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光学读出红外成像研究进展 被引量：4
1
作者 张青川 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1204-1208,共5页
介绍红外成像技术的发展与应用,着重评述中国科学技术大学近代力学系光测实验室从事光学读出非制冷红外成像技术课题的研究进展.提出了刀口滤波法测量微梁阵列FPA(focus planearray)变形的高灵敏光学检测法,将微梁单元的热致转角变形转... 介绍红外成像技术的发展与应用,着重评述中国科学技术大学近代力学系光测实验室从事光学读出非制冷红外成像技术课题的研究进展.提出了刀口滤波法测量微梁阵列FPA(focus planearray)变形的高灵敏光学检测法,将微梁单元的热致转角变形转变为像平面上微梁像的灰度变化,从而获得微梁阵列转角变形表示的FPA上的热像;针对提出的测量方法,设计制作出相应的无基底多回折间隔镀金腿变形放大FPA;在研制的原理样机上实现了室温物体红外成像;是国际上第三个实现新概念光学读出红外成像、国内第一个实现自主核心芯片非制冷红外成像及其系统研制的课题组,热成像指标已达到:温度分辨率100 mK,感热像素尺寸60μm,相关技术指标处于国际领先,研究工作已申请了12项发明专利,并有4项已获得授权. 展开更多
关键词 微梁阵列 非制冷红外成像 光学读出 焦平面阵列
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微悬臂梁阵列传感系统的性能分析 被引量：4
2
作者 周夏荣 吴尚犬 +1 位作者 伍小平 张青川 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2014年第8期861-865,共5页
对微悬臂梁阵列传感系统的一致性进行了研究。以改变温度作为激励手段,在微梁阵列检测装置上分别检测了2种微梁阵列在升温与降温时的热响应。无论是升温还是降温,2种微梁阵列的尖端位移都与温度变化成线性关系。发现2种微梁阵列升、降... 对微悬臂梁阵列传感系统的一致性进行了研究。以改变温度作为激励手段,在微梁阵列检测装置上分别检测了2种微梁阵列在升温与降温时的热响应。无论是升温还是降温,2种微梁阵列的尖端位移都与温度变化成线性关系。发现2种微梁阵列升、降温检测时微梁阵列传感系统都表现出良好的热响应一致性。另外,利用单梁检测装置对其中1种微梁阵列进行了热响应检测,其热响应灵敏度与微梁阵列检测装置检测结果一致,验证了2种微梁传感装置的可靠性。微梁阵列传感系统良好的热响应一致性为将来微悬臂梁阵列用于生化传感奠定了基础。 展开更多
关键词 微悬臂梁阵列 传感系统 热响应
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基于激光阵列的多通道微梁生化传感系统 被引量：2
3
作者 邬林 夏登明 +2 位作者 钱江蓉 陈丛 王蕾 《实验力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期568-572,共5页
针对单微悬臂梁生化检测系统中存在的温度漂移、溶液折射率变化等环境噪声影响和不能多目标检测等问题,设计制作了一种基于垂直腔面射型激光器阵列(VCSELs)的新型微悬臂梁阵列生化传感系统。利用双透镜组光路汇聚激光器阵列发出的激光束... 针对单微悬臂梁生化检测系统中存在的温度漂移、溶液折射率变化等环境噪声影响和不能多目标检测等问题,设计制作了一种基于垂直腔面射型激光器阵列(VCSELs)的新型微悬臂梁阵列生化传感系统。利用双透镜组光路汇聚激光器阵列发出的激光束,依次照射到微悬臂梁阵列尖端进行精确定位扫描,实现了5根微悬臂梁变形信号的同步检测。该系统具有灵敏度高、一致性好、检测快速等优点。通过升降温动态实验测试,验证了该系统的稳定可靠性。上述结果为微悬臂梁阵列式生化传感技术的开展提供了一种新的方法和平台。 展开更多
关键词 微悬臂梁阵列 垂直腔面射型激光器阵列(VCSELs) 生化传感 双透镜组
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一种新型微梁阵列传感器设计及实现 被引量：2
4
作者 薛长国 张广平 +1 位作者 张青川 伍小平 《实验力学》 CSCD 北大核心 2011年第1期21-25,共5页
微悬臂梁传感技术是微纳传感技术研究的热点,仪器装置的研究也从单悬臂梁向微梁阵列的方向发展。本文针对间距为250μm的商品化微梁阵列,提出了一种实现对其弯曲变形的读出系统光路。利用高精度位移平台调节激光器空间位置,使光束实现... 微悬臂梁传感技术是微纳传感技术研究的热点,仪器装置的研究也从单悬臂梁向微梁阵列的方向发展。本文针对间距为250μm的商品化微梁阵列,提出了一种实现对其弯曲变形的读出系统光路。利用高精度位移平台调节激光器空间位置,使光束实现微距离上平行,并分别照射在阵列梁的相邻微梁上。用位置敏感探测器对两个微悬臂梁尖端反射的激光信号进行检测,实现系统传感功能。实验验证该光路设计简单易行,针对这一方案实现了两个微梁的信号分离。在微梁上修饰对应的抗体,系统就可以对其抗原行检测。该方案对微梁多阵列传感器研制开发提出了一个新的思路。 展开更多
关键词 微机电系统 微悬臂梁阵列 生化传感器 设计与实现
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一种基于压电扫描的新型微梁阵列免疫传感器 被引量：1
5
作者 邬林 薛长国 +2 位作者 张广平 周夏荣 张青川 《实验力学》 CSCD 北大核心 2012年第4期408-413,共6页
微梁免疫传感技术是在原子力显微镜和微机电系统基础上发展起来的一项新兴传感技术,具有检测灵敏度高、无需标记、能实时原位再现生化反应过程等优点。本文针对单梁传感系统中存在的环境扰动和不能多通道检测等问题进行改进,设计制作了... 微梁免疫传感技术是在原子力显微镜和微机电系统基础上发展起来的一项新兴传感技术,具有检测灵敏度高、无需标记、能实时原位再现生化反应过程等优点。本文针对单梁传感系统中存在的环境扰动和不能多通道检测等问题进行改进,设计制作了一种基于压电扫描的新型微梁阵列免疫传感器。利用商品化微梁阵列对传感器进行了温度测试实验,所得信号曲线稳定一致,且检测灵敏度达到2nm,实验结果验证了该微梁阵列传感系统在多通道信号检测中的可行性,为微梁阵列生化传感技术的实现提供了一种新的方案。 展开更多
关键词 免疫传感 生化反应 压电扫描 微梁阵列 传感器
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光学读出微梁阵列红外成像及性能分析 被引量：13
6
作者 熊志铭 张青川 +5 位作者 陈大鹏 伍小平 郭哲颖 董凤良 缪正宇 李超波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期2529-2536,共8页
在构建的光学读出微梁阵列(焦平面阵列FPA)非制冷红外成像系统中,实现了无硅基底FPA置于空气中对人体的热成像.通过FPA在不同真空度环境条件下的成像结果进行比较,分析了热导和系统噪声值随气压变化的关系,以及对系统成像性能的影响,并... 在构建的光学读出微梁阵列(焦平面阵列FPA)非制冷红外成像系统中,实现了无硅基底FPA置于空气中对人体的热成像.通过FPA在不同真空度环境条件下的成像结果进行比较,分析了热导和系统噪声值随气压变化的关系,以及对系统成像性能的影响,并对气体分子热运动自由程大于空气传热层特征尺度时的气体热传导模型进行了修正分析和实验验证.实验结果表明:FPA置于空气中时,气体分子撞击微梁引起的微梁反光板无序振动产生的光学读出噪声成为系统噪声的主要来源.当真空度小于1Pa时,总热导和光学读出噪声值的变化都趋于平缓;当真空度小于10-2Pa时,空气热导的影响可忽略,总热导降低到微梁感热像素的辐射极限,光学读出噪声也降低到一极小值.实验结果与理论分析相符合. 展开更多
关键词 非制冷红外成像 光学读出 双材料微梁阵列 热导
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双材料微梁阵列非制冷红外成像系统——微梁阵列的设计与制作 被引量：8
7
作者 董凤良 张青川 +5 位作者 伍小平 潘亮 郭哲颖 陈大鹏 王玮冰 段志辉 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期409-413,共5页
给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件———双材料微悬臂梁阵列的设计和制作.微梁阵列是无硅基底的S iNx/Au双材料单层膜结构,其制作工艺简单、可以直接放在空气中成像.实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪... 给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件———双材料微悬臂梁阵列的设计和制作.微梁阵列是无硅基底的S iNx/Au双材料单层膜结构,其制作工艺简单、可以直接放在空气中成像.实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪比的12-b it CCD,得到120℃以上的物体热像,噪声等效温度差(NETD)为7K左右,实验结果与热机械模型预测结果一致. 展开更多
关键词 非制冷红外成像 光学读出 双材料微悬臂梁阵列
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双材料微梁阵列非制冷红外成像技术——微梁阵列的设计与制作 被引量：2
8
作者 董凤良 潘亮 +4 位作者 张青川 伍小平 陈大鹏 王玮冰 郭哲颖 《实验力学》 CSCD 北大核心 2005年第B12期35-42,共8页
本文给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件——微悬臂梁阵列的设计和制作，它是SiNx／Au双材料单层膜结构，简化制作工艺、可以直接在空气中成像。实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪比的12-bitCCD，得到12... 本文给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件——微悬臂梁阵列的设计和制作，它是SiNx／Au双材料单层膜结构，简化制作工艺、可以直接在空气中成像。实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪比的12-bitCCD，得到120℃以上的物体热像，噪声等效温度差（NETD）为5K左右，实验结果与热机械模型预测结果一致。 展开更多
关键词 非制冷红外成像 光学读出 双材料微悬臂梁阵列
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基于MEMS工艺微悬臂梁阵列光学读出红外成像研究现状
9
作者 史海涛 欧毅 +6 位作者 陈大鹏 张青川 伍小平 焦斌斌 李超波 罗小光 由春娟 《电子工业专用设备》 2007年第1期6-9,共4页
非制冷红外成像技术由于其成本低可考性好而倍受关注。一种基于MEMS双材料梁阵列的新概念光学读出红外成像系统也于今年来被提出来。介绍了这种系统成像原理,影响参数及其研究现状,最后展望了其发展前景。
关键词 非制冷红外成像 MEMS 双材料微悬臂梁阵列 光学读出
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双材料微梁阵列非制冷红外成像技术——微梁阵列热变形的光学读出 被引量：2
10
作者 郭哲颖 段志辉 +5 位作者 张青川 伍小平 董凤良 潘亮 陈大鹏 王玮冰 《实验力学》 CSCD 北大核心 2005年第B12期4-10,共7页
针对双材料微梁阵列非制冷红外成像技术的光学读出系统，提出了在谱平面上进行刀口滤波将阵列转角转化为像平面上光强变化的高灵敏度测量技术，并对光学探测灵敏度进行了理论分析。利用该光学读出系统在实验中得到了120℃红外物体的热... 针对双材料微梁阵列非制冷红外成像技术的光学读出系统，提出了在谱平面上进行刀口滤波将阵列转角转化为像平面上光强变化的高灵敏度测量技术，并对光学探测灵敏度进行了理论分析。利用该光学读出系统在实验中得到了120℃红外物体的热图像。通过对实验结果的分析和图像处理消除噪声技术，得到该系统在成像温度范围的噪声等效温度差（NETD）约为5K。并对系统噪声进行了讨论。 展开更多
关键词 双材料微悬臂梁 非制冷红外成像 光学读出
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