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硅基聚合物微光机械振动传感器的研究

高福斌  
【摘要】:本论文首次提出、设计并研制出了一种硅基聚合物微光机械传感结构的振动/加速度传感器,论述了新型传感结构的优点及先进性。 从理论上对传感器微光机械悬臂梁的力学特性,受迫振动状态下的频率响应特性、动态范围、灵敏度及线性度等参数进行了深入的分析。 首次设计出了动态输入1×2多模波导干涉型机-光信号转换结构,将振动状态下微米尺度的位移变化转换为输出光强差动信号的明显变化。理论模拟证明,器件机-光信号转换呈现非常理想的线性关系。 研制出了硅基聚合物微光机械振动/加速度传感器实验室原型器件,提供了完善的器件制备工艺。测试结果表明,被测量与输出量之间具有良好的线性关系,器件量程及最大应力明显高于设计指标。 首次提出了直接测量各向异性单模波导光学参数的新的表征方法;为满足器件理论研究和优化设计的需要、配合新表征方法的数据处理,编制出三种相应的数据处理实用软件。


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