检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于介观压光效应的微机械陀螺设计与研究

基于介观压光效应的微机械陀螺设计与研究

作者：朱京中北大学

学位级别：硕士

微机械陀螺在消费电子、现代工业控制、航空航天，国防军事等领域具有广泛的应用并且发挥着重要作用，但是，由于现有检测原理的局限性，很难进一步提高微陀螺检测精度，急需开展新效应检测原理的微陀螺技术研究。介观压光效应以光子在... 详细信息

微机械陀螺在消费电子、现代工业控制、航空航天，国防军事等领域具有广泛的应用并且发挥着重要作用，但是，由于现有检测原理的局限性，很难进一步提高微陀螺检测精度，急需开展新效应检测原理的微陀螺技术研究。介观压光效应以光子在光子晶体中的传播特性为研究对象，微弱的力学信号将使光子晶体光量子阱共振隧穿透射峰发生显著的改变，由于光子的运动为光速，静止质量为零，之间没有相互作用力，而光子晶体可控制光子的运动，用光子晶体的介观压光效应能够克服现有检测原理的不足，从根本上提高MEMS陀螺的检测灵敏度。本文对MEMS微陀螺以及光子晶体介观压光效应的理论基础进行了分析讨论，应用传输矩阵法对镜像三周期一维光子晶体的光学特性进行了分析，给出了该光子晶体的介观压光系数，并论证了将其应用于微陀螺的实现方案。提出了一种结构新颖的静电梳齿驱动介观压光效应检测的微机械陀螺，对其工作原理进行了论述，基于材料力学基本原理对微陀螺的结构参数进行了推算讨论，并应用有限元的方法对微陀螺结构参数进行了优化设计。通过对微陀螺的动态特性、灵敏度特性以及阻尼特性等进行仿真分析，论证了设计的合理性，该微陀螺频率匹配良好，较好的实现了工作模态的自解耦，能够保证微弱科氏力的高灵敏检测，其透射率灵敏度可达到73μ/°/s。结合微陀螺的结构特点以及前期积累的工艺经验，基于体硅工艺及镶嵌技术对硅基介观压光型微机械陀螺的加工工艺进行了研究，设计了微陀螺加工工艺流程以及相对应版图结构，并应用CoventorWare软件验证了所设计工艺流程的可行性。

关键词：介观压光效应光子晶体微陀螺静电驱动阻尼系数

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于介观压光效应的MEMS陀螺研究

传感器与微系统 2015年第3期34卷 15-17,20页

作者：朱京温廷敦许丽萍陈磊中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学物理系山西太原030051

依据介观压光效应原理,设计出了一种新型高灵敏谐振式MEMS陀螺,其利用镜像异质三周期光子晶体的介观压光效应代替传统压阻式微陀螺中的力敏电阻器,当光子晶体受轴向应力作用时,其透射率随之发生变化,因此,通过检测透射光强可解算出输入... 详细信息

依据介观压光效应原理,设计出了一种新型高灵敏谐振式MEMS陀螺,其利用镜像异质三周期光子晶体的介观压光效应代替传统压阻式微陀螺中的力敏电阻器,当光子晶体受轴向应力作用时,其透射率随之发生变化,因此,通过检测透射光强可解算出输入角速度的大小。陀螺结构采用4对梳齿电容驱动,驱动模块与检测模块相互独立,其具有耦合效应小,机械灵敏度高的特点。经数值计算与仿真分析,得到该微陀螺频率匹配率为0.6%,透射率灵敏度达到73μcd/(°)/s,证明了其频率匹配良好,可实现高灵敏度的角速度的测量。

关键词：介观压光效应光子晶体 MEMS陀螺静电驱动

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光量子阱结构中的介观压光效应

硅谷 2011年第6期 31-33页

作者：黄堃温廷敦许丽萍刘俊景宁中北大学理学院物理系中北大学电子测试技术国家重点实验室中北大学信息与通信工程学院

对比着半导体中的阱垒模型,构建一个一维的光量子阱结构,用传输矩阵的算法研究这个光量子阱结构的透射谱线。在介观压阻效应的思想指导下,引入应变量来分析透射谱线的变化,得到一种不同于晶体光学中的弹光和声光效应的新效应——介观压... 详细信息

对比着半导体中的阱垒模型,构建一个一维的光量子阱结构,用传输矩阵的算法研究这个光量子阱结构的透射谱线。在介观压阻效应的思想指导下,引入应变量来分析透射谱线的变化,得到一种不同于晶体光学中的弹光和声光效应的新效应——介观压光效应,最后引入压光系数来衡量此效应的强弱。

关键词：介观压光效应光量子阱光子晶体

基于光子晶体“介观压光”“介观温光”效应的传感器仿真设计

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于光子晶体“介观压光”“介观温光”效应的传感器仿真设计

作者：李红梅中北大学

学位级别：硕士

自从介观这个概念被提出以后，人们相继发现了很多的与介观相关的物理效应。而光子晶体的发现，正是介观物理中一个很有特色的一个载体，光子晶体尺寸微小，但是它所具有的独特特性，使得它在很多领域得到了发展。传感器在人们的日常生... 详细信息

自从介观这个概念被提出以后，人们相继发现了很多的与介观相关的物理效应。而光子晶体的发现，正是介观物理中一个很有特色的一个载体，光子晶体尺寸微小，但是它所具有的独特特性，使得它在很多领域得到了发展。传感器在人们的日常生产生活中占据着非常重要的地位，微传感器具有的尺寸小，质量轻的特点更是得到了人们的青睐。本论文大胆提出设想，将介观效应应用到微传感器中，使得微传感器的传感原理突破了原来的拘束，同时大大提高了灵敏度，为传感器家族增加了新的成员。本论文的主要内容有：（1）详细的介绍了光子晶体的概念，制备方法以及光子晶体的计算方法。随后着重介绍了光子晶体现在的一些应用，现在很多的材料，例如光子晶体光纤，都开始使用这种新型的材料，以后还会有更加美好的发展前景。（2）介绍了所设计的微传感器的定义，发展和应用进行了详细的介绍。微传感器的制作工艺是MEMS技术，所以接下来对MEMS工艺进行了详细的介绍，从微机电系统的定义，到它的计算过程，再到它的应用举例，最后还介绍了它的发展前景，每个步骤循序渐进，详细的介绍了微传感器和MEMS技术。为后文的研究打下了理论基础。（3）介绍了各种介观物理效应。每个效应都有其特色和不同的功能，在相应的领域都有深入的研究和使用。并对每个效应做了具体的分析，为后文的应用打下了坚实的基础。（4）设计了一种基于介观压光型的加速度传感器，比起传统的传感器，介观压光型的传感器是基于光子晶体材料的，所以尺寸更小，采用的介观压光效应，是利用应力和光的透射率之间的关系，在计算上的精度更加精确，随后采用ANSYS软件进行了力学的仿真和计算。仿真结果与理论结构正好相同，说明了设计的可行性。设计了基于新的介观效应——介观温光效应的一种温度传感器。这种传感器利用晶体材料对温度的敏感性，当外界环境发生变化时，导致材料性能发生变化，有光通过时的透射率会发生变化，通过检测光的透射率达到检测温度的目的。应用MATLAB绘制了温度变化，材料厚度等与光子晶体透射率的关系图。全文由浅入深，由简到难，由基础到具体，全面的介绍了与文中设计的传感器相关的知识点。相信以此为基础设计的传感器会为后面的科学研究和工业以及生活都能带来更加美好的铺垫。

关键词：光子晶体微传感器 MEMS 介观压光效应介观温光效应

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

对称双缺陷光子晶体的可调谐滤波特性分析

物理学报 2014年第15期63卷 179-183页

作者：陈卫东董昕宇陈颖朱奇光王宁燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室秦皇岛066004

基于光子晶体的光子局域特性,并利用光子晶体的介观压光效应,提出了一种新型的双通道可调滤波器结构.采用传输矩阵法对该滤波器的光学传输特性进行了理论推导,建立了透射谱与光子晶体结构参数的关系,讨论了介观压光效应对双缺陷光子晶... 详细信息

基于光子晶体的光子局域特性,并利用光子晶体的介观压光效应,提出了一种新型的双通道可调滤波器结构.采用传输矩阵法对该滤波器的光学传输特性进行了理论推导,建立了透射谱与光子晶体结构参数的关系,讨论了介观压光效应对双缺陷光子晶体透射谱的影响,并对所设计的光子晶体结构进行了数值模拟.结果表明:随着入射角度的增大,缺陷峰发生蓝移.随着各介质层折射率或几何厚度的增加,缺陷峰发生红移.当光子晶体发生轴向拉伸应变时,缺陷峰的位置向长波长移动,但缺陷峰的峰值大体不变,从而验证了此滤波器的可调节性.该光子晶体滤波器结构紧凑,可调谐性好,为光子晶体激光器及传感器的设计提供了一定的理论参考.

关键词：光子晶体介观压光效应传输矩阵法透射谱

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

异质双周期结构光子晶体光学特性

发光学报 2012年第3期33卷 304-308页

作者：李娇温廷敦许丽萍中北大学理学院物理系山西太原030051

利用传输矩阵法研究了异质双周期结构一维光子晶体的带隙结构和光学传输特性。此光子晶体能形成512～960 nm的含5个极窄透射峰的光子带隙。重点研究了一种材料为复折射率时的光学传输特性,以及当结构发生轴向应变时的"介观压光效应"。... 详细信息

利用传输矩阵法研究了异质双周期结构一维光子晶体的带隙结构和光学传输特性。此光子晶体能形成512～960 nm的含5个极窄透射峰的光子带隙。重点研究了一种材料为复折射率时的光学传输特性,以及当结构发生轴向应变时的"介观压光效应"。结果表明:当复折射率虚部为负时,透射峰随虚部绝对值的增大先增大后减小,甚至出现衰减;虚部为正时,发生吸收现象。当光子晶体发生轴向应变时,透射峰随应变量的增加呈现近似L形变化,应变量很小时透射率几乎线性减小,波长越大透射峰变化越缓慢。

关键词：异质双周期光子晶体复折射率介观压光效应传输矩阵滤波器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于镜像异质三周期光子晶体的陀螺仪研究

传感技术学报 2014年第1期27卷 53-57页

作者：彭鹏温廷敦许丽萍汤帅中北大学理学院太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心太原030051

对镜像异质三周期光子晶体的研究理论表明,在实际应用范围内,透射率与光子晶体所受的轴向应力呈简单的线性关系。微机械陀螺仪在工作时会产生Coriolis力,其与整个系统的输入角速度有正比关系。在陀螺仪检测梁的根部,用镜像异质三周期光... 详细信息

对镜像异质三周期光子晶体的研究理论表明,在实际应用范围内,透射率与光子晶体所受的轴向应力呈简单的线性关系。微机械陀螺仪在工作时会产生Coriolis力,其与整个系统的输入角速度有正比关系。在陀螺仪检测梁的根部,用镜像异质三周期光子晶体作为敏感元件,只需检测出其透射率,即可知道陀螺仪所受Coriolis力的大小,继而求出系统的角速度。ANSYS软件仿真结果表明,当透射光强改变万分之一时,该结构可以感知6.5 mgn的Coriolis加速度的变化,测量量程可达55 gn。

关键词：光子晶体微机械陀螺 Coriolis力透射率电磁驱动弹光系数介观压光效应

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于镜像结构光子晶体的微加速度计设计

传感器与微系统 2014年第2期33卷 70-72页

作者：汤帅许丽萍温廷敦中北大学微米纳米技术研究中心山西太原030051

镜像结构光子晶体能够在一定范围的频带内形成单一的透射峰,受其他频率的光子影响小且易于观察。从理论结果可以看出,这种光子晶体透射率与所受的轴向应力在一定范围内呈简单的线性关系。据此,该设计以典型的单悬臂梁结构为基础设计一... 详细信息

镜像结构光子晶体能够在一定范围的频带内形成单一的透射峰,受其他频率的光子影响小且易于观察。从理论结果可以看出,这种光子晶体透射率与所受的轴向应力在一定范围内呈简单的线性关系。据此,该设计以典型的单悬臂梁结构为基础设计一种新型加速度计。在单悬臂梁根部所受应力最大处,用镜像结构光子晶体替代以往的力敏电阻器,通过测出透射光强算出透射率,进而可算出加速度的值。从模态分析图中可以看到这种加速度计具有更好的稳定性和抗干扰性。

关键词：镜像结构光子晶体微加速度计介观压光效应悬臂梁结构高灵敏度

基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析

作者：董昕宇燕山大学

学位级别：硕士

红外光通信是一种以红外光波为传输媒质的通信方式，它具有通信容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好等优点，而光子晶体能够用来制作多种光学器件，特别是光通信系统中光波分复用器，它能够成百倍地增大光通信系统的传输容量。因此，有... 详细信息

红外光通信是一种以红外光波为传输媒质的通信方式，它具有通信容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好等优点，而光子晶体能够用来制作多种光学器件，特别是光通信系统中光波分复用器，它能够成百倍地增大光通信系统的传输容量。因此，有关光子晶体多通道可调谐滤波器的研究越来越受到人们的重视。利用光子晶体的禁带特性和光子晶体的缺陷模特性，并结合光子晶体的耦合模理论，可以制成性能良好的多通道可调谐滤波器，从而提高光通信系统的传输速率，并增大传输容量。本文围绕一种双缺陷态一维光子晶体可调谐滤波器展开理论推导、数值模拟以及特性分析，主要内容包括以下几个方面：首先，从麦克斯韦方程组出发，利用紧束缚法和耦合模理论分析了含有反对称层的一维光子晶体双缺陷模的产生机理。建立了两缺陷层中心距离与两缺陷模频率的数学关系，并模拟了两缺陷层中心距离对两缺陷模的影响，从而得到本文所需的基本的光子晶体缺陷结构单元。其次，以电磁场理论为基础，利用传输矩阵法研究了周期型光子晶体和缺陷型光子晶体的透射特性。讨论了介观压光效应对缺陷模的影响，得到了缺陷模位置同外加应力所产生的应变之间的关系，并对光子晶体的结构参数与缺陷模特性进行深入分析，得到适合制作多通道可调谐滤波器的光子晶体的整体结构。最后，在提出的双缺陷态光子晶体多通道滤波结构基础上，分析比较了光子晶体反对称层取三种不同材料时可调谐滤波器的滤波特性。从中选取较合理的反对称层材料，并利用介观压光效应对所设计的光子晶体进行可调谐滤波特性分析，从而验证了该多通道滤波器的可调谐特性。

关键词：双缺陷态光子晶体紧束缚传输矩阵法介观压光效应可调谐滤波