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基于单质量块微纳光栅泰伯效应的双轴MOEMS加速度计
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作者 杜艺鑫 金丽 +2 位作者 解琨阳 吴倩楠 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期98-104,共7页
对一种基于单质量块微纳光栅泰伯效应双轴微光机电系统(MOEMS)加速度计进行了设计、加工与测试。利用有限元分析和时域有限差分法分别对双轴加速度计的敏感结构和光栅参数进行仿真优化。在保证加速度计高集成度的同时,为了实现双轴加速... 对一种基于单质量块微纳光栅泰伯效应双轴微光机电系统(MOEMS)加速度计进行了设计、加工与测试。利用有限元分析和时域有限差分法分别对双轴加速度计的敏感结构和光栅参数进行仿真优化。在保证加速度计高集成度的同时,为了实现双轴加速度的高精度测量,采用不同周期的两组光栅进行双轴加速度检测,通过磁控溅射工艺将两组光栅结构沉积在质量块的不同区域,最终通过阳极键合方式实现该双轴MOEMS加速度计的制备。实验结果表明,光栅泰伯效应双轴MOEMS加速度计x轴与y轴的灵敏度分别为3.36和3.54 V/g,零偏稳定性分别为25.53和20.91μg@1 s。该研究为实现高精度多轴加速度计提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 微光机电系统(moems) 双轴moems加速度计 泰伯效应 微纳光栅 阳极键合
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微纳光栅MOEMS加速度计优化设计与测试
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作者 王策 张晓玉 +4 位作者 金丽 解琨阳 贾鑫瑞 张鹏 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期114-120,共7页
提出了一种基于微纳光栅泰伯效应的微光机电系统(MOEMS)加速度计,通过Comsol软件对加速度计结构和光栅结构参数进行优化,使其在20g量程范围内获得较大的结构灵敏度和衍射效应灵敏度,同时通过仿真分析了该结构的交叉轴串扰情况。由于受... 提出了一种基于微纳光栅泰伯效应的微光机电系统(MOEMS)加速度计,通过Comsol软件对加速度计结构和光栅结构参数进行优化,使其在20g量程范围内获得较大的结构灵敏度和衍射效应灵敏度,同时通过仿真分析了该结构的交叉轴串扰情况。由于受外界温度起伏影响,双层光栅结构间距受热膨胀系数的影响产生相对位移。为了减小由于温度起伏对光栅加速度计零偏的影响,采用温度闭环反馈控制技术将加速度计温度变化控制在±10 mK范围内。经实验测试,加速度计零偏稳定性达3.7μg,相较于无温控情况提升了近7倍。最终实现光栅MOEMS加速度计的灵敏度达5.23 V/g,线性相关系数为99.9%,分辨率达286.8μg。 展开更多
关键词 微光机电系统(moems) 光栅加速度计 泰伯效应 温度闭环反馈控制 零偏稳定性
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光栅MOEMS加速度计温度特性
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作者 邰鹏 金丽 +2 位作者 解琨阳 张敏娟 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第5期127-133,共7页
由于硅微机械加速度计受温度影响,导致硅弹性模量和热膨胀系数发生变化,造成微光机电系统(MOEMS)加速度计标度因数漂移、测量稳定性下降等问题。首先,采用COMSOL软件对光栅MOEMS加速度计微机械结构部分进行了温度特性仿真,分析了硅弹性... 由于硅微机械加速度计受温度影响,导致硅弹性模量和热膨胀系数发生变化,造成微光机电系统(MOEMS)加速度计标度因数漂移、测量稳定性下降等问题。首先,采用COMSOL软件对光栅MOEMS加速度计微机械结构部分进行了温度特性仿真,分析了硅弹性模量温度系数和热膨胀系数对光栅MOEMS加速度计微机械结构标度因数和零位的影响。其次,设计了温控精度达0.1℃的温度控制系统,并利用该系统对加速度计进行温度控制。最后,对光栅泰伯效应MOEMS加速度计温度特性展开测试,结果表明,加速度计的标度因数随温度升高而增大,零偏稳定性随温度的升高而降低,加速度计标度因数温度系数为0.30 V·g^(-1)·℃^(-1),零偏稳定性温度系数为-7.78μg/℃,其变化趋势与仿真结果一致。这为实现全温范围下高精度MOEMS加速度计奠定了基础。 展开更多
关键词 微光机电系统(moems)加速度计 光栅泰伯效应 热仿真 温度特性 温控电路 标度因数 零偏稳定性
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MOEMS陀螺的谐振腔设计 被引量:7
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作者 冯丽爽 刘惠兰 +1 位作者 贺斌 王广龙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1373-1376,共4页
微光机电(MOEMS)陀螺代表着微型光学陀螺的重要发展方向,而MOEMS谐振腔的设计是谐振式MOEMS陀螺的核心技术.提出了一种新颖的基于微纳米加工技术的MOEMS空间谐振腔结构,介绍了其工作原理和系统构成.建立了谐振腔的数学模型,并利用MATLA... 微光机电(MOEMS)陀螺代表着微型光学陀螺的重要发展方向,而MOEMS谐振腔的设计是谐振式MOEMS陀螺的核心技术.提出了一种新颖的基于微纳米加工技术的MOEMS空间谐振腔结构,介绍了其工作原理和系统构成.建立了谐振腔的数学模型,并利用MATLAB软件对其重要参数进行了仿真计算及分析.为提高谐振腔清晰度及系统测量精度,优化了谐振腔输入输出镜的技术指标,并在此基础上完成了谐振腔的微加工工艺设计.结果表明:所设计的谐振腔清晰度可以达到346,陀螺极限灵敏度为0.25(°)/h,同时可以有效克服克尔效应、背向散射、偏振等光路噪声的影响. 展开更多
关键词 微光机电系统(moems) 陀螺 谐振腔 微镜 微纳米加工
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引信微光机电系统安全系统研究现状与发展趋势
5
作者 张笑 谢晋 +2 位作者 熊壮 张德 代俊 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-11,共11页
随着引信微小型化和智能化不断发展,电磁兼容性要求不断提升,对其安全系统提出了更高的要求。基于微光机电系统(MOEMS)技术的器件具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和可批量生产等特点,在引信安全系统中有较好的应用前景。对引信MO... 随着引信微小型化和智能化不断发展,电磁兼容性要求不断提升,对其安全系统提出了更高的要求。基于微光机电系统(MOEMS)技术的器件具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和可批量生产等特点,在引信安全系统中有较好的应用前景。对引信MOEMS安全系统的国内外研究现状开展分析,介绍了引信MOEMS安全系统的基本原理,分析了MOEMS安全系统驱动方式、加工与封装工艺、激光起爆技术与安全系统性能测试方法的现状与发展规律,归纳了当前引信MOEMS安全系统研制过程中亟待解决的问题,为推动MOEMS安全系统在火炮引信中的应用提供重要的借鉴。 展开更多
关键词 微光机电系统 引信安全系统 安全与解除隔离装置 激光起爆
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微型MOEMS阿达玛变换近红外光谱仪 被引量:11
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作者 张智海 莫祥霞 +1 位作者 郭媛君 王伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1975-1979,共5页
提出一种运用微光机电系统(micro-opto-electro-mechanical systems,MOEMS)闪耀光栅,动态产生阿达玛变换模版的微型近红外光谱仪。它具有体积小、价格低、扫描速度快等突出优点。分析了这种新型近红外光谱仪的结构和工作原理,通过对MO... 提出一种运用微光机电系统(micro-opto-electro-mechanical systems,MOEMS)闪耀光栅,动态产生阿达玛变换模版的微型近红外光谱仪。它具有体积小、价格低、扫描速度快等突出优点。分析了这种新型近红外光谱仪的结构和工作原理,通过对MOEMS闪耀光栅编程,动态生成了63阶阿达玛模版。实验得到的光谱波形与岛津光谱仪测量结果吻合。检测波长范围为900-1 500 nm,分辨率为19 nm,单次扫描时间2.4s,信噪比为44.67∶1,光路尺寸为70 mm×130 mm,总体重量〈1 kg,符合实时、便携的要求。 展开更多
关键词 近红外光谱仪 阿达玛变换 微光机电系统 闪耀光栅
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MOEMS倾斜下电极光开关的空气压膜阻尼效应 被引量:1
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作者 孙东明 董玮 +4 位作者 郭文滨 刘彩霞 王国东 徐宝琨 陈维友 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期343-347,共5页
从基于微机械光电系统(MOEMS)的倾斜下电极扭臂式光开关出发, 求解雷诺方程, 得到空气压膜阻尼系数和阻尼力矩的分析公式. 通过求解动力学方程, 给出空气压膜阻尼效应对于光开关响应时间的影响.
关键词 空气压膜阻尼效应 微机械光电系统 雷诺方程 倾斜下电极 响应时间
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基于光学微腔的MOEMS微位移传感器
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作者 刘正 严英占 +1 位作者 刘俊 闫树斌 《自动化与仪表》 北大核心 2011年第2期1-3,16,共4页
该MOEMS微位移传感器是一种基于光波导环形谐振腔的悬臂梁式传感器,通过一系列的微加工技术集成制造在SOI材料上。光学微腔是一种新型的光学谐振腔,当其在回音廊模式下(WGM)共振时可以检测到规则的透射谱图,该传感器通过测量透射谱的偏... 该MOEMS微位移传感器是一种基于光波导环形谐振腔的悬臂梁式传感器,通过一系列的微加工技术集成制造在SOI材料上。光学微腔是一种新型的光学谐振腔,当其在回音廊模式下(WGM)共振时可以检测到规则的透射谱图,该传感器通过测量透射谱的偏移来确定位移量。利用有限元分析法可以得到悬臂梁结构的最佳尺寸参数,利用时域有限差分方法(FDTD)可以得到环形腔投射谱的偏移特性。当使用跑道型谐振腔时,该新型传感器最高可以探测到10nm左右的位移量。 展开更多
关键词 位移传感器 环形谐振腔 光波导 微光机电系统
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MOEMS阿达玛变换光谱仪的可动光栅光开关阵列
9
作者 岳秋琴 张智海 余华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1489-1493,共5页
根据微弱光谱信号的快速检测原理,构建了一种适用于阿达玛变换光谱仪的MOEMS(微光机电系统)可动光栅光开关阵列。对一种适用于补偿光栅光调制器件加工误差的阿达玛变换算法进行了分析,设计了以Al膜为主的表面微加工工艺流程,制作出MOEM... 根据微弱光谱信号的快速检测原理,构建了一种适用于阿达玛变换光谱仪的MOEMS(微光机电系统)可动光栅光开关阵列。对一种适用于补偿光栅光调制器件加工误差的阿达玛变换算法进行了分析,设计了以Al膜为主的表面微加工工艺流程,制作出MOEMS可动光栅光开关阵列。实验测试结果表明,可动光栅光开关阵列可以在低至8.1V的电压下进行光调制,开关频率达到140Hz,完全可以满足阿达玛变换光谱仪调制速度快、光谱范围宽、机械磨损小和误差小等要求。 展开更多
关键词 阿达玛变换光谱仪 微光机电系统 可动光栅光开关阵列 误差补偿算法
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MZI型MOEMS压力传感器的研究
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作者 王仕超 张晓霞 +3 位作者 周勇 王祥斌 陈沛然 冷洁 《传感器世界》 2009年第4期10-13,共4页
集成光学压力传感器利用幅度、相位、折射率分布、光程和光波极化方式的改变来感应外部压力。设计了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型微型光机电系统(MOEMS)压力传感器,探讨了工作原理,分析了弹性薄膜尺寸对应力的影响和波导中TE、TM模式的光... 集成光学压力传感器利用幅度、相位、折射率分布、光程和光波极化方式的改变来感应外部压力。设计了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型微型光机电系统(MOEMS)压力传感器,探讨了工作原理,分析了弹性薄膜尺寸对应力的影响和波导中TE、TM模式的光对波导折射率的影响。通过设计弹性薄膜的尺寸和选用特定波长的单模激光,得到传感器的工作特性。 展开更多
关键词 马赫-曾德尔干涉仪(MZI) 压力传感器 折射率 相位 微型光机电系统(moems)
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MOEMS 2D扫描镜的研究进展 被引量:3
11
作者 马天义 余跃 +1 位作者 许敬 吴建东 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第6期1-3,8,共4页
微光电子机械系统(MOEMS)扫描镜凭借其在成本、功耗和封装上的优势,在军民用多领域都有广泛的应用前景。在分析MOEMS扫描镜的分类方式的基础上,针对静电驱动中的微机械集成方式,展开框架式和无框架式两种MOEMS扫描镜的工作原理的探讨,... 微光电子机械系统(MOEMS)扫描镜凭借其在成本、功耗和封装上的优势,在军民用多领域都有广泛的应用前景。在分析MOEMS扫描镜的分类方式的基础上,针对静电驱动中的微机械集成方式,展开框架式和无框架式两种MOEMS扫描镜的工作原理的探讨,并给出了典型产品及系统应用,总结了目前在MOEMS扫描镜的系统应用方面存在的难点问题。介绍了国内MOEMS扫描镜的研究现状,并分析了与国外产品的差距。 展开更多
关键词 微光电子机械系统 扫描镜 静电驱动 框架式
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MOEMS光开关中双光纤耦合对准误差仿真与试验研究 被引量:3
12
作者 刘浩田 曹云 +2 位作者 席占稳 聂伟荣 徐娜 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期143-149,共7页
为了提高激光点火/起爆系统中微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical system,MOEMS)光开关的传能效率,研究了双光纤耦合对准误差对开关传能特性的影响。利用ZEMAX仿真软件建立了双光纤耦合模型,仿真分析了不同偏移方式对传能效率... 为了提高激光点火/起爆系统中微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical system,MOEMS)光开关的传能效率,研究了双光纤耦合对准误差对开关传能特性的影响。利用ZEMAX仿真软件建立了双光纤耦合模型,仿真分析了不同偏移方式对传能效率和输出光束分布的影响;进一步搭建了双光纤耦合传能效率测试平台,通过设计系列尺寸的光纤偏移固定微通道,实现了双光纤轴向、横向和角度多种方式不同误差的偏移。试验得到了双光纤在不同偏移情况下的传输效率及光斑图像,为后续MOEMS光开关的设计及改进提供一定依据。 展开更多
关键词 微光机电系统 光开关 激光点火 光纤耦合 传能特性
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一种光强差分调制MOEMS加速度计 被引量:1
13
作者 韩兴宇 黄堃 +1 位作者 石云波 曹慧亮 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期211-214,共4页
针对传统微光机电系统(MOEMS)光学加速度传感器结构复杂、信号解算繁琐等缺点,该文设计了一种基于绝缘衬底上的硅(SOI)片上工艺的,光强差分测量加速度的MOEMS加速度计。该传感器的主要光强调制部件为90°V型镜,在V型镜的对应位置上... 针对传统微光机电系统(MOEMS)光学加速度传感器结构复杂、信号解算繁琐等缺点,该文设计了一种基于绝缘衬底上的硅(SOI)片上工艺的,光强差分测量加速度的MOEMS加速度计。该传感器的主要光强调制部件为90°V型镜,在V型镜的对应位置上集成3个光纤通道,入射光经V型镜反射后进入2条输出光纤通道。加速度信号由进入2条光纤通道的光强差检测。器件的所有部分集成在单一的SOI晶圆片上,由一次深刻蚀工艺制造。与传统传感器比较,具有工艺简单、抗电磁干扰和有效抑制共模信号等优势。加速度计的性能指标:微机械灵敏度为0.077 7μm/g(g=9.8m/s^2),谐振频率为1.79kHz,传感器灵敏度为5.46mV/g。 展开更多
关键词 微光机电系统 光强调制 差分测量 半导体工艺 加速度计
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静电驱动MOEMS保险机构的设计与试验 被引量:7
14
作者 刘加凯 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期334-340,共7页
为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信... 为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信安全与解除保险的目的。设计了MOEMS保险机构的总体结构和耦合光路,并对它进行SOI+DRIE工艺设计和加工。通过开展静电微驱动器性能测试试验和光路性能测试试验得出,静电微驱动器能够实现130μm的大位移输出,MOEMS保险机构的解除保险时间和恢复保险时间分别为13 ms和5 ms,光能传输效率为46.1%。所设计的MOEMS保险机构能够满足功能要求,具备天然的抗电磁干扰能力,有效提高了引信的本征安全性。 展开更多
关键词 微光机电系统 引信 保险机构 静电微驱动器 光路耦合
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微光机电系统(MOEMS)研究综述 被引量:4
15
作者 付博 赵月月 《传感器世界》 2004年第10期11-17,共7页
在过去的十几年里,随着微机械加工技术的惊人发展,微机电系统(MEMS)与光学技术的结合应用成为可能,这种结合体被称为微光机电系统(MOEMS)。作为一个新兴的多学科交叉的研究领域,其也成为了光学器件发展的新方向。本文阐述了MOEMS基本理... 在过去的十几年里,随着微机械加工技术的惊人发展,微机电系统(MEMS)与光学技术的结合应用成为可能,这种结合体被称为微光机电系统(MOEMS)。作为一个新兴的多学科交叉的研究领域,其也成为了光学器件发展的新方向。本文阐述了MOEMS基本理论、方法;介绍了MOEMS技术在国内外的发展现状及这一技术最新取得的进展;分析了光学系统中引入MEMS的重要性;列举了一些有代表性的MOEMS器件,并介绍了它们的制作过程以及它们与其它常规器件相比的性能优势;最后描绘了MOEMS技术的发展前景。 展开更多
关键词 moems 微光机电系统 微机电系统(MEMS) 光学器件 微机械加工技术 性能优势 光学系统 发展 结合应用 国内外
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外参数激励MOEMS扫描镜动力学过程与追踪控制 被引量:1
16
作者 王肖伊 王琪 +1 位作者 李赟玺 杨亚非 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期135-141,共7页
随着MOEMS扫描镜的发展,其较高的谐振频率及IC兼容的低成本等优点在激光3D图像传感器中应用前景广阔,研究外参数激励MOEMS扫描镜动力学特性与控制问题具有重要的理论和应用价值。从欧拉方程出发,建立静电驱动MOEMS扭转动力学模型,利用四... 随着MOEMS扫描镜的发展,其较高的谐振频率及IC兼容的低成本等优点在激光3D图像传感器中应用前景广阔,研究外参数激励MOEMS扫描镜动力学特性与控制问题具有重要的理论和应用价值。从欧拉方程出发,建立静电驱动MOEMS扭转动力学模型,利用四阶Runge-Kutta算法仿真表明:在外参数指令信号激励下,MOEMS扫描镜扭转状态经历阻尼运动、周期、倍周期和混沌等动力学过程,其中周期运动存在着一个较大的参数控制范围。根据Lyapunov稳定性理论,设计了一种连续混沌系统追踪控制器,使受控的MOEMS扫描镜扭转状态收敛于任意期望的指令信号。实验表明,李萨如图指令信号适用于激光3D图像传感器;几何矢量指令信号适用于激光3D打印系统,理论分析与实验相一致。 展开更多
关键词 激光图像传感器 光学微机电系统 振动分析 机器人和机器控制
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MOEMS在光通信网络中的应用
17
作者 周建明 张永康 《新技术新工艺》 北大核心 2003年第7期3-4,共2页
主要介绍了微光机电系统 (MOEMS)在光通信领域中的应用 ,重点介绍了 MOEMS光开关等器件应用在光通信网络中的原理及优势 ,并对微光机电系统技术在光网络通信中的应用前景作了展望。
关键词 微光机电系统 光通信 光开关 moems 通信网
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MOEMS器件的硅微透镜阵列制造工艺
18
作者 王进 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第10期5-7,共3页
开发了一种适于MOEMS器件的基于硅微加工技术的简易的硅微透镜阵列制造工艺。通过光刻胶热熔法与ICPRIE(感应耦合等离子反应离子刻蚀)相结合的方式,实现在硅晶圆上批量生产微透镜阵列。通过多层涂胶的方式以及以2.5℃/min的速率从115℃... 开发了一种适于MOEMS器件的基于硅微加工技术的简易的硅微透镜阵列制造工艺。通过光刻胶热熔法与ICPRIE(感应耦合等离子反应离子刻蚀)相结合的方式,实现在硅晶圆上批量生产微透镜阵列。通过多层涂胶的方式以及以2.5℃/min的速率从115℃升温至130℃的热熔工艺,获得口径为2.41 mm、矢高99.9μm的光刻胶微透镜阵列。通过控制ICPRIE的胶与硅的刻蚀选择比达到约1∶1,将光刻胶曲率准确地转移到硅晶圆上。 展开更多
关键词 微透镜阵列 moems 硅微加工技术 光刻胶热熔法 ICPRIE
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基于磁致旋光效应的双路MOEMS加速度传感方法
19
作者 刘丽双 武亮伟 +4 位作者 郭浩 唐军 石云波 林绍卓 刘郁松 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第12期1308-1313,共6页
基于磁致旋光效应的加速度传感机理,提出了一种双路加速度传感方法。通过设置双路磁光晶体,利用其中一路磁光晶体敏感加速度信号引起的磁致旋光效应,另一路磁光晶体敏感外界的磁、热噪声并作为参考信号,通过对双路信号的同步差分检测,... 基于磁致旋光效应的加速度传感机理,提出了一种双路加速度传感方法。通过设置双路磁光晶体,利用其中一路磁光晶体敏感加速度信号引起的磁致旋光效应,另一路磁光晶体敏感外界的磁、热噪声并作为参考信号,通过对双路信号的同步差分检测,以去除外界磁、热噪声对磁光晶体的干扰。实验结果表明,基于磁致旋光效应的双路微光电子机械系统(MOEMS)加速度传感方法的灵敏度为314.3 mV/g,噪声谱密度为■,零偏不稳定性为29.1μg,表现出了较高的传感性能。相较于单路系统,双路差分检测有效去除了外界磁、热噪声的影响,提高了加速度传感的检测精度及应用范围。 展开更多
关键词 微光电子机械系统(moems) 磁致旋光效应 磁光晶体 加速度传感 双路差分
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Modeling and Simulation of MOEMS Gyroscope Based on TE-TM Mode Converter
20
作者 赵毅 陈淑芬 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2009年第3期309-312,共4页
A novel structure design of micro optic electro mechanical system(MOEMS)gyroscope is presented in this paper.The structure combining surface acoustic wave(SAW)sensor,optical waveguide diffractive component,electro... A novel structure design of micro optic electro mechanical system(MOEMS)gyroscope is presented in this paper.The structure combining surface acoustic wave(SAW)sensor,optical waveguide diffractive component,electro-optical modulator etc.is integrated on a LiNbO3 substrate as the gyroscope for sensing rotating angular velocity,and an optical readout device is added on the traditional SAW typed TE-TM mode converter as the detecting device.The principles of the MOEMS are discussed in the paper,and simulation result shows that there would be apparent advantages of higher precision and stronger anti-vibration capacity. 展开更多
关键词 surface acoustic wave (SAW) micro optic electro mechanical system moems TE-TM mode converter GYROSCOPE light readout
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