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基于微型光谱仪的多参数水质检测微系统设计与实验

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光谱学与光谱分析 2012年第7期32卷 2009-2014页

作者：魏康林温志渝郭建陈松柏国家级微纳系统与新材料技术国际联合研究中心重庆400044 重庆大学新型微纳器件与系统国家重点学科实验室重庆400044 重庆大学微系统研究中心重庆400044

针对水资源环境监测与保护的需求,提出了基于微型光谱仪连续光谱分析的多参数水质检测微系统,系统主要由MOEMS微型光谱仪、流路系统、多功能微小型样品反应检测室和嵌入式测控系统组成,具有自动进样和试剂、样品反应体系的自动恒温、搅... 详细信息

针对水资源环境监测与保护的需求,提出了基于微型光谱仪连续光谱分析的多参数水质检测微系统,系统主要由MOEMS微型光谱仪、流路系统、多功能微小型样品反应检测室和嵌入式测控系统组成,具有自动进样和试剂、样品反应体系的自动恒温、搅拌、光谱检测和数据处理等功能。论文介绍了系统各主要部分的功能与结构,研制出了原理样机,经实验测试验证,研制的多参数水质检测仪能够快速实现多个水质参数的准确检测,满足水质多参数在线监测的应用技术要求,同时具有很大的功能扩展性。

关键词：水质检测微系统多参数微型光谱仪

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微系统关键技术的发展概况

红外与激光工程 2012年第4期41卷 936-941页

作者：沈叔涛天津津航技术物理研究所天津300192

微系统技术基于微机械加工技术以及集成电路工艺方法,具有微型化、集成化、智能化、成本低、性能高、可大批量生产等优点。概述了微系统的组成和工作原理,介绍了国内外微系统技术的历史、发展现状和产业分布格局,着重阐述了几种重要的... 详细信息

微系统技术基于微机械加工技术以及集成电路工艺方法,具有微型化、集成化、智能化、成本低、性能高、可大批量生产等优点。概述了微系统的组成和工作原理,介绍了国内外微系统技术的历史、发展现状和产业分布格局,着重阐述了几种重要的微结构加工技术,分析了湿法刻蚀、干法深刻蚀、表面加工技术、键合、LIGA技术、纳米压印技术以及高深宽比制造技术的原理、各自特点以及制造工艺手段,并结合目前微型器件的产品应用分析了各种技术的优势,对于微系统技术的研究具有一定价值。

关键词：微系统固体微加工表面微加工 LIGA技术高深宽比结构制造技术

基于硅基三维集成技术的W频段有源相控阵微系统

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电子学报 2023年第8期51卷 2160-2167页

作者：杨驾鹏周骏曹志翔孟洪福沈亚南京国博电子股份有限公司江苏南京211111 东南大学毫米波国家重点实验室江苏南京210096

本文基于硅基三维集成技术,提出了一种高集成度低剖面的W频段有源相控阵微系统.将阵列划分为若干个2×4单元的W频段相控阵子阵微系统.每个子阵微系统采用了三维布局封装结构,内部一体化集成了天线、有源芯片和无源网络等功能单元.以子... 详细信息

本文基于硅基三维集成技术,提出了一种高集成度低剖面的W频段有源相控阵微系统.将阵列划分为若干个2×4单元的W频段相控阵子阵微系统.每个子阵微系统采用了三维布局封装结构,内部一体化集成了天线、有源芯片和无源网络等功能单元.以子阵微系统为基本单元,利用阵列扩展技术将8个子阵微系统拼接成为8×8单元的W频段有源相控阵阵列.设计了高耦合度低损耗的CPW共面波导(co-planar waveguide,CPW)传输线、基于TSV硅通孔(through silicon via,TSV)的准同轴垂直传输结构、基于微凸点的hot-via芯片接口等高频传输结构,解决了天线阵列到有源芯片的W频段信号层间传输难题.样机加工测试结果表明,92~96 GHz频率范围内,该相控阵阵列可实现二维波束快速扫描功能,扫描角达到±40°,重量仅为85 g,剖面厚度仅为7.4 mm.

关键词： W频段微系统三维集成有源相控阵

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一种侦干探多功能一体化微系统设计

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 868-881页

作者：肖国尧廖桂生柯华锋李帅全英汇西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

在无人机载、弹载综合电子应用领域,基于传统分立器件设计的信号处理系统面临日益突显的资源受限问题。因此,针对无人机载、弹载综合电子系统的多功能、小型化、高性能应用的迫切需求,提出一种侦干探多功能一体化信号处理微系统集成设... 详细信息

在无人机载、弹载综合电子应用领域,基于传统分立器件设计的信号处理系统面临日益突显的资源受限问题。因此,针对无人机载、弹载综合电子系统的多功能、小型化、高性能应用的迫切需求,提出一种侦干探多功能一体化信号处理微系统集成设计技术。基于三维堆叠等先进封装技术,将射频直采数模/模数转换器、可编程逻辑器件、处理器、大容量易失型存储器、非易失性存储器以及阻容等诸多元件进行共封装设计集成,构成可同时完成侦察、干扰、探测功能信号处理的微系统,并构建多功能应用场景,完成软硬件测试验证。该微系统不仅在体积、重量、性能、集成度等方面具有一定优越性,而且大大简化了信号处理系统的复杂电路设计,更便于系统的标准化、通用化和软件化,具有较大的应用前景。

关键词：多功能微系统异质异构三维堆叠侦干探一体化

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一种新型生物传感器微系统的优化设计

中国生物医学工程学报 2004年第3期23卷 230-235页

作者：贺慧琦王平李蓉吴一聪浙江大学生物医学工程与仪器科学学院

介绍了一种用于生化检测的新型传感器微系统 ,采用光化学的原理定性和定量地检测溶液中的离子成分 ,自动完成检测系统的进样、检测 ,具有灵敏度高、对样品污染少、进样量少的特点 ,并能一次性地快速完成对多个指标的测试。文中采用有限... 详细信息

介绍了一种用于生化检测的新型传感器微系统 ,采用光化学的原理定性和定量地检测溶液中的离子成分 ,自动完成检测系统的进样、检测 ,具有灵敏度高、对样品污染少、进样量少的特点 ,并能一次性地快速完成对多个指标的测试。文中采用有限元分析软件ANSYS对微传感器的动力学特性进行了静力场、动力场和流体场的综合分析 ,模拟了这些微结构器件的工作状况 ,优化了该传感器的设计。通过仿真和部分实验数据验证。

关键词：生物微机电系统微系统有限元分析生物传感器

基于单片TMR磁传感器的非侵入电流监测微系统

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仪器仪表学报 2020年第6期41卷 1-9页

作者：鲁文帅尤睿周扬袁宏永尤政清华大学精密仪器系北京100084 生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100101 北京大学信息科学技术学院北京100871 清华大学工程物理系北京100084

提出一种仅需单片单轴隧穿磁阻传感器且无需磁芯结构的低成本、非侵入式电流监测微系统。研究论证了磁阻传感器测量线缆电流的基本原理和关键点;设计了具备电缆限位功能的组合式结构,在确保磁场-电流传递关系可靠性的同时,避免了对传统... 详细信息

提出一种仅需单片单轴隧穿磁阻传感器且无需磁芯结构的低成本、非侵入式电流监测微系统。研究论证了磁阻传感器测量线缆电流的基本原理和关键点;设计了具备电缆限位功能的组合式结构,在确保磁场-电流传递关系可靠性的同时,避免了对传统聚磁结构及传感阵列的依赖,确保了测量的便捷和结构简单;设计了高集成度、低功耗的微系统硬件,并基于软件实现了精确测量和校准算法。基于工频市电的电气线路规范搭建了测试环境,开展了性能测试。结果表明,研制的电流监测微系统具有较高的线性度和重复性,在0~8 A测量范围内最大误差为1.5%,可达到国标0.5级标准,具有较好的长期稳定性和抗邻线电流干扰能力,适用于多数居民用电监测场景。

关键词：电流监测隧穿磁阻微系统非侵入检测无磁芯结构

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新型三维集成射频模拟数字一体化微系统

电子科技大学学报 2023年第3期52卷 372-378页

作者：张君直杨进张强曹雪松朱健东南大学信息科学与工程学院南京210096 南京电子器件研究所南京210016

设计了一种新型三维集成射频模拟数字一体化微系统。传统的射频前端尺寸为250 mm×120 mm,经过微系统集成后尺寸仅为37 mm×37 mm,面积减小了95%。该微系统基于一体化陶瓷三维封装架构,集成多种裸芯片和无源器件,实现内部信号的电气互连... 详细信息

设计了一种新型三维集成射频模拟数字一体化微系统。传统的射频前端尺寸为250 mm×120 mm,经过微系统集成后尺寸仅为37 mm×37 mm,面积减小了95%。该微系统基于一体化陶瓷三维封装架构,集成多种裸芯片和无源器件,实现内部信号的电气互连;采用一种全新的散热方案,定制开发了一种高导热复合热沉盖板,热导率从15 W/(m·K)提升至150 W/(m·K)以上。在FC裸芯片和盖板之间填充导热硅胶,形成了一条新的散热途径,达到高效散热的效果。

关键词：一体化微系统射频模拟数字三维集成

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面向微系统的介电泳力微纳粒子操控研究

物理学报 2009年第11期58卷 7869-7877页

作者：任玉坤敖宏瑞顾建忠姜洪源 Anfonio Ramos 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 西班牙塞维利亚大学电子与电磁系西班牙塞维利亚41012

微系统中低浓度微纳粒子的操控技术亟需改进和完善,介电泳(dielectrophoresis)在这一领域具有很大的潜力.以介电泳基本原理分析为基础,推导了介电泳力的复数表达式.综合分析了影响传统介电泳力和行波介电泳力的主要因素,并建立星型电极... 详细信息

微系统中低浓度微纳粒子的操控技术亟需改进和完善,介电泳(dielectrophoresis)在这一领域具有很大的潜力.以介电泳基本原理分析为基础,推导了介电泳力的复数表达式.综合分析了影响传统介电泳力和行波介电泳力的主要因素,并建立星型电极和平行电极阵列的二维理论模型,分别作为传统介电泳力和行波介电泳力的微纳粒子操控结构.设置相应的边界条件,利用实部、虚部耦合求解的方法,仿真计算两种电极上的介电泳力分布规律,为实验提供参数依据.以传统介电泳力为基础,利用星型电极进行微纳粒子收集实验;以行波介电泳力为基础,利用平行电极阵列进行微纳粒子的提升与定向驱动实验.对比分析可知,实验与理论以及仿真分析具有较好的一致性.结果表明,微系统中利用介电泳力能够有效地对微纳粒子进行相关操控.

关键词：微系统介电泳粒子收集定向驱动

被测物离焦状态对共焦显微系统横向分辨特性的影响

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光电子．激光 2004年第8期15卷 963-966页

作者：赵维谦邱丽荣丁雪梅谭久彬哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150001

分析了被测物离焦状态对共焦显微系统(CMS)分辨特性的作用机理,指出了离焦状态是影响CMS横向分辨特性下降的主要影响因素,进而提出采用基于环形光瞳滤波技术的二元光学整形环形技术,来改善其离焦状态下的横向分辨特性。理论分析和实验... 详细信息

分析了被测物离焦状态对共焦显微系统(CMS)分辨特性的作用机理,指出了离焦状态是影响CMS横向分辨特性下降的主要影响因素,进而提出采用基于环形光瞳滤波技术的二元光学整形环形技术,来改善其离焦状态下的横向分辨特性。理论分析和实验验证表明:环形光瞳滤波技术的采用,显著抑制了CMS由于被测物离焦状态引起的艾里斑旁瓣的增长,克服了CMS因离焦状态而引起的横向分辨特性下降的缺点。

关键词：离焦分辨特性共焦显微微系统旁瓣滤波技术状态横向影响抑制