MEMS压阻式三轴加速度传感器的双路循环电桥检测法

A cycle bridge detection method, which uses a piezoresistive triaxial accelerometer, has been described innovatively. This method just uses eight resistors to form a cycle detection bridge, which can detect the signal of the three directions for real time. It breaks the law of the ordinary independent Wheatstone bridge detection method, which uses at least 12 resistors and each four resistors connected as a Wheatstone bridge to detect the output signal from a specific direction. In order to verify the feasibility of this method, the modeling and simulating of the sensor structure have been conducted by ANSYS, then the dual cycle bridge detection method and independent Wheatstone bridge detection method are compared, the result shows that the former method can improve the sensitivity of the sensor effectively. The sensitivity of the x, y-axis used in the former method is two times that of the sensor used in the latter method, and the sensitivity of the z-axis is four times. At the same time, it can also reduce the cross-axis coupling degree of the sensor used in the dual cycle bridge detection method. In addition, a signal amplifier circuit and adder circuit have been provided, Finally, the test result of the ＂eight-beams/mass＂ triaxial accelerometer, which is based on the dual cycle bridge detection method and the related circuits, have been provided. The results of the test and the theoretical analysis are consistent, on the whole.     

基于谐振原理的RF MEMS滤波器的研制

采用与IC工艺兼容的硅表面MEMS加工技术,以碳化硅材料作为结构材料,研制出一种新型的基于谐振原理工作的RF MEMS滤波器。详细介绍了器件的工作原理、制备方法、测试技术和结果,并对测试结果做出分析。该RF MEMS滤波器由弹性耦合梁连接两个结构尺寸和谐振频率完全相同的MEMS双端固支梁谐振器构成,MEMS谐振器的结构决定了滤波器的中心频率,弹性耦合梁的刚度决定了滤波器的带宽。在大气环境下测试器件的频响特性,得到中心工作频率为41.5MHz,带宽为3.5MHz,品质因数Q为11.8。     

一种新型三谐振点电容式RF MEMS开关

给出了改进的电容式开关等效电路模型以及基于该电路模型的一种新型的多频段工作的电容式RFM EM S开关的设计和制作研究。分析表明,当开关的上电极为多支撑梁结构时,需要对传统的开关等效电路加以改进。利用新型等效电路模型进行模拟发现,通过适当的参数选择,可以获得多谐振点开关,不仅可以在多个频段适用,并且可以适用于较低频段。设计了一种可工作在X波段下的三谐振点电容式RF MEMS开关,并在高阻硅衬底上采用表面微加工工艺制备了开关样品。三谐振点开关的在片测试结果为:驱动电压为7 V,“开”态的插入损耗为0.69 dB@10.4 GHz,“关”态的隔离度为30.8 dB@10.4 GHz,其微波性能在0~13.5 GH z频段下优于类似结构的传统单谐振点开关。     

MEMS THz滤波器的制作工艺

基于MEMS技术制作了太赫兹(THz)滤波器样品,研究了制作滤波器的工艺流程方案,其关键工艺技术包括硅深槽刻蚀技术、深槽结构的表面金属化技术、阳极键合和金-硅共晶键合技术。采用4μm的热氧化硅层作刻蚀掩膜,成功完成了800μm的深槽硅干法刻蚀;采用基片倾斜放置、多次离子束溅射和电镀加厚的方法完成了深槽结构的表面金属化,内部金属层厚度为3~5μm;用硅-玻璃阳极键合技术和金-硅共晶键合技术实现了三层结构、四面封闭的波导滤波器样品加工。测试结果表明,研制的滤波器样品中心频率138GHz,带宽15GHz,插损小于3dB。     

6～18 GHz超宽带微带均衡器设计与实现

6～18GHz超宽带微波组件幅频特性起伏比较大,采用幅度均衡器可有效改善增益平坦度,使其满足指标要求。根据谐振理论和传输线理论进行了6～18GHz超宽带微带幅度均衡器设计。利用ADS和HFSS仿真,采用λ/4的开路微带线和薄膜电阻构成谐振频率可调、品质因数可调、带宽可调以及均衡量可调的谐振单元,同时增加适当的调节块对谐振频率进行微调,设计出满足指标要求的小尺寸样件,得到了所需的均衡曲线。实验表明,可以在这个频段上高效、准确、灵活地设计出所需均衡器。     

耦合式MEMS微波功率传感器集总参数模型的优化

耦合式MEMS微波功率传感器的集总参数模型可用于分析并计算器件的微波特性,是设计传感器相关结构尺寸的重要参考依据。针对目前传感器日益复杂化的阻抗匹配结构,对现有的集总参数模型进行了优化,并进行了相关理论推导。实验结果表明,优化后的模型计算出的反射系数最大误差为6.0 dB,插入损耗最大误差为0.7 dB,模型准确度相较于优化前有了明显的提升。因此,优化的集总参数模型对耦合式MEMS微波功率传感器的设计与优化具有一定的应用价值与参考意义。     

LD泵浦1.2W连续Nd：YAG/LBO红光激光器

报道了一种光纤耦合LD泵浦Nd：YAG晶体、腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO倍频、瓦级连续输出的全固态红光激光器的设计和实验结果。采用短三镜折叠腔结构,在8W的注入泵浦功率下,获得了连续输出1．2W、波长为660nm的红光基模输出,光光转化效率达到15％。     

可用于传感领域的环形谐振腔游标效应的研究

为了验证光纤环形谐振腔的游标效应,对不同长度的光纤环形谐振腔进行了研究。实验研究了长度分别为2.24m和2.52m光纤环形谐振腔透射谱频率的对应关系,当谐振频率相同且自由频谱宽度个数差值为1时,根据差值等分测量原理,以其中一个谐振谱线作为标尺、另一个作为游尺,对标尺的自由频谱宽度九等分,得到游尺的最小测量分度为0.01GHz,这与MATLAB理论仿真结果一致。结果表明,通过改变谐振腔尺寸差,增加自由频谱宽度的等分刻度数,可以提高测量精度;基于微谐振腔对外界环境变化的敏感特性,谐振腔游标效应在高灵敏传感领域将具有潜在的应用。     

激光谐振腔和光束传输的分析与设计

使用ABCD矩阵方法,考虑矩阵元素均为复数的情况,同时将光束质量因子M2和介质中的光束传输考虑在内,基于Visual Basic可视化编程语言,开发出通用的激光谐振腔和光束传输分析设计软件。该软件可分析设计稳定驻波腔、稳定行波腔、非稳驻波腔、非稳行波腔、相位共轭腔、光束传输变换等。使用该软件可以方便地任意增减元件,进行多种光学元件组合选取,分析倾斜放置元件引起的子午面和弧矢面内光束参数的异同,以及进行热透镜、距离容差等参数的优化分析与设计。谐振腔稳定条件、光束传输等参数可以通过数据表格、文本、图形显示或以文件的方式输出。     

有源光纤环形腔滤波器优化

本文引入输入光线宽因子,利用多光束干涉理论,给出了有源光纤环形腔滤波器输出光谱密度等公式。利用这些公式可以对腔的结构和参数方便地进行理论分析和优化设计,当使该有源滤波器工作在锁定状态时,可得到窄线宽光输出。