CN102236029A - 一种新型硅基光波导加速度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种的新型硅基光波导加速度传感器，它是一种新型硅基集成光强调制型光波导加速度传感器，在同一硅片上集成了分束器、悬臂梁、质量块、光波导、光探测器等元件，解决了光纤传感器向微型化发展时遇到的装配困难及长期稳定性差等问题，讨论了利用现有工艺在硅基片上实现集成光波导加速度传感器的可行性。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型光波导加速度传感器，属于传感器生产技术领域。
背景技术
光纤传感器技术已经广泛应用在各种力学量监测、生物医学、化学、环境监测、电磁场测量等许多领域。光纤直径很小，而且接口处装配精度要求很高，限制了光纤传感器批量生产和价格的进一步降低，同时带来了长期稳定性差等问题。近年来发展迅速的微加工技术，如硅的各项异性腐蚀技术等能用来制造非常精密的三维微结构，另一方面，硅基集成光电子学的发展已经在硅片上制作光波导、光探测器等器件。本文设计了一种基于硅微机械技术和硅基集成光电子学系统的集成光强调制型光波导加速度传感器，有望解决传统光纤传感器向微型化发展和批量生产时遇到的装配困难及长期稳定性问题，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是制作一种新型硅基光波导加速度传感器，解决了光纤传感器向微型化发展时遇到的装配困难及长期稳定性差等问题。
设计方法
本文设计的新型硅基MEMS集成光强调制型光波导加速度，传感器原理结构如图1所示，射入波导1的一束光，到达分束器BS时，分为透射和反射两个部分，其中反射部分进入波导4，并到达光探测器2，透射部分进入波导2，波导2穿过悬臂梁的顶部，然后经过一个微小的空气间隙耦合到波导3，探测器1的作用是探测进入波导3中的光强，加速度为零时，波导2和波导3端面正对，此时经空气间隙耦合进入波导3的光最强。因为空气间隙距离仅有几个微米，可以认为从波导出射的光完全照射在波导3的端面上，进入波导3的光强度仅同波导3截面的反射率有关当加速度不为零，在质量块惯性力作用下，悬臂梁将发生弯曲，此时波导2和波导3相对截面间将发生一个微小位移，位移量的大小是加速度的函数。在一定的近似下，可以认为波导3截面上的光入射角不随加速度的大小变化，耦合到波导3的光强仅同二者正对截面大小有关，通过测量波导3光强的变化，可以得到相应的加速度值。
Claims (3)
1.本发明是一种新型硅基光波导加速度传感器，它是一种新型硅基集成光强调制型光波导加速度传感器，在同一硅片上集成了分束器、悬臂梁、质量块、光波导、光探测器等元件，解决了光纤传感器向微型化发展时遇到的装配困难及长期稳定性差等问题，讨论了利用现有工艺在硅基片上实现集成光波导加速度传感器的可行性。
2.根据权利要求1所述的一种硅基光波导加速度传感器设计方法，是在硅片上制作光波导。
3.根据权利要求1所述的一种新型光波导加速度传感器设计方法，主要是微加工技术和硅集成光电子学工艺。
Priority Applications (1)
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| CN2010101669908A CN102236029A (zh) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | 一种新型硅基光波导加速度传感器 |
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Publications (1)
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| CN102236029A true CN102236029A (zh) | 2011-11-09 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN102236029A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104977427A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-14 | 广西师范大学 | 一种双圆柱形mim表面等离子波导结构的加速度传感装置 |
| CN108426632A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-08-21 | 华中科技大学 | 一种基于mems的声压、气流传感器 |
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2010
- 2010-05-05 CN CN2010101669908A patent/CN102236029A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104977427A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-14 | 广西师范大学 | 一种双圆柱形mim表面等离子波导结构的加速度传感装置 |
| CN104977427B (zh) * | 2015-06-29 | 2018-01-02 | 广西师范大学 | 一种双圆柱形金属‑介质‑金属表面等离子波导结构的加速度传感装置 |
| CN108426632A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-08-21 | 华中科技大学 | 一种基于mems的声压、气流传感器 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111109 |