-温度特性研究

设计了一种新型的单基三电极石英晶体谐振器，并在大气环境条件下测试分析了这种谐振器的频率-温度特性，验证了其频率-温度特性与已有的单基单电极谐振器的频率-温度特性基本一致，曲线为三次曲线。在相同激励及环境条件下，在同一基片上设置多对电极时，各对电极构成的谐振器的频率-温度特性基本相同。根据这种相似特点，将同一基片上不同电极对应的谐振器的振动频率进行差频补偿，可有效地抑制温度对谐振器振动频率的影响。这种谐振器所采用的差频补偿方法可为石英谐振器相关特性的进一步开发利用提供依据。研究了这种结构的石英晶体谐振器的晶片表面处理（是否抛光）及边沿形状（是否倒边）对其频率-温度特性的影响。实验结果表明，对单基多电极石英晶体谐振器的晶片表面进行抛光并对边沿进行倒边处理后，谐振器的稳定性得到了有效的改善，性能得到了优化。     

晶体谐振器的寄生与激励电平

从晶体锁相环中心频率和温度特性跳变点出发，测试相应晶体揩振器的幅频特性、激励电平相关性、某一特定激励电平下的频率温度特性，找出了寄生振动与主振发生强列耦合的温度点，观察了发生耦合时谐振器的幅频特性，计算了寄生振动模的温度系数。     

振梁式负压传感器

对负压力的测量可采用各种真空计或者负压传感器，但其输出量大多为非电量或模拟式电量，本文制作了一种电热激励的微悬臂梁谐振式负压传感器，它利用随微悬臂梁振动的气体分子等效于增加微梁惯性质量的原理测量气压或气体密度，利用Navier-Stokes方程和连续性方程计算作用在微悬臂梁上的惯性阻力，进而计算出谐振器谐振频率与气压的关系，分析表明，增大梁的宽度，减小梁的厚度和长度可提高传感器的灵敏度。     

硅微谐振器的光激励

本文对硅悬臂梁谐振子的光激励进行了研究，从理论计算和实验两方面分析了悬臂梁谐振器的光激励特性。获得了谐振器响应的幅频特性曲线和激励光斑位置与谐振器输出关系的曲线。本文的结果为全光型微机械谐振器的研究提供了理论依据。     

单基三电极石英晶体谐振器频率-温度特性研究

设计了一种新型的单基三电极石英晶体谐振器,并在大气环境条件下测试分析了这种谐振器的频率-温度特性,验证了其频率-温度特性与已有的单基单电极谐振器的频率-温度特性基本一致,曲线为三次曲线。在相同激励及环境条件下,在同一基片上设置多对电极时,各对电极构成的谐振器的频率-温度特性基本相同。根据这种相似特点,将同一基片上不同电极对应的谐振器的振动频率进行差频补偿,可有效地抑制温度对谐振器振动频率的影响。这种谐振器所采用的差频补偿方法可为石英谐振器相关特性的进一步开发利用提供依据。研究了这种结构的石英晶体谐振器的晶片表面处理(是否抛光)及边沿形状(是否倒边)对其频率-温度特性的影响。实验结果表明,对单基多电极石英晶体谐振器的晶片表面进行抛光并对边沿进行倒边处理后,谐振器的稳定性得到了有效的改善,性能得到了优化。     

单基三电极石英晶体谐振器频率-温度特性研究

设计了一种新型的单基三电极石英晶体谐振器,并在大气环境条件下测试分析了这种谐振器的频率-度特性,验证了其频率-度特性与已有的单基单电极谐振器的频率-温度特性基本一致,曲线为三次曲线.在相同激励及环境条件下,在同一基片上设置多对电极时,各对电极构成的谐振器的频率-温度特性基本相同.根据这种相似特点,将同一基片上不同电极对应的谐振器的振动频率进行差频补偿,可有效地抑制温度对谐振器振动频率的影响.这种谐振器所采用的差频补偿方法可为石英谐振器相关特性的进一步开发利用提供依据.研究了这种结构的石英晶体谐振器的晶片表面处理(是否抛光)及边沿形状(是否倒边)对其频率-温度特性的影响.实验结果表明,对单基多电极石英晶体谐振器的晶片表面进行抛光并对边沿进行倒边处理后,谐振器的稳定性得到了有效的改善,性能得到了优化.     

谐振法确定热激励微梁谐振器厚度及残余应变

精确测量热激励微梁(悬臂梁和桥)谐振器的厚度和残余应变对研究其谐振特性具有重要意义。由于组成谐振器的薄膜厚度远小于占优层厚度，本文首先利用单层梁谐振频率推算得梁的厚度的近似值，从而得到热激励梁的等效杨氏模量和等效密度。在此基础上利用双层梁谐振频率精确推算梁的厚度和残余应变，结果与测量值符合较好。该方法具有非破坏性的优点。     

红外激光与微水束耦合对准工艺研究

红外激光与微水束耦合划切技术是激光划切应用的前沿领域,在硅晶圆、宝石、陶瓷等材料高精度切割方面具有优势,有效地减小了材料的热损伤和熔渣残留。红外激光束与微水束的耦合对准是研究的关键技术。为保证微水束光纤与激光光束耦合的效果,本文设计了高精度三维耦合对准调整结构,结构主要由准直聚焦光路系统、微孔CCD观测系统、二维微位移平台、耦合装置组成；研究了汇聚激光焦平面与微水束起始端(喷口元件)共面调整的关键工艺和激光光束与喷口元件对准的关键工艺；提出了借助屏幕十字线实现两次对准的工艺方法。经试验验证,微水束耦合激光长度稳定,质量良好,可实现对硅基衬底晶圆等材料的高效无损、高精密划切。     

Determination of compressive residual stress in a doubly-clamped microbeam according to its buckled shape

In this work, an analytical relationship is derived for a doubly-clamped microbeam when it buckles after release from the substrate. In terms of the relationship, compressive residual stress in the doubly-clamped microbeam can be determined according to its buckled shape, allowing one to find the compressive residual stress directly without much experimental effort. This relationship has been used to determine compressive residual stresses in four types of doubly-clamped SiO₂ microbeams. In addition, four methods have been applied to find the elongations of these SiO₂ microbeams, and the corresponding results are compared. Finally, the residual stresses in doubly-clamped SiO₂ microbeams predicted according to the derived relationship are compared with those found in SiO₂ microcantilevers, and the results have a good match.     

海底能见度测量方法的研究

文中对半导体激光器进行调制,用分束平片将被调制的激光束分成透射光束和反射光束,透射光束作为探测光束,反射光束作为参考光束。同时,测量探测光束在前向散射区35毅角的散射光功率和参考光束的功率,用散射功率与参考光功率之比来计算角散射系数。激光器输出光功率波动时,探测光束和参考光束同步波动,散射光功率与参考光功率之比不受光源波动的影响。用2 滋m 石英颗粒作为散射源,对构建的装置进行测试。结果表明,角散射系数与石英微粒浓度成线性关系,相关系数为0. 99。双通道测量方式可以用于水底能见度的测量。     

光纤F-P传感器在用于复合材料检测的实验研究

光纤法珀(F-P)传感器广泛的应用于温度、应变、振动和压力等物理量的测量,由于其体积小、精度高等独特的优点非常适合于埋入复合材料或贴在表面对其进行测量,从而实现对符合材料的损伤诊断．利用光纤F-P传感器对复合材料结构损伤进行了试验研究,并结合有限元软件(ANSYS)对光纤F-P传感器在复合材料中的埋入方式、注意事项以及分布原则等进行了综合分析,初步给出了埋入的原则．     

Optically activated vibrations in a micromachined silica structure

A microminiature bridge of silicon dioxide, fabricated using anisotropic etch techniques on a silicon substrate, has been set into mechanical vibration by direct interaction with a low-power laser beam. The displacement sensitivity and frequency response of the optomechanical interaction have been characterised using optical interferometry. The implications of the results for the development of radically new optical sensors are discussed.     

分布式光纤传感器的应变测量方法及其应用

基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器是对应变、温度耦合敏感的高分辨率传感器。针对应变测量方面,研究对比了分布式光纤传感器及电阻式应变片在应变测量方法上的区别。通过钢板单向拉伸试验,分别从测量精度、线性度及可重复性等方面研究对比了分布式光纤传感器及电阻式应变片的测量数据。通过非等厚度悬臂梁弯曲试验,分析分布式光纤传感器在应变测量方面的优势,并借助于分布式光纤传感器的应变测量数据,重构结构表面应变场。     

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。     

用振镜调频技术获得SF_6分子高精度微分光谱

利用振动腔外反射镜使入射到低气压ＳＦ６气体吸收池内的ＣＯ２激光的频率受到Ｄｏｐｐｌｅｒ调制，并用相敏检波技术得到ＳＦ６分子的一阶微分光谱。对几条ＳＦ６分子吸收线的频率间隔进行了高精度的测量。最后讨论了这种获得微分光谱方法的优点。