国家自然科学基金(60978051)
- 作品数：11 被引量：78H指数：4
- 相关作者：姚军汪为民庄须叶陶逢刚高福华更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院研究生院四川大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金四川省青年科技基金中国科学院西部之光基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信石油与天然气工程更多>>
- 基于旋转相位调制的复杂光场相位恢复算法被引量：3
- 2010年
- 提出了一种基于旋转相位调制手段恢复复杂光场相位的方法,通过数值模拟验证其有效性和可行性。采用结构简单的相位板横向旋转到一个或更多新的位置来产生多个夫琅禾费衍射图样,通过修正的混合输入输出算法(HIO)对光场进行复原。模拟实验表明,该算法能在二维情况下快速准确地恢复复杂光场,并且大幅度地提高了复杂光场的恢复精度。多次选取随机初始迭代值,没有出现迭代停滞现象和收敛结果不确定的问题,且具有良好的抗噪性能。
- 黄利新姚军高福华陈剑鸣宫爱玲
- 关键词：光计算相位恢复相位调制
- 新型分立倾斜式微变形镜研究被引量：5
- 2011年
- 基于微机电系统(MEMS)技术微加工工艺,提出了一种新型分立倾斜式变形镜(DM)设计,并加工制作了3×4变形镜阵列。该结构每个镜面单元对应一个驱动器,实现了连续面形的分立驱动,并且可有效释放工艺过程中产生的残余应力,从而降低镜面的翘曲。基于弹性理论对该变形镜的电压位移关系以及谐振频率进行了数值计算,并利用有限元软件对其进行了仿真,同时采用光学轮廓仪对样品进行了测试。实验结果表明,所制作的变形镜阵列可实现平移和倾斜运动,在3.75 V电压下可达到0.76μm的行程,与理论分析和模拟仿真结果一致。与传统分立倾斜式变形镜相比,该新型分立倾斜式变形镜具有较低的驱动电压、较少的驱动器数量,适用于集成度高且与集成电路(IC)单片集成的变形镜设计。
- 汪为民陶逢刚颜胜美张建飞姚军
- 关键词：光学器件变形镜微机电系统驱动器
- MEMS交叉梳齿光栅设计和优化
- 2011年
- 采用MEMS技术设计和制造了一种由梳齿驱动器驱动的新型交叉梳齿光栅,同时优化了该光栅的驱动器结构,着重分析了优化驱动器结构对光栅机械特性和光学传感特性的影响,优化后的光栅相对于未优化时具有更大的位移、更好的光学传感特性。基于PolyMUMPs工艺制作了梳齿驱动器驱动交叉梳齿光栅,并逐步分析了该光栅的加工步骤。结合有限元分析软件,对该MEMS光栅的机械特性进行了分析。分析结果表明,在85V下,该光栅驱动器的位移为2.7μm,而实际测量的位移为2.1μm。通过对该光栅驱动器结构进行优化,得到在同等电压下优化后的光栅驱动器位移较未优化时有显著提高,在85V时,优化后的MEMS光栅驱动器的位移为4.3μm。根据傅里叶光学理论计算得到,该光栅的传感灵敏度与驱动器位移成正比,经过计算得到优化后MEMS光栅的光学传感曲线更加陡峭,具有更好的传感特性。
- 张恒姚军庄须叶陶逢刚汪为民
- 光纤传感技术在管道泄漏检测中的应用与进展被引量：39
- 2011年
- 快速发现并定位管道泄漏对管道运输的安全至关重要,开发永久的、分布式、实时在线的管道检测传感系统是管道安全检测的重要目标。光纤传感技术具有体积小、灵敏度高、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、不产生电火花等优点,在管道检测中具有巨大的应用潜力。对应用于管道泄漏检测的各种光纤传感技术的原理和国内外发展现状进行了介绍,包括光纤布拉格光栅传感技术、光纤散射传感技术、Sagnac光纤干涉传感技术、Mach-Zehnder光纤干涉传感技术、偏振光光纤传感技术、光纤消逝场传感技术等。阐述了各传感技术在管道泄漏检测中的具体应用,通过对各传感技术的优缺点进行比较,总结了各传感技术的特点和进一步研究发展的方向,指出光纤传感技术在管道测漏传感方面具有巨大的优势和广泛的应用前景。
- 庄须叶王浚璞邓勇刚黄涛姚军田鹏
- 关键词：光纤光纤传感技术泄漏检测
- 一种新型微机电系统法布里-珀罗滤波器的设计与分析被引量：4
- 2012年
- 基于微机电系统(MEMS)技术,提出了一种光栅与法布里-珀罗(F-P)腔相结合的新型MEMS F-P滤波器结构,这种滤波器既能保证较宽的自由光谱范围又能够获得较窄的半峰全宽。从实现机理、参数设计和选择对F-P滤波器的结构进行了深入分析,并着重对微桥桥面的机电性能进行了仿真计算。通过选择不同的微桥桥面厚度(0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1μm),比较微桥在静电力作用下的平整度,发现当微桥表面厚度为1μm时,得到了一个较优结果,在5V电压下,上反射镜的倾斜位移ΔL为9.11nm,最大腔长变化量为242nm,这样能保持前后腔面反射光的平行要求,从而保证滤波器的滤波效率和对选择光的利用率。该滤波器能够解决传统微型滤波器自由光谱范围与半峰全宽相互限制的矛盾,提高微型滤波器的性能。
- 张建飞庄须叶汪为民陶逢刚姚军
- 关键词：光学器件微机电系统滤波器光栅
- 新型静电驱动双向平动MEMS变形镜(英文)
- 2012年
- 设计了一种新型静电驱动双向平动的MEMS变形镜,其结构包括3部分:中央下电极,4个静电驱动杠杆结构以及反射镜面(上电极).该变形镜有两种驱动模式:向下驱动模式和向上驱动模式.在向上驱动时,4个杠杆结构实现了位移的放大;向下驱动时,利用了非线性弹性系数法扩展了镜面的平动范围.采用表面硅工艺完成了变形镜的加工.通过白光干涉仪对变形镜的测试表明:在向上驱动模式下,变形镜在驱动电压为31 V时位移达到1.1μm;在向下驱动模式下,变形镜在6 V的驱动电压下位移达到1.1μm.变形镜的总行程为2.2μm,达到了同样工艺下传统变形镜的3倍左右.
- 姚军陶逢刚任豪汪为民庄须叶
- 关键词：MEMS变形镜
- 自组装静电驱动微机电系统倾斜镜(英文)被引量：1
- 2015年
- 研制了一种基于自组装技术的静电驱动微机电系统(MEMS)倾斜镜,并利用表面硅工艺PolyMUMPs制备了样品。倾斜镜主要由一个中心镜面,两个偏转梁和两个可实现自组装的复合悬臂梁组成。中心镜面离衬底的高度可通过增大金和多晶硅复合悬臂梁的残余应力梯度得到提升。热退火技术被用于提高金层的残余应力。器件结构利用有限元仿真软件进行了优化并通过实验进行了验证。经过200℃热退火后,倾斜镜的偏转角度可以达到3.6°。该倾斜镜可运用于微光机电系统。
- 王强汪为民邱传凯于军胜
- 关键词：微机电系统静电驱动自组装
- 微加工静电排斥驱动器特性分析被引量：1
- 2011年
- 基于非均匀电场可产生静电排斥力的原理,设计制造了单元尺寸为300μm的MEMS静电排斥型离面驱动器。此驱动器不受静电吸合效应的限制,行程较传统静电吸引型驱动器有显著提高。利用表面硅工艺完成了该驱动器的加工。为研究静电排斥型驱动器的动态响应特性,建立了该驱动器的等效模型并利用数值计算方法分析了驱动器的压膜阻尼特性和幅频特性。采用白光干涉仪对微驱动器进行了静态和动态测试,测试结果表明,所设计的MEMS静电排斥驱动器在100V的电压下实现了2.1μm的驱动位移,工作带宽为2kHz,具有较快的响应速度。
- 陶逢刚姚军汪为民庄须叶张恒胡放荣
- 关键词：MEMS
- 光纤传感技术在油田开发中的应用进展被引量：22
- 2012年
- 相对于传统电学传感器,光纤传感器具有体积小、灵敏度高、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、不产生电火花以及可实现分布式、实时在线、永久性监测等特点,得到了众多科研工作者的广泛关注,并在油田开发中获得了广泛应用。对应用于油田开发中的光纤传感技术的原理和发展现状进行了介绍,主要包括用于温度、压力、流场、声波、应力等方面检测的光纤传感技术。阐述了各种光纤传感技术在油田开发中的具体应用,通过对各传感技术的优缺点进行分析,并与现有的传统传感技术比较,指出了光纤传感技术在油田开发应用中的巨大优势和广阔前景,并对光纤传感技术在油田勘探和开发中的进一步的应用和发展进行了展望。
- 庄须叶黄涛邓勇刚王浚璞姚军
- 关键词：光纤传感器光纤传感器光纤传感技术油田勘探开发
- 非正交二维MEMS倾斜镜的研制被引量：3
- 2011年
- 为提高传统二维倾斜镜在非正交方向上的光转换效率,设计并加工了一种转轴非正交二维MEMS倾斜镜。倾斜镜上电极非对称地固定在基底上,通过控制上、下电极的加电方式实现倾斜镜在两个非正交轴上的偏转变形。采用三层膜的结构设计,消除了上电极应力变形对镜面平整度的影响。通过在上电极加工微小突起,减小上下电极的重叠面积,避免了倾斜镜的吸合失效;另外,上、下电极仅在其边缘处重叠,确保了静电力的有效利用。研制的倾斜镜驱动电压低,在3.5 V的电压下可实现绕水平X轴0.16°、绕倾斜Y轴0.03°的偏转,Y轴与X轴成145.37°夹角。倾斜镜结构简单,可实现绕两个非正交转轴的偏转,空间适应性好,且有效避免了静电吸合对镜子的损坏。
- 庄须叶汪为民陶逢刚姚军高福华
