MOEMS光学系统的发展与应用

概述了MOEMS光学系统的种类和特点,介绍了几种主要的MOEMS光学产品、机理和应用方向,阐明了其作为光电技术的前沿所具有的重要作用和广阔前景,提出了相关的研究建议。     

基于MOEMS的无阻塞阵列光开关

上海光机所信息光学实验室和上海交大微纳米技术研究院的研究人员最近研制成功了一种基于微光电子机械系统(MOEMS)的无阻塞16×16阵列光开关。基于MOEMS的无阻塞16×16阵列光开关是根据“多路对多路塞机械光开关”等多项专利技术,利用MEMS技术制备的微电磁执行器,采取优化的Benes网络结构,以2×2和4×4光开关为基本单元,构成的16×16阵列光开关具有运动部件少、可靠性高和稳定性强等特点。在研制该开关的过程中,科研人员特别重视对16×16阵列光开关中2×2和4×4光开关器件的可靠性和稳定性工艺技术的深入研究,实现了2×2和4×4MEMES…     

光纤气体传感网络的研究进展

光纤传感网络是一种重要的传感网络。将国内外现有光纤气体传感器网络的多址技术归纳为:频分多址、时分多址、波分多址和码分多址等四类。前两类受铌酸锂调制器的消光比及偏振相关性能的制约,且存在无法多点同时监测、系统损耗较大等缺陷。采用波分多址技术的网络,其损耗及监测点间串扰均较小,但受到待测气体吸收峰位置和强度等因素制约,且成本较高。采用光码分多址技术的传感网络,可同时检测位置与浓度信息。该网络采用环行器代替耦合器降低损耗,还可利用全光缓存技术数十倍增加气室有效长度。此类网络将成为气体传感网络发展的重要方向之一。     

基于MOEMS的无阻塞阵列光开关

上海光机所信息光学实验室和上海交大微纳米技术研究院的研究人员最近研制成功了一种基于微光电子机械系统(MOEMS)的无阻塞16×16阵列光开关。基于MOEMS的无阻塞16×16阵列光开关是根据“多路对多路塞机构光开关”等多项专利技术,利用MEMS技术制备的微电磁执行器,采取优化的Benes网络结构,以2×2和4×4光开关为基本单元,构成的16×16阵列光开关具有运动部件少、可靠性高和稳定性强等特点。在研制该开关的过程中,科研人员特别重视对16×16阵列光开关中2×2和4×4光开关器件的可靠性和稳定性工艺技术的深入研究,实现了2×2和4×4MEMES…     

光纤化的气体传感技术

文中简要回顾了光纤气体传感技术近二十年的发展历程，对光纤气体传感的关键技术进行了分析，在此基础上提出对工业现场条件下的传感单元的研究，可调谐光源的研究以及复用技术的研究，可使光纤气体传感技术最终走向实用化。     

微电子机械系统／微光学电子机械系统的特性及应用

本文扼要介绍微电子机械系统和微光学电子机械系统的功能、主要产品的特性、可应用领域及未来发展趋势。     

基于MOEMS敏感结构的非本征F-P干涉仪式光纤声压传感器

随着声学探测技术的不断进步,对声压传感器提出了高精度、小型化、抗电磁干扰能力强和易批量生产等要求.研制了基于微光电子机械系统(MOEMS)敏感结构的非本征Fabry-Perot(F-P)干涉仪式光纤声压传感器.利用圆片级集成技术实现MOEMS敏感结构与光学腔室的高精度对准,大大提高了传感器的一致性.声压传感器的声学性能...     

光纤传感技术在气体检测方面的应用

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景.     

光纤气体传感检测技术研究

光谱吸收型光纤气体传感器可以实现对气体的准确、快速、高灵敏度的检测,结合原理和典型系统综述了五种检测方法,其中单波长光谱吸收检测、差分检测、谐波检测技术发展得比较成熟,并且开始应用在石油化工等领域,而光腔衰荡光谱技术（CRDS）和有源腔气体检测技术是近几年刚兴起的新技术,具有实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化影响的特性,是很有发展潜力的光谱吸收检测技术。     

MOEMS压力传感器的研究进展

微型光机电系统(MOEMS)技术作为一门新兴的技术,已广泛应用于光通信、光显示、数据存储和光学传感等诸多方面,而利用这种技术制作的光学压力传感器更是具有传统压力传感器无法比拟的优点.本文着重介绍了各类MOEMS压力传感器的结构、工作原理以及制作工艺,最后简要介绍了MOEMS压力传感器阵列的结构和制作工艺.     

MOEMS器件技术与封装

微光电子机械系统(MOEMS)已经在业界受到研究人员和相关人士的极大关注。文章介绍了MOEMS器件,主要就其制作工艺和封装技术做了讨论。其中,文章着重详细介绍了微光电子机械系统器件的封装工艺和相关技术。     

基于MOEMS技术的F-P光开关的设计

Fabry—Perot(F—P)干涉仪是很多与波长相关的光学元器件的核心结构,通过研制基于MOEMS技术的F—P光开关,可以得到研制一大类MOEMS选频器件的基本设计方法和基本工艺步骤。文章给出了能完全与现有IC工艺相结合,采用Si,SiO2和Si3N4材料的多层介质结构的F—P光开关的设计方法和设计尺寸及其光性能的模拟结果,为今后研制光开关以及结构更为复杂的滤波器等打下了坚实的基础。     

基于MOEMS技术的一种F-P光开关的设计与制作

研制了一种用于WDM光通信系统的多层介质膜Fabry-Perot腔结构式光开关,面积为1.5mm×1.5mm.光开关采用多层复合膜消除内应力,防止产生过度变形;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度,降低驱动电压.体硅腐蚀出的硅杯既减小了光开关的插损,又便于端面输入输出光纤的精确对准与固定,有效降低封装成本.制成的开关转换电压为20V,关态隔离度为87%,开态插损为0.15dB.其结构和工艺简单,易于与IC工艺相结合形成规模生产,如增加膜的层数便能制成基于F-P干涉仪结构的滤波器.     

MOEMS光开关动力学过程分析

采用静电力驱动方式的MOEMS光开关,从运动机制上来说,是由静电力矩、恢复力矩、空气压膜阻尼力矩以及重力力矩等条件共同作用的结果．对于微驱动器驱动条件的研究,不能单纯地从力矩平衡的角度来分析,应从动力学出发,才能较好地描述其运动过程,得到精确的驱动条件分析结果．本文从MOEMS倾斜下电极扭臂式光开关出发,介绍了动力学分析方法的过程．通过数值求解方程,得到器件的可动部分的运动速度等方面的结果,将其在不同驱动条件下的运动状态描述出来,从而达到确定光开关静电驱动条件的目的．     

Recent Advances in Sensing Applications of Graphene Assemblies and Their Composites

Development of next‐generation sensor devices is gaining tremendous attention in both academia and industry because of their broad applications in manufacturing processes, food and environment control, medicine, disease diagnostics, security and defense, aerospace, and so forth. Current challenges include the development of low‐cost, ultrahigh, and user‐friendly sensors, which have high selectivity, fast response and recovery times, and small dimensions. The critical demands of these new sensors are typically associated with advanced nanoscale sensing materials. Among them, graphene and its derivatives have demonstrated the ideal properties to overcome these challenges and have merged as one of the most popular sensing platforms for diverse applications. A broad range of graphene assemblies with different architectures, morphologies, and scales (from nano‐, micro‐, to macrosize) have been explored in recent years for designing new high‐performing sensing devices. Herein, this study presents and discusses recent advances in synthesis strategies of assembled graphene‐based superstructures of 1D, 2D, and 3D macroscopic shapes in the forms of fibers, thin films, and foams/aerogels. The fabricated state‐of‐the‐art applications of these materials in gas and vapor, biomedical, piezoresistive strain and pressure, heavy metal ion, and temperature sensors are also systematically reviewed and discussed, and their sensing performance is compared.     

红外光谱技术在气体检测中的应用

根据气体在红外光谱区的吸收,可以采用红外光谱来检测气体的浓度.本文介绍了红外光谱技术在气体浓度检测方面的应用情况以及国外的研究进展.以甲烷和一氧化碳气体为例,描述了用红外半导体激光器或发光二极管结合红外光谱技术实现的气体探测系统.最后介绍了几种气体传感系统的实例.     

微光学电子机械系统中的微型反射镜阵列的应用前景

综述利用微加工技术制作微型反射镜阵列；简要叙述其发展历程，着重阐述其主要功能和优点。分类分析微镜阵列的基本工作方式和主要应用领域及其发展方向，并对应用前景进行分析。     

光学MEMS微镜技术及其在激光雷达中的应用

首先概述了MOEMS光学技术的应用及特点,并介绍一类MOEMS光学产品的机理,该技术使得三维实时扫描成像激光雷达小型化成为可能.重点论述一个MEMS激光雷达设计实例,比较其与FLASH激光雷达工作原理的异同,列举了其潜在性能指标.     

微光机电加速度计的研究现状及发展(英文)

对目前正成为研究热点的微光机电(MOEMS)加速度计的原理和结构特点进行分析,总结了MOEMS加速度计的分类和发展趋势。针对微-纳光栅加速度计,分析了基于干涉效应的微米光栅加速度计和基于亚波长结构有效折射率变化的纳米光栅加速度计的结构和原理,其精度可达ng,并成功应用到地震监测中。重点分析了基于聚合物的新型光波导加速度计的结构和性能。微环谐振式加速度计测量精度高,性能可"裁剪",但长期稳定性是制约其应用的主要问题。光力加速度计利用原子进行加速度测量,克服了传统悬臂梁结构长期稳定性差的缺点,具有极高的测量精度。对这几种加速度计的技术特点和主要指标进行比较,并初步探讨了用于惯性领域中的MOEMS加速度计的发展方向和应用前景。