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《重庆大学》 2012年
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面向近红外微型光谱仪的MOEMS扫描光栅微镜关键技术研究

罗彪  
【摘要】:随着众多前沿学科的相互交叉融合和近红外光谱分析技术的快速发展,近红外微型光谱仪已成为近年来研究的又一个热点。论文针对近红外微型光谱仪研制中急需突破的核心元器件关键技术问题,开展面向近红外微型光谱仪的MOEMS扫描光栅微镜关键技术研究,具有重要的科学意义和迫切的需求背景。 论文在分析研究近红外微型光谱仪及其核心元器件的国内外研究现状基础上,针对近红外光谱仪在微型化中存在的分光系统和光谱信息获取系统体积大、系统复杂、成本高等问题,提出集分光、扫描和角传感器一体化单芯片集成的MOEMS扫描光栅微镜的新思想与新方法。研究了MOEMS扫描光栅微镜的结构与工作原理,建立了系统相应的电学和力学模型;突破了扫描光栅微镜的集成设计方法与关键加工工艺、系统控制等关键技术;首次成功研制出MOEMS扫描光栅微镜原理样机,工作频率600.495Hz、工作电压0.875V、功耗小于14mw、扫描角度±5.7°、角传感器灵敏度0.8806mV/°、控制精度≤0.0420365°、光栅分辨率为14nm。开展了MOEMS扫描光栅微镜的应用技术研究,成功研制出基于MOEMS扫描光栅微镜的近红外微型光谱仪原理实验系统。论文主要工作是: 1.论文研究分析了近红外光谱仪在微型化过程中存在的核心器件问题,提出了基于MOEMS技术的集成扫描光栅微镜新思想与新方法,该器件大大减少了光谱仪系统的元器件数和系统体积,将实现单管红外探测器替代阵列红外传感器,极大的降低仪器制造成本; 2.在研究MOEMS扫描光栅微镜的结构与工作原理、光栅衍射和磁电传感器的基础上,建立了MOEMS扫描光栅微镜的运动理论模型、电磁驱动理论模型、磁电角传感器模型等。优化了MOEMS扫描光栅微镜的系统结构设计,探讨了影响系统性能的主要因素; 3.基于电磁学理论和力学理论,开展了MOEMS扫描光栅微镜的扫描角度、系统模态、谐响应频率和稳定性研究,进行了扫描光栅微镜的分辨率和衍射效率等理论计算与模拟分析,确定了驱动线圈、扭转梁、微镜与光栅的主要参数; 4.基于实验室MEMS工艺平台,完成了MOEMS扫描光栅微镜加工工艺流程和版图设计,成功研制出MOEMS扫描光栅微镜实验原理样品; 5.研究了MOEMS扫描光栅微镜的闭环控制电路,搭建了主要性能测试实验平台,完成了谐响应频率、扫描角度、Q值特性、扫描角度精度、光学分辨率、衍射效率等主要参数测试; 6.基于MOEMS扫描光栅微镜,提出了基于MOEMS扫描光栅微镜的近红外微型光谱仪新结构,成功研制出新型近红外微型光谱仪原理实验系统。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH744.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐帆;张善亮;周磊;徐波;;IntelliSuite~EMagAnalysis:一种真实形变结构的S参数提取工具[J];传感技术学报;2006年05期
2 王蕊;唐建国;王瑶;刘继宪;黄林军;黄震;;Ag@SiO_2纳米颗粒的制备和光谱性能研究[J];材料导报;2010年12期
3 唐宏武,周锦松,李涛,陈观铨;阿达玛变换光谱和成像技术的应用和研究进展[J];分析化学;2005年03期
4 张志伟;微小型光纤光谱仪[J];光机电信息;2004年08期
5 张卉;宋妍;冷静;蒋庄德;;近红外光谱分析技术[J];光谱实验室;2007年03期
6 徐广通,袁洪福,陆婉珍;现代近红外光谱技术及应用进展[J];光谱学与光谱分析;2000年02期
7 万峰;孙宏伟;范世福;;便携式紫外-可见分光光度计的设计[J];光谱学与光谱分析;2006年04期
8 王芳;齐向东;于宏柱;于海利;;平面反射光栅衍射效率自动测试仪的设计与分析[J];光谱学与光谱分析;2009年02期
9 尹小英;衷友泉;江一帆;罗永明;;分子印迹聚合反应中功能单体与模板分子间作用力的光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2010年08期
10 时轮,郝德阜;变栅距衍射光栅的原理及应用[J];光学精密工程;2001年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈刚;混合集成微型光纤光谱仪的研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 莫祥霞;基于DMD的微小型近红外光谱仪系统研究[D];重庆大学;2011年
2 钱蓉蓉;集成角度传感器的MOEMS扫描微镜研究[D];重庆大学;2011年
3 向贤毅;微型近红外光谱仪系统的研究[D];重庆大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洪,傅志红,彭玉成;聚合物合成及成型过程研究的近红外光谱技术[J];工程塑料应用;2002年10期
2 王国建;郭建龙;屈泽华;;碳纳米管的氨基化对环氧树脂力学性能的影响[J];工程塑料应用;2006年12期
3 王国建;鲍磊;程思;刘琳;;尼龙66/碳纳米管复合材料分散性与结晶性能的研究[J];工程塑料应用;2007年10期
4 朱久运;吴迺陵;;金属探测门的探测部分设计[J];安防科技;2006年12期
5 刘波;张丽娟;苗保河;李向东;董庆裕;王凤娟;李凤兰;汪胜军;余松烈;刘立峰;;近红外光谱法与国标法测定大豆蛋白质和脂肪的比较[J];山东农业科学;2007年01期
6 王兴莲,汪尊伟;CCD光栅光谱仪与光谱分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年01期
7 傅中;周运友;;聚乙烯酮偶氮颜料的合成与性能研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年04期
8 李学文;金兰淑;李涛;李鑫;林国林;;近红外无损检测技术在棕壤速效磷分析中的应用[J];安徽农学通报;2006年05期
9 张琪琪;万映秀;曹文昕;李炎;张平治;;小麦高代品系品质性状的近红外光谱分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年11期
10 黄晓荣,汪建来,赵竹,赵斌,吴新杰,黄诚;油菜样品前处理方法对近红外品质分析结果的影响[J];安徽农业科学;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘衍平;张刘斗;;电子设备机柜结构的模态分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 徐文聪;楚天广;;一种寻找星图光斑质心的高精度算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 张威;白雁;王星;;近红外漫反射技术在快速测定连翘提取物中连翘苷含量的应用[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
4 苑舜;徐家贺;于力;;大容量真空断路器永磁操动机构的研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
5 刘兴;李韪韬;钱志余;张建华;;基于近红外光电技术的脑水肿无创监测方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 刘玉萌;李民赞;安晓飞;郑立华;;一种便携式土壤氮素光谱检测仪设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 刘洁;李小昱;王为;李培武;肖武;张军;周竹;;基于近红外光谱的板栗蛋白质检测方法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
8 舒赞辉;韩秋实;;高速精密车削中心床身模态分析[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
9 何永膑;李勇欢;朱益民;Roy Fawcett;;基于粗饲料NIR分析体系的Biopara-Milk简介[A];中国奶业协会年会论文集2009(上册)[C];2009年
10 陈艳锋;吴新跃;谢最伟;;某船用带阻尼板齿轮振动分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
2 陈为真;大型结构振动信号处理与模态参数识别研究[D];华中科技大学;2010年
3 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
4 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
5 陈祯;基于近红外光谱分析的土壤水分信息的提取与处理[D];华中科技大学;2010年
6 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
7 王红云;单根多楔带附件驱动系统动态特性建模与仿真技术的研究[D];华南理工大学;2010年
8 颜辉;植物油的亚油酸、亚麻酸红外光谱融合和模型优化方法的研究[D];江苏大学;2010年
9 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
10 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 刘帅男;机织物规格要素与其光泽性能的关系研究[D];浙江理工大学;2010年
3 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
4 孔维峰;汽车水泵总成的动态特性研究[D];郑州大学;2010年
5 何文;近红外漫反射光谱结合PLS-ANN算法对药物有效成分的定量分析测定[D];郑州大学;2010年
6 侯黎黎;聚丙烯蜡接枝与乳化研究[D];郑州大学;2010年
7 文婷;沸石吸附与化学沉淀法联用处理氨氮废水研究[D];郑州大学;2010年
8 王雷;典型船用设备与船体结构耦合抗冲击特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 金阿鑫;微小型车载惯性/GPS组合导航系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郝卓;长轴表面滚压加工装置的设计及加工过程数值模拟的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈刚,温志渝,吴英,杨桂荣,蒋子平,黄尚廉;采用多项式拟合进行谱峰定位的误差分析[J];半导体光电;2002年02期
2 温志渝,林鹏,胡松,袁祥辉,陈小强;微型多道成像光谱分析系统集成化的探索[J];半导体光电;1995年04期
3 何清义,温志渝,袁祥辉;微型多道成像光谱探测列阵的设计[J];半导体光电;1997年05期
4 穆参军;张飞岭;吴亚明;;新型大尺寸电磁驱动MEMS光学扫描镜的研制[J];半导体学报;2008年03期
5 李长治;;红外付里叶变换光谱及其在分析化学上的应用[J];分析化学;1981年01期
6 梅二文,顾文芳,陈观铨,曾云鹗;阿达玛变换光谱和图象及其在分析化学中的应用[J];分析化学;1995年05期
7 徐广通,袁洪福,陆婉珍;CCD近红外光谱快速测定柴油中的芳烃含量[J];分析化学;1999年01期
8 袁洪福,龙义成,徐广通,陆婉珍;近红外光谱仪的研制[J];分析化学;1999年05期
9 袁洪福,褚小立,陆婉珍,陈卫民,关新虎,曹巍,张传;一种新型在线近红外光谱分析仪的研制[J];分析化学;2004年02期
10 周锦松,唐宏武,吴琼水,陈观铨;高分辨阿达玛变换显微荧光图像分析(Ⅱ)单细胞DNA荧光图像生成、处理及自动定量分析研究[J];分析科学学报;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈刚;混合集成微型光纤光谱仪的研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨桂荣;微型光谱仪的光谱信号采集及处理[D];重庆大学;2002年
2 邢德财;几种介质光栅的衍射特性研究[D];四川大学;2005年
3 杨晓光;一种新型MEMS惯导加速度计的设计与研究[D];电子科技大学;2006年
4 张波;微型生化分析仪的系统结构设计[D];重庆大学;2006年
5 肖勇;基于Linux的嵌入式生化仪USB接口驱动及应用程序开发[D];重庆大学;2007年
6 唐彬;基于驻极体的振动式静电微型发电机研究[D];重庆大学;2008年
7 郭士林;光谱仪的数字化及其关键技术[D];天津科技大学;2009年
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1 ;微光机电系统的应用领域及近期进展[J];激光与光电子学进展;2003年01期
2 蔡中驹;尚淑敏;;矩形转鼓扫描光栅的制作工艺[J];仪表技术与传感器;1984年03期
3 雷红涛;微光机电系统在军事和民用领域的应用与展望[J];中国航天;2004年12期
4 ;美国研制中子显微镜[J];发明与创新;2004年11期
5 郑晓虎,刘芳华,王明娣;一种新型梳齿驱动式微镜[J];传感器技术;2005年03期
6 姚惠英,任炽刚,周世俊,胡卫明,陈建新,黄发泱,汤家镛,杨福家;复旦大学质子显微镜用于单细胞分析[J];核技术;1991年03期
7 陈天池;非接触光学点位显微镜误差分析[J];宇航计测技术;1994年04期
8 方国玲;崭露头角的X射线显微镜[J];发明与革新;1995年04期
9 胡杰,孙东;表面粗糙度和形状测量技术的最新发展动向[J];青岛大学学报(工程技术版);1996年04期
10 ;医用生化仪器、显微镜维修咨询[J];医疗装备;1996年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈非凡;李云龙;殷玲;乔力争;;基于MOEMS的微型可编程相位光栅原理性实验研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
2 陈四海;潘峰;付小朝;柯才军;汪殿民;向思桦;赖建军;易新建;;基于MOEMS工艺制作柔性光学传感器[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
3 明安杰;梁静秋;董玮;陈维友;王立军;王维彪;;基于MOEMS的自由空间8×8光开关相关技术研究[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
4 闭阗;;用于光网络的微光机电系统制作技术及进展[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
5 陈非凡;殷玲;;微型可编程相位光栅结构设计及有限元分析[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
6 薛涛;姚琲;张长亮;黄颜维;李春艳;董向红;;模拟电子显微镜扫描系统的电路原理及维修[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
7 马宏;陈四海;王明;赖建军;易新建;;基于微F-P腔阵列可调谐滤波器的超光谱成像技术[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第三届学术会议论文集[C];2006年
8 鞠挥;吴一辉;;光谱仪的微小型化[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
9 陈四海;向思桦;董珊;马冬新;赖建军;易新建;;用于高分辨率成像系统的微型灵巧扫描器研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第三届学术会议论文集[C];2006年
10 梁静秋;赵莉娜;董玮;明安杰;兰卫华;张军;金霞;王维彪;乐孜纯;陈维友;王立军;;二维MOEMS阵列光开关的封装技术研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
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1 玉树;用望远镜和显微镜工作[N];中国国门时报;2004年
2 张宗;教育为什么没有问责制[N];中国妇女报;2005年
3 ;资教,演绎青春风采[N];中国教育报;2005年
4 任绍玉;剖析材料应自己动手[N];广元日报;2005年
5 ;发挥四大优势构建和谐社会[N];人民政协报;2005年
6 张中桥;人角质形成细胞研究有进展[N];中国医药报;2005年
7 记者 曾铭;3C融合引发音视频技术创新热潮[N];中国电子报;2005年
8 卓大宏;防治颈椎病ABC[N];健康报;2004年
9 清水编译;小比特登上大银幕[N];计算机世界;2007年
10 姜小勇 任长清;CTP技术和GTcP技术的分析与对比[N];中国包装报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗彪;面向近红外微型光谱仪的MOEMS扫描光栅微镜关键技术研究[D];重庆大学;2012年
2 张智海;基于MOEMS技术的光栅平动式光调制器阵列若干关键技术研究[D];重庆大学;2008年
3 吴宇;微纳光纤环MOEMS加速度传感器理论与应用研究[D];浙江大学;2008年
4 吴波;硅微光机械加速度地震检波器理论与实验研究[D];天津大学;2005年
5 梁静秋;微光机电器件及其关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
6 罗元;光通信MEMS光开关关键技术的研究[D];重庆大学;2003年
7 许彤辉;川楝素对钙通道细胞内钙浓度和神经递质释放装置钙离子敏感性的影响[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
8 王文辉;基于绝缘体上的硅材料的刻蚀光栅式分波合波器研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
9 冯飞;微机械法布里-泊罗干涉型光学读出非致冷热成像技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
10 张秀英;VEGF在骨髓间充质干细胞向内皮细胞诱导分化中的作用及分化机制研究[D];吉林大学;2004年
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1 钱蓉蓉;集成角度传感器的MOEMS扫描微镜研究[D];重庆大学;2011年
2 王伟;面向微型光谱仪的MOEMS光栅光调制器研究[D];重庆大学;2011年
3 潘建旋;基于(100)硅片的MOEMS光开关的研制[D];吉林大学;2005年
4 王小斌;MOEMS三分量加速度地震检波装置中的多变量系统解耦研究[D];河南理工大学;2011年
5 兰卫华;MOEMS光开关阵列芯片的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 王丹;MOEMS阵列光开关的制作与性能测试[D];吉林大学;2006年
7 袁玉俊;MOEMS器件表面热变形及振动对星间光通信链路的影响[D];电子科技大学;2009年
8 李亚林;光纤MOEMS压力传感器可行性研究[D];燕山大学;2012年
9 马广鹏;硅基微光机械加速度地震检波器的研制[D];天津大学;2006年
10 杨特育;高精度微光学器件激光直写光刻系统研究[D];华中师范大学;2007年
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