检索结果-内蒙古大学图书馆

压电与声光 2017年第6期39卷 907-911页

作者：王亚运陈李赵斌郑亮温中泉徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为抑制电荷耦合器件(CCD)读出信号噪声并确保信号完整性,提高微弱拉曼光谱信号的信噪比和光谱准确性,采用了一种单像元多点采样的CCD信号采集新方法。分析了背照式CCD面阵传感器在线性合并(line bining)操作下的时序特点,设计了完整帧... 详细信息

为抑制电荷耦合器件(CCD)读出信号噪声并确保信号完整性,提高微弱拉曼光谱信号的信噪比和光谱准确性,采用了一种单像元多点采样的CCD信号采集新方法。分析了背照式CCD面阵传感器在线性合并(line bining)操作下的时序特点,设计了完整帧信号捕捉算法和单像元多点采样的信号采集电路,完成了采集电路的控制逻辑设计。测试实验结果表明,采用该采集方法设置任意的积分时间,均可捕捉到一帧完整的光谱信号;与常规相关双采样方法相比,其信号均方差可降低51%~63%,极大地抑制了CCD探测器噪声。应用该电路成功采集了人体血液的拉曼光谱信号。

关键词：拉曼电荷耦合器件采集噪声单像元多点采样逻辑

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微陀螺滑模控制器中的积分算法设计（英文）

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强激光与粒子束 2016年第6期28卷 18-22页

作者：田颖陈李陈丹华王亚运重庆大学新型微纳器件与系统技术重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为了去除不定积分环节产生的直流偏置项,提出了一种基于"一次移动平均法"的改进积分算法。利用一个整数周期的积分信号值构成一个集合,计算出集合的算术平均值作为瞬时直流偏置,将原积分信号减去该直流偏置,最终可得到无直流... 详细信息

为了去除不定积分环节产生的直流偏置项,提出了一种基于"一次移动平均法"的改进积分算法。利用一个整数周期的积分信号值构成一个集合,计算出集合的算术平均值作为瞬时直流偏置,将原积分信号减去该直流偏置,最终可得到无直流偏置项的积分信号。为实时更新直流偏置,在每个时钟上升沿将一个积分信号的新采样值加入集合尾部,并去除集合首部的数值点,从而确保集合长度维持固定值并能实时反映出最新的直流偏置。以FPGA为信号处理平台,采用Modelsim仿真和实验测试相结合的方法验证了该算法的可行性。该方法已成功用于电磁式微陀螺仪的滑模控制器之中。同已有方法相比,该积分算法复杂度低、实时性好、易于实现。

关键词：积分算法直流偏置微陀螺仪滑模控制器

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一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计

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压电与声光 2016年第6期38卷 847-850页

作者：李源陈李田颖赵斌王亚运重庆大学新型微纳器件与系统技术重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

基于硅-玻璃键合工艺的扭摆式加速度计,其信号输出对扭转梁上的应力极敏感,而微加工过程中由于硅、玻璃两种材料热膨胀系数不匹配,会在扭转梁上引入较大的热应力,进而引起加速度计温度漂移。为此,提出一种具有应力隔离结构的扭摆式电容... 详细信息

基于硅-玻璃键合工艺的扭摆式加速度计,其信号输出对扭转梁上的应力极敏感,而微加工过程中由于硅、玻璃两种材料热膨胀系数不匹配,会在扭转梁上引入较大的热应力,进而引起加速度计温度漂移。为此,提出一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计。通过缓冲折叠梁和内支撑框架的优化组合,使热应力难以传递到扭转梁上,从而有效降低加速度计的温度漂移。使用ANSYS软件对加速度计进行了模态和热应力分析,结果表明:工作模态的固有频率为1 352 Hz,远小于其他干扰模态的频率;加速度计的灵敏度为0.386pF/g(g=9.8m/s2);相同条件下,不带隔离结构的扭摆加速度计的热应力主要集中在扭转梁的末端,其最大应力约100 MPa;具有应力隔离结构的加速度计,其热应力主要集中在缓冲折叠梁上,而扭转梁上的应力约为1.7 MPa,仅为前者的1.7%。采用硅-玻璃键合和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺,完成了加速度计芯片的制作。

关键词：微机电系统加速度计温漂隔离应力 ICP刻蚀

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膜片上FBAR结构的阵列式伽马辐照剂量计

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压电与声光 2016年第1期38卷 60-63,68页

作者：尹汐漾高杨韩宾刘婷婷西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

设计了一种膜片上薄膜体声波谐振器(FBAR)结构的伽马辐照剂量计。采用FBAR替代传统伽马辐照检测元件来实现伽马辐照剂量检测的新方法,并提出FBAR呈阵列式分布的结构,可实现辐照剂量和分布的检测。为了对FBAR进行温度补偿,设计了由SiO2与... 详细信息

设计了一种膜片上薄膜体声波谐振器(FBAR)结构的伽马辐照剂量计。采用FBAR替代传统伽马辐照检测元件来实现伽马辐照剂量检测的新方法,并提出FBAR呈阵列式分布的结构,可实现辐照剂量和分布的检测。为了对FBAR进行温度补偿,设计了由SiO2与Si3N4组成的双层复合薄膜,SiO2的温度系数为+85×10-6/℃,与具有负温度系数的压电层进行复合,减小了温漂,同时增加了膜片的强度。给出了两种不同结构的阵列式伽马辐照剂量计详细的工艺路线;可望满足阵列式、高灵敏度、微小型化伽马辐照剂量检测的需求。

关键词：薄膜体声波谐振器(FBAR) 传感器阵列辐照剂量计

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体声波传感器的系统级行为仿真

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压电与声光 2016年第2期38卷 183-185,188页

作者：黄振华高杨蔡洵西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为证明六端口网络可用于体声波(BAW)传感器读出电路,对包含薄膜体声波谐振器(FBAR)和微带六端口网络的BAW传感器最小系统建立等效电路模型。在ADS软件中对FBAR建立Mason等效电路模型和对微带六端口网络建立等效电路模型。微带六端口网... 详细信息

为证明六端口网络可用于体声波(BAW)传感器读出电路,对包含薄膜体声波谐振器(FBAR)和微带六端口网络的BAW传感器最小系统建立等效电路模型。在ADS软件中对FBAR建立Mason等效电路模型和对微带六端口网络建立等效电路模型。微带六端口网络的端口1连接射频源,端口2与FBAR相连,其他4个端口分别连接4个50Ω的电阻用于读取功率;在Matlab软件中分别使用根心解法和平均解法对FBAR的反射系数进行求解,解得两条反射系数与频率曲线,分析得到了两种反射系数近似计算方法的优劣,并分析了六端口网络工作频带的增宽方法。仿真结果表明,微带六端口网络能准确测量出FBAR的反射系数与频率曲线,证明六端口网络可用于BAW传感器读出电路。

关键词：体声波体声波传感器薄膜体声波谐振器六端口网络读出电路

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双稳态超声可视化引导技术助力神经外科精准医疗

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中国医学物理学杂志 2016年第12期33卷 1199-1203页

作者：孙长河姜森林刘玉菲重庆大学光电工程学院重庆大学新型微纳器件与系统技术国家重点学科实验室重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室

神经系统疾病逐渐成为危害人体健康的重要疾病之一。神经组织的高精度实时成像及可视化引导,将为神经系统疾病的早期诊断及术中的精准治疗提供重要的安全保障。本文简介了国内外超声成像技术与电容式超声换能器(c MUT)的研究进展,提出... 详细信息

神经系统疾病逐渐成为危害人体健康的重要疾病之一。神经组织的高精度实时成像及可视化引导,将为神经系统疾病的早期诊断及术中的精准治疗提供重要的安全保障。本文简介了国内外超声成像技术与电容式超声换能器(c MUT)的研究进展,提出将实时超声成像c MUT阵列器件与神经微电极阵列单片集成的技术方案。采用双稳态超声共振模式,c MUT阵列器件可实现低频与高频共振间的模式切换,进而兼顾超声可视化检测深度和成像分辨率,实现对神经损伤、神经卡压及神经肿瘤等神经系统疾病修复与复位的可视化引导。

关键词：超声成像电容式超声换能器神经微电极精准医疗

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微带六端口网络的工艺健壮性分析

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中国测试 2016年第2期42卷 24-27页

为确保微带六端口网络能替代矢量网络分析仪用于体声波传感器的射频输出信号检测,分别从微带金属导线的宽度误差和厚度误差对微带六端口网络工作频段的影响进行分析。采用ADS软件的射频等效电路仿真分析得出:微带金属导线的宽度对六端... 详细信息

为确保微带六端口网络能替代矢量网络分析仪用于体声波传感器的射频输出信号检测,分别从微带金属导线的宽度误差和厚度误差对微带六端口网络工作频段的影响进行分析。采用ADS软件的射频等效电路仿真分析得出:微带金属导线的宽度对六端口网络的工作带宽影响较大,金属导体厚度对工作带宽的影响很小,几乎可以忽略不计;由于体声波传感器的读出电路对工作带宽的要求不高,微带六端口网络用于体声波传感器读出电路有良好的工艺健壮性。

关键词：六端口网络工艺健壮性体声波传感器读出电路矢量网络分析仪

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膜片上薄膜体声波谐振器型微加速度计

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中国惯性技术学报 2015年第2期23卷 262-269页

作者：高杨何婉婧李君儒黄振华蔡洵中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621010 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621999 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

针对"FBAR(薄膜体声波谐振器)-梁"结构悬臂梁厚度不足、"嵌入式FBAR"结构微加工工艺复杂的缺点,提出了新型"膜片上FBAR(FBAR-on-diaphragm)"结构的微加速度计。其弹性膜片由氧化硅/氮化硅复合薄膜构成,... 详细信息

针对"FBAR(薄膜体声波谐振器)-梁"结构悬臂梁厚度不足、"嵌入式FBAR"结构微加工工艺复杂的缺点,提出了新型"膜片上FBAR(FBAR-on-diaphragm)"结构的微加速度计。其弹性膜片由氧化硅/氮化硅复合薄膜构成,既便于实现与硅微检测质量和FBAR的IC兼容集成加工,也利于改善微加速度计的灵敏度和温度稳定性。对由氧化硅/氮化硅双层复合膜片-硅检测质量惯性力敏结构和氮化铝FBAR检测元件集成的膜片上FBAR型微加速度计进行了初步的性能分析,验证了该结构的可行性。通过有限元模态分析和静力学仿真得出惯性加速度作用下膜片上FBAR结构的固有频率和弹性膜片上的应力分布;选取计算所得的最大应力作为FBAR中压电薄膜的应力载荷,结合依据第一性原理计算得到的纤锌矿氮化铝的弹性系数-应力关系,粗略估计了惯性加速度作用下氮化铝薄膜弹性系数的最大变化量;采用射频仿真软件,通过改变惯性加速度作用下弹性常数所对应的纵波声速,对比空载和不同惯性加速度作用下加速度计的谐振频率,得到加速度计的频率偏移特性和灵敏度。进一步分析仿真结果还发现:氧化硅/氮化硅膜片的一阶固有频率与高阶频率相隔较远,交叉耦合小;惯性加速度作用下,谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数k Hz/g,其加速度-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性。

关键词：微电子机械系统薄膜体声波谐振器微加速度计灵敏度

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薄膜体声波谐振器的力敏特性研究(英文)

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强激光与粒子束 2015年第2期27卷 97-102页

作者：何婉婧高杨李君儒黄振华西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

薄膜体声波谐振器(FBAR)力传感器作为一种新型的谐振式传感器,力敏特性是其设计原理。以FBAR微加速度计为例研究了工作在纵波模式,采用具有纤锌矿结构的AlN作为压电薄膜的FBAR,施加应力载荷后,其弹性常数改变导致FBAR谐振频率偏移的力... 详细信息

薄膜体声波谐振器(FBAR)力传感器作为一种新型的谐振式传感器,力敏特性是其设计原理。以FBAR微加速度计为例研究了工作在纵波模式,采用具有纤锌矿结构的AlN作为压电薄膜的FBAR,施加应力载荷后,其弹性常数改变导致FBAR谐振频率偏移的力敏特性。首先,采用有限元(FEA)静力学仿真,得到惯性力载荷作用下集成在硅微悬臂梁上的压电薄膜的应力分布;选取最大应力值作为载荷,基于第一性原理计算纤锌矿AlN的弹性系数与应力的关系式,预测惯性力载荷作用下AlN弹性系数的最大变化量。其次,采用谐响应分析,对比空载和不同惯性力载荷作用下FBAR微加速度计的谐振频率和偏移特性,预测FBAR微加速度计的加速度-谐振频率偏移特性。最后仿真分析得到:惯性力载荷作用下,FBAR微加速度计的谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数kHz/g;其加速度增量-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性度。

关键词：微电子机械系统薄膜体声波谐振器力敏特性谐振频率偏移

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电容式RF MEMS开关膜片上边缘电场的表征(英文)

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强激光与粒子束 2015年第2期27卷 198-203页

作者：李君儒高杨何婉婧蔡洵西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为了获得高保真的电容式RF MEMS开关自驱动失效阈值功率模型,必须弄清开关膜片上电场分布的边缘场效应。由于受到边缘场效应的影响,在计算开关自驱动失效阈值功率时,不能使用开关与中心导体的正对面积(A)取代受到射频信号频率的开关膜... 详细信息

为了获得高保真的电容式RF MEMS开关自驱动失效阈值功率模型,必须弄清开关膜片上电场分布的边缘场效应。由于受到边缘场效应的影响,在计算开关自驱动失效阈值功率时,不能使用开关与中心导体的正对面积(A)取代受到射频信号频率的开关膜片面积(ARF)。否则,会出现射频信号功率等效电压(Veq)的计算偏差。因此,使用Veq的计算值与开关膜片上的均方根电压值(VRMS)来表征ARF。从而构建一个优值(ARF/A)来表征开关膜片上电场分布的边缘场效应强度。采用HFSS软件构建开关自驱动失效3D电磁模型,针对同一种开关构型,通过仿真得到不同射频信号功率下和不同开关气隙高度下膜片上边缘电场的分布。并与优值计算结果进行比较,初步验证了使用该优值表征开关膜片上电场分布的边缘场效应强度的合理性。

关键词：电容式开关功率容量自驱动边缘场

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