一种新型的压阻式硅微二维加速度计的设计

以压阻检测技术为基础并结合硅微MEMS加工技术设计了一种二维加速度计微结构,期望利用该新型的结构提高加速度计的灵敏度,实现二维方向的加速度检测.该加速度计采用四个相互垂直的悬臂梁支撑中间有刚硬柱体的结构,通过利用合理布置的压敏电阻构成的惠斯通电桥测量水平面内两个方向的加速度.建立了该结构的数学模型并用有限元分析软件ANSYS对敏感弹性元件进行分析.最后对加工出的加速度计进行了相关的测试.测试结果表明:该加速度计水平面内两个方向的灵敏度高、线形度较好,X向灵敏度为0.755 2 mv/g,线性度为0.999 67,Y向灵敏度为0.683 3 mv/g,线性度为0.999 66.     

基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统

微机电系统(MEMS)动态应力的瞬态特性决定了传统的应力测试系统无法直接满足它的测试需要。介绍了一种依据高频调制原理设计实现的基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统,该测试系统是一个典型的光—机—电集成的MEMS测试系统。利用此测试系统对硅微谐振器支撑梁根部的单点进行了动态应力测试,测试结果与理论分析相吻合。实验表明,此测试系统具有高精度、非接触式、无损伤等特点,能很好地满足MEMS动态应力测试的需求。     

红外传感器的信号提取和数据采集的设计

对于解决一类适合低频调制技术，且输出信号非常微弱的红外传感器的信号检测和提取，设计采用选频加窄带通滤波器的方法，再应用中位值平均滤波的数据采集方法很好地解决了对这一类红外传感器信号的数据采集。通过理论和实验证明该设计方法很好地提取了反映变化量性质的有用信号，同时也很好地提高了系统的信噪比，满足了实际情况的需要。     

调相谱检测技术下光纤环腔的谐振特性

调相谱检测技术是谐振式光学陀螺信号检测的重要手段。根据贝塞尔函数展开与光场叠加原理,理论分析了光纤环形谐振腔的传输特性;搭建了谐振特性测试系统,采用LiNbO3相位调制,针对不同调制频率与调制电压条件下光纤环的谐振特性和解调曲线特性开展了实验,对实验结果进行分析,得到了调制频率、调制电压与光纤环形谐振腔谐振信号及解调信号之间的关系,实验结果与理论分析相符;并对调制过程中出现的谷裂现象进行了测试与分析,通过实验数据拟合,得到了产生谷裂现象的临界调制频率与调制电压值之间的关系。     

可用于传感领域的环形谐振腔游标效应的研究

为了验证光纤环形谐振腔的游标效应,对不同长度的光纤环形谐振腔进行了研究。实验研究了长度分别为2.24m和2.52m光纤环形谐振腔透射谱频率的对应关系,当谐振频率相同且自由频谱宽度个数差值为1时,根据差值等分测量原理,以其中一个谐振谱线作为标尺、另一个作为游尺,对标尺的自由频谱宽度九等分,得到游尺的最小测量分度为0.01GHz,这与MATLAB理论仿真结果一致。结果表明,通过改变谐振腔尺寸差,增加自由频谱宽度的等分刻度数,可以提高测量精度;基于微谐振腔对外界环境变化的敏感特性,谐振腔游标效应在高灵敏传感领域将具有潜在的应用。     

UHF RFID系统中并行CRC电路的设计

针对UHF RFID系统中的并行循环冗余校验电路进行了设计和详细的分析。首先对基于经典的线性反馈移位寄存器的串行CRC电路进行了介绍,然后在串行CRC电路的基础上采用迭代法推导出了8位并行CRC电路。UHF RFID系统中采用了CRC-16的校验方法,因此该文着重以CRC-16为例,用Verilog HDL硬件描述语言设计实现了8位并行CRC-16电路,利用ALTERA公司的仿真工具Modelsim对其进行了功能仿真,最后在Quartus II 11.0开发环境下烧录到FPGA芯片上进行了板级验证。结果符合设计的初衷:一次处理1个字节的数据,且满足UHF系统通信速率的要求。     

RTD在压力下的弛豫振荡特性

报道了共振隧穿二极管(RTD)在压力下的弛豫振荡特性.采用Pspice 8.0软件仿真并设计了振荡电路,测得其振荡频率达200kHz.在(100)半绝缘(SI)GaAs衬底上利用分子束外延(MBE)技术生长了AlAs/InxGa1-xAs/GaAs双势垒共振隧穿结构(DBRTS),并采用Au/Ge/Ni/Au金属化和空气桥结构成功加工出了RTD.由于RTD的压阻效应,采用显微喇曼光谱仪标定所加应力大小,对RTD在加压条件下的振荡特性进行了研究,结果表明其弛豫振荡频率大致有-17.9kHz/MPa的改变量.     

锥形光纤微球腔谐振陀螺光学模式非互易性研究

通过Rsoft软件对锥形光纤倏逝场能量分布特性进行仿真,从理论上分析锥形光纤激发微谐振腔非互易性产生的原因。实验中,光纤熔融二氧化硅微球腔通过高精度三维调节架沿光纤方向移动,每次移动相同距离选取测试点,记录光源正反传输情况下微球腔谐振谱线,得到谐振谱线特征参量随倏逝场变化的非互易性变化规律。通过计算微球腔理论鉴频曲线获得非互易性对陀螺动态范围与灵敏度的影响,并提出抑制方法。     

用X双晶衍射法研究InGaAs/GaAs量子阱结构

用X射线双晶衍射方法对MBE方法生长的InGaAs/GaAs量子阱结构材料进行了测试分析.结果表明,在材料生长过程中,深能级的引入严重影响了材料的光学特性及界面完整性.通过改变衬底温度、V/Ⅲ速流比等实验条件,得到了质量较好的材料.同时对实验样品的双晶衍射回摆曲线中干涉条纹及峰的劈裂现象进行了理论分析.     

共振隧穿二极管的压阻特性测试与研究

设计并搭建了检测共振隧穿二极管(RTD)压阻特性的实验系统,测试了RTD结构在不同应力状态下I-V特性曲线的漂移.实验结果表明RTD结构压阻特性的灵敏度大于1×10-8Pa-1.为了更精确地定量表达其压阻特性,研究了同一RTD结构I-V特性的一致性,得到相同环境条件下RTD电阻的最大相对漂移量小于3%,其中1%由测试仪器造成.