检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2015年第10期44卷 3049-3054页

作者：卢晓云薛晨阳王永华郑华杜建功张婷闫树斌唐军中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)的光学谐振腔作为光学研究的重要工具具有广泛的应用前景。以超纯单晶氟化钙为材料加工了直径为5 mm,厚度为1 mm的Ca F2盘型腔,并用化学机械抛光法对其进行了光学抛光,得到了粗糙度为纳米级别的... 详细信息

回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)的光学谐振腔作为光学研究的重要工具具有广泛的应用前景。以超纯单晶氟化钙为材料加工了直径为5 mm,厚度为1 mm的Ca F2盘型腔,并用化学机械抛光法对其进行了光学抛光,得到了粗糙度为纳米级别的CaF2盘型腔。搭建盘腔与锥形光纤的耦合测试平台测试所加工盘型腔的光学性能,测得在波长为1 550 nm时所加工的盘型腔的品质因数为2.1×106。对CaF2盘型腔损耗机制进行了理论分析,提出了提高CaF2盘型腔品质因数的方法。

关键词：光学谐振腔 CaF2盘型腔光学抛光粗糙度品质因数

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MEMS矢量水听器封装的流体-结构相互作用

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光学精密工程 2015年第5期23卷 1387-1393页

作者：刘梦然简泽明张国军张文栋中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051

针对水听器的频响曲线会在透声帽谐振频率处出现共振峰,使水听器频响曲线失真,工作频带变窄等问题。本文考虑水听器的工作环境,通过研究流体-结构相互作用对透声帽谐振频率进行了分析。首先理论分析流体对结构模态频率的影响,分析显示... 详细信息

针对水听器的频响曲线会在透声帽谐振频率处出现共振峰,使水听器频响曲线失真,工作频带变窄等问题。本文考虑水听器的工作环境,通过研究流体-结构相互作用对透声帽谐振频率进行了分析。首先理论分析流体对结构模态频率的影响,分析显示在流体作用下透声帽谐振频率会降低。然后利用LMS *** Acoustics有限元软件对空气中和液体中的MEMS矢量水听器芯片和透声帽进行了模态分析;并利用振动平台和驻波管对有否进行透声帽封装的MEMS矢量水听器进行了测试以验证上述分析。验证结果显示:透声帽在水中的实际一阶谐振频率为550 Hz,与仿真结果非常吻合,表明该谐振频率可使水听器工作频带变窄。实验结果表明:对水听器中透声帽的流固耦合模态分析非常必要,通过准确地获得透声帽在实际状态下的固有频率并预测水听器的接收频响特性,可为改进封装结构提供理论依据,为进一步优化水听器奠定基础。

关键词：微机电系统(MEMS) MEMS矢量水听器流固耦合透声帽谐振频率频带

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PDMS梯度光栅结构制备技术研究

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光谱学与光谱分析 2015年第12期35卷 3529-3533页

作者：王晨光杨江涛康宁郭浩唐军刘俊薛晨阳中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

由于传统方法制作的梯度光栅,工艺条件苛刻,制作过程复杂,难以控制,制作成本高,周期较长,提出了一种成本低、工艺简单、可大量制备梯度光栅的工艺方法,采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺和氧等离子体(Plasma)的方法制备了微米尺度... 详细信息

由于传统方法制作的梯度光栅,工艺条件苛刻,制作过程复杂,难以控制,制作成本高,周期较长,提出了一种成本低、工艺简单、可大量制备梯度光栅的工艺方法,采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺和氧等离子体(Plasma)的方法制备了微米尺度的梯度光栅,利用Plasma时间的可控性和聚二甲基硅氧烷(PDMS)优异的弹性制得所需要尺寸的光栅。首先在聚乙烯对苯二酸脂(PET)薄膜上旋涂一层PDMS薄膜,待PDMS薄膜固化后将双层薄膜弯曲并用Plasma处理,在其表面生成一层刚性氧化层,借助柔性的PET对刚性层施加均匀应力,当应力超过临界值时,在PDMS基底上自组装形成光栅褶皱结构。由于弯曲时预应力的变化,所以在PDMS薄膜上会形成周期和高度呈阶梯状的的光栅褶皱,也就是梯度光栅。采用可见光作为梯度光栅的性能测试光源,选用一级衍射光作为检测对象,从图谱中可以看出以PDMS为基底制备的光栅具有很好的衍射效应,并可实现很好的分光效果。实验表明:梯度光栅具有明显的衍射现象,并且衍射角变化显著,可广泛用于应力测量。这种方法制备的柔性梯度光栅也可以作为微型应变装置来检测应力的变化,未来有望用于微型光谱仪、扫描仪、光通讯等领域中。

关键词：氧等离子体梯度光栅周期应力

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压力传感器加速度效应的系统辨识与建模研究

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仪器仪表学报 2015年第6期36卷 1236-1243页

作者：许富景马铁华李新娥中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与科学动态测试教育部实验室太原030051

压力场测试过程中,由于压电型压力传感器的加速度效应给测试带来很大误差。针对这一问题,对压电型压力传感器中压电材料的加速度效应进行了理论分析和有限元静态与动态研究分析。根据系统辨识理论,运用马歇特锤试验数据,对压力传感器加... 详细信息

压力场测试过程中,由于压电型压力传感器的加速度效应给测试带来很大误差。针对这一问题,对压电型压力传感器中压电材料的加速度效应进行了理论分析和有限元静态与动态研究分析。根据系统辨识理论,运用马歇特锤试验数据,对压力传感器加速度效应进行了ARX模型系统建模。基于该模型建立加速度效应数字补偿滤波器,试验结果表明:经过该模型滤波后压力传感器加速度效应降低88%以上。该模型具有精确度高,可靠性和通用性强的特点。

关键词：压力传感器加速度效应有限元分析系统辨识

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SOI环形光波导谐振腔双层石墨烯调制器(英文)

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强激光与粒子束 2015年第2期27卷 52-57页

作者：李艳娜汤跃韦丽萍王永华刘耀英薛晨阳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051

在片上光互连系统中,电光调制器起到将电信号调制为光信号的作用,是光互联系统中的核心部件之一。调制器的3dB带宽决定着载波所能携带的最大信息量,是衡量调制器性能的核心参数。利用石墨烯和高Q环形谐振腔设计成具有CMOS结构的新型调制... 详细信息

在片上光互连系统中,电光调制器起到将电信号调制为光信号的作用,是光互联系统中的核心部件之一。调制器的3dB带宽决定着载波所能携带的最大信息量,是衡量调制器性能的核心参数。利用石墨烯和高Q环形谐振腔设计成具有CMOS结构的新型调制器,其集成了石墨烯的宽带吸收、载流子迁移率高等材料优势和高Q值环形光学谐振腔的光程放大的结构优势,通过理论计算,其3dB调制带宽可以达到100GHz。同时,基于微环谐振腔的石墨烯电光调制器结构可以方便的与光互联系统中的波分复用器相集成,从而提升片上光互联系统的集成度和降低技术复杂性。

关键词：电光调制器微环谐振腔石墨烯 3dB带宽

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具有温度补偿的非分光红外CO_(2)传感器设计

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红外与激光工程 2022年第3期51卷 184-190页

作者：刘灿靳长明谭秋林张磊张雅楠中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

近年来,温室效应愈发明显,环境二氧化碳(CO_(2))浓度增加带来的副作用严重影响了人们的生产生活。目前,商业化的CO_(2)传感器体积较大,便携化、高精度、模块化等方面不尽人意,设计了一种基于热释电的非分光红外法(NDIR) CO_(2)浓度测量... 详细信息

近年来,温室效应愈发明显,环境二氧化碳(CO_(2))浓度增加带来的副作用严重影响了人们的生产生活。目前,商业化的CO_(2)传感器体积较大,便携化、高精度、模块化等方面不尽人意,设计了一种基于热释电的非分光红外法(NDIR) CO_(2)浓度测量系统,主要分为气室结构设计、信号电路设计、软件控制设计与数据处理四个部分。气室结构设计方面采用单通道结构设计,并对气室进行了光学仿真,最终确定了气室的尺寸,有效提高了系统的测量精度。信号电路设计方面设计了一种基于差分方式的小信号放大电路,将有效信号从噪声中提取并放大,提高分辨率。软件控制设计方面应用数字滤波算法,滤除干扰与杂波,提取数据中的有效值,提高信噪比。数据处理方面,搭建CO_(2)气体测试平台,通过温湿度与峰峰值补偿公式补偿温度对峰峰值产生的影响,再使用25℃下曲线拟合法计算气体浓度值,最终通过串口输出。经过测试,该系统测量范围为5%,相对误差值在1500 ppm以内,能够满足防火报警、矿下监测等场合的安全测试需求。

关键词：非分光红外(NDIR) 气室光学仿真信号处理电路温度补偿浓度算法

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多孔耦合型太赫兹波导定向耦合器的设计

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红外与激光工程 2017年第1期46卷 255-261页

作者：孙玉洁段俊萍王雄师张斌珍中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

设计了一种结构紧凑、工作频带较宽、耦合平稳、高方向性的"十字形"多孔耦合的太赫兹波导定向耦合器。基于多孔耦合原理,利用HFSS软件对太赫兹波导定向耦合器进行了模型仿真和结构优化。仿真结果表明:在325~475 GHz带宽范围内... 详细信息

设计了一种结构紧凑、工作频带较宽、耦合平稳、高方向性的"十字形"多孔耦合的太赫兹波导定向耦合器。基于多孔耦合原理,利用HFSS软件对太赫兹波导定向耦合器进行了模型仿真和结构优化。仿真结果表明:在325~475 GHz带宽范围内,该多孔耦合太赫兹波导定向耦合器耦合度达到7.5±0.8 d B,隔离度达到30 d B,即方向性优于20 d B,各端口回波损耗小于-20 d B。通过对该波导定向耦合器进行高温高压模拟仿真,确定了使用负性光刻胶SU-8作为结构材料的可行性,提出应用MEMS工艺在硅衬底上进行加工,将牺牲层工艺应用到波导腔结构的制作中。利用光刻在直通波导和耦合波导公共宽壁上形成的"十字形"等间距排列耦合孔结构,可以实现较宽的带宽和良好的耦合平坦度。该方法提高了耦合孔尺寸和位置的精度,减小了反射损耗,为太赫兹波导结构的加工提供了新思路。

关键词：定向耦合器太赫兹波导 MEMS

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混有Fe_3O_4纳米颗粒的PDMS薄膜磁力激励变形研究

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功能材料 2014年第18期45卷 18099-18103,18106页

作者：段俊萍王春水张斌珍王万军中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051

采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,以经硅烷偶联剂(KH-570)处理过的20nm Fe3O4纳米颗粒为填充物,将这两种材料以不同比例进行混合得到磁性PDMS薄膜,对该磁性薄膜受力进行理论分析,用微米X射线三维成像系统测试同一永磁铁激励下不同半径... 详细信息

采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,以经硅烷偶联剂(KH-570)处理过的20nm Fe3O4纳米颗粒为填充物,将这两种材料以不同比例进行混合得到磁性PDMS薄膜,对该磁性薄膜受力进行理论分析,用微米X射线三维成像系统测试同一永磁铁激励下不同半径、支撑腔体不同高度下(磁性薄膜距离永磁铁高度)和Fe3O4纳米颗粒不同质量分数下磁性薄膜的变形大小,以及不同表面磁场强度的永磁铁激励下磁性薄膜的变形大小,通过振动样品磁强计对磁性薄膜样品的磁滞曲线进行了检测,实验结果表明,在相同的激励下半径越大、支撑腔体高度越小、质量分数越大薄膜中心位移越大,不同激励下永磁铁磁场强度越大薄膜中心位移的也越大,与理论分析一致。薄膜变形引起空腔内的体积变化,体积变化证明了薄膜驱动液体的能力,该实验为应用于微流体中的微泵提供了理论依据。

关键词：磁性薄膜 Fe3O4纳米颗粒 PDMS 薄膜变形

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用于应力测量的可调谐光栅

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光学精密工程 2018年第7期26卷 1596-1603页

作者：杨江涛唐军王玉波郭浩刘俊中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为了更简单地制备出可用于应力测量的光栅褶皱结构,采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺制备了可调谐光栅。首先在聚乙烯对苯二酸脂(PET)薄膜上旋涂一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜,将双层薄膜弯曲并用氧气等离子体处理,在其表面生成... 详细信息

为了更简单地制备出可用于应力测量的光栅褶皱结构,采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺制备了可调谐光栅。首先在聚乙烯对苯二酸脂(PET)薄膜上旋涂一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜,将双层薄膜弯曲并用氧气等离子体处理,在其表面生成一层刚性氧化层,借助柔性PET对刚性层施加均匀应力,当应力超过临界值时,在PDMS基底上自组装形成光栅褶皱结构。然后根据光栅分光原理,将这种可调谐的光栅结构应用于应力测试。实验结果表明:当光栅的曲率半径为1.4mm时,制备的可调谐光栅褶皱在0%~10%的应变范围得到的波长变化为452~507nm;当光栅的曲率半径为5.6mm时,制备的可调谐光栅褶皱在0%~15%的应变范围得到的波长变化为498~572nm。本文提出的可调谐光栅制备方法是一种成本低、工艺简单、可批量化生产的工艺方法,也是一种制备变间距光栅的潜在方法,未来有望应用于光谱仪、光通讯等领域。

关键词：光栅制作聚二甲基硅氧烷氧气等离子体衍射光谱学

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基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统

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中国机械工程 2006年第S2期17卷 306-309页

作者：郑丽娜薛晨阳张文栋张斌珍桑胜波中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

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... 详细信息

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。

关键词：动态应力 MEMS 拉曼光谱仪高频调制测试系统

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