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基于MEMS技术的便携式近红外光谱仪的研制 被引量：9
1
作者 胡方强 李晟 《仪表技术》 2012年第12期21-23,共3页
介绍基于MEMS技术的先进微小型近红外光谱仪的工作原理,提出了基于MEMS微镜的新型近红外光谱仪的设计,包括光路原理、硬件电路组成及软件模块,给出针对自来水样品的测量光谱图,其轻便灵活、低功耗及超高性价比填补了国内空白。
关键词 近红外光谱仪 mems微镜 AT91SAM7S64
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基于MEMS微镜的光栅波导角度调制生物传感器设计与研究 被引量：6
2
作者 陆安江 白忠臣 +2 位作者 肖伟 张正平 秦水介 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期199-205,共7页
免标记、实时、高灵敏的生物检测是分析生物领域重要的技术。利用光波导模式理论构建生物传感器模型,设计了基于MEMS微镜的小型化生物传感检测系统,测试并分析了MEMS微镜的动态响应特性。通过计算仿真,得到了灵敏度与波导厚度和有效折... 免标记、实时、高灵敏的生物检测是分析生物领域重要的技术。利用光波导模式理论构建生物传感器模型,设计了基于MEMS微镜的小型化生物传感检测系统,测试并分析了MEMS微镜的动态响应特性。通过计算仿真,得到了灵敏度与波导厚度和有效折射率之间的关系。以TE模式和TM模式进行葡萄糖溶液检测,实验结果表明,溶液浓度与入射角间呈现出良好的线性关系,灵敏度可达到5 ng/m L,相比传统的免疫学检测方法具有较高灵敏度。该方法由于检测系统体积小、结构简单、无标记,可实现原位检测,避免了对蛋白质活性的破坏,是一种具有较大潜力的蛋白质无标记光学检测方法。 展开更多
关键词 传感器 光波导模式谱 光栅光波导 mems微镜 灵敏度
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电磁MEMS-VCSELs微结构的仿真与分析
3
作者 廖启超 孙涛 +2 位作者 姜楠 关宝璐 何凯旋 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第12期155-159,164,共6页
提出了一种电磁驱动式VCSELs阵列与MEMS微镜集成化的MEMS-VCSELs微结构,给出了圆角矩形线圈的布线规则,并利用格林定理求解等温线性雷诺方程后,建立了带有金属线圈和VCSELs的活动平板的转动惯量、阻尼系数等参量的理论模型。使用Auto CA... 提出了一种电磁驱动式VCSELs阵列与MEMS微镜集成化的MEMS-VCSELs微结构,给出了圆角矩形线圈的布线规则,并利用格林定理求解等温线性雷诺方程后,建立了带有金属线圈和VCSELs的活动平板的转动惯量、阻尼系数等参量的理论模型。使用Auto CAD及COMSOL软件搭建了有限元模型,考虑了微结构各模块的组合特性以及磁力矩的效用特性。通过添加材料固体力学相关要素进行了稳态和频域下的状态模拟,探究了微结构的静态扭转、谐振模态、谐响应以及扭转应力等扭转特性。结果表明:边界载荷作用下微结构的最大静态机械扭转角度达到3.02°;在一阶模态作为工作模态时,其谐振频率为1.313 kHz,谐振状态机械扭转角度可达42°,并与其余临近高阶模态相对独立。通过提取静态和谐振态下扭转梁表面中心线的应力分布,其最大应力值小于硅基直扭转梁的安全应力,微结构可靠性良好。 展开更多
关键词 mems-垂直腔面微结构 mems微镜 激光雷达 有限元仿真
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一种电热式MEMS微镜多自由度模型解析方法 被引量：4
4
作者 章皓 徐大诚 +1 位作者 陈巧 谢会开 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第10期17-20,24,共5页
结合微镜驱动器结构,通过引入热导和弹簧刚体模型分析了多驱动器间热传导和相互作用力导致的形变原因,并建立了多自由度微镜的数学模型。仿真与实验数据对比说明:建立的模型与实验结果具有较好的一致性,能够预测4个驱动器的输入响应特性。
关键词 mems微镜 数学建模 驱动器
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气体检测中基于MEMS技术的近红外光谱仪设计 被引量：4
5
作者 苏雷龙 蒋书波 +3 位作者 程明霄 何野 徐波 李晟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第10期120-122,共3页
根据传统近红外光谱仪的不足,利用MEMS微镜设计了近红外光谱仪的光路,并给出了仪器的设计框架,设计了仪器的上位机程序;利用单色仪和29.4%的甲烷气体样品和对样机进行测试,实验结果表明:在10～35℃内,仪器波长稳定性小于2 nm,并能够观... 根据传统近红外光谱仪的不足,利用MEMS微镜设计了近红外光谱仪的光路,并给出了仪器的设计框架,设计了仪器的上位机程序;利用单色仪和29.4%的甲烷气体样品和对样机进行测试,实验结果表明:在10～35℃内,仪器波长稳定性小于2 nm,并能够观测到甲烷在1650 nm附近吸光度约为0.01的吸收峰。MEMS技术应用在近红外光谱仪中,对于气体检测是可行的,并且能够使仪器做到便携式。 展开更多
关键词 mems微镜 气体分析 便携式 近红外光谱仪
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基于分形理论的MEMS光开关微镜分析与模拟 被引量：2
6
作者 张毅 罗元 徐晓东 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期672-674,共3页
微镜是微电子机械系统(MEMS)光开关的关键结构,镜表面粗糙度对微镜反射率、插入损耗等特性影响重大。给出了用扫描隧道显微镜测量的一组微镜的表面形貌,进而将分形理论应用在微镜表面的分析上,同时一种三维的Weierstrass-Mandelbrot(W-M... 微镜是微电子机械系统(MEMS)光开关的关键结构,镜表面粗糙度对微镜反射率、插入损耗等特性影响重大。给出了用扫描隧道显微镜测量的一组微镜的表面形貌,进而将分形理论应用在微镜表面的分析上,同时一种三维的Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数被用以模拟各种不同的表面形貌。结果对比表明,这种W-M函数可用于微镜表面的建模和形貌分析。 展开更多
关键词 mems微镜 分形 Weierstrass-Mandelbrot函数
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电热式微机电系统微镜傅里叶变换红外光谱仪 被引量：1
7
作者 陆安江 张正平 +2 位作者 白忠臣 陈巧 秦水介 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期100-106,共7页
为了研制小体积、低成本、高分辨率的微型傅里叶变换红外光谱仪,通过选择电热式微机电系统(MEMS)微镜作为迈克尔逊干涉仪动镜,在满足了傅里叶光谱仪小型化、便携化的同时,利用折叠双S型Bimorph驱动结构来实现双倍位移量以确保较高分辨率... 为了研制小体积、低成本、高分辨率的微型傅里叶变换红外光谱仪,通过选择电热式微机电系统(MEMS)微镜作为迈克尔逊干涉仪动镜,在满足了傅里叶光谱仪小型化、便携化的同时,利用折叠双S型Bimorph驱动结构来实现双倍位移量以确保较高分辨率,并将分束器外置来进行不同波段的灵活选择,进而实现全光谱范围的应用。以1 310 nm激光作为参考光光源,钨灯宽带光作为待测光源信号,通过信号采集、滤波、插值、光谱恢复步骤完成原始信号采集到光谱信号复原的过程。测试结果表明:电热式微镜的位移量可达到500μm,光谱理论分辨率1 nm,光谱仪整机尺寸小至62 mm×62 mm×28 mm。测试基线噪声为0.000 04,基线重复性为0.000 32,吸光度重复性为0.000 48。性能指标能满足食品安全、药品检测、石油化工等领域的光谱检测应用。 展开更多
关键词 电热驱动 mems微镜 傅里叶变换红外光谱仪 基线噪声 吸光度
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同心多尺度成像模式下的高分辨子成像系统设计 被引量：4
8
作者 吴雄雄 王晓蕊 +1 位作者 袁影 张建磊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2644-2650,共7页
以同心多尺度成像模式为基础,结合人眼视网膜凹成像思想,提出了一种宽视场与双分辨率成像组合的新型同心多尺度成像系统,在广域视场范围内实现了对关注的感兴趣目标区域的高分辨动态注视。介绍了同心多尺度双分辨率成像系统的工作方式;... 以同心多尺度成像模式为基础,结合人眼视网膜凹成像思想,提出了一种宽视场与双分辨率成像组合的新型同心多尺度成像系统,在广域视场范围内实现了对关注的感兴趣目标区域的高分辨动态注视。介绍了同心多尺度双分辨率成像系统的工作方式;使用一个单透镜和一个双胶合透镜为初始结构,结合二轴微机电系统（MEMS）扫描微镜组合形成光路;利用ZEMAX光学设计软件,优化设计了成像波段为0.486~0.656μm,在单个分通道视场内（30°）可对关注的小视场区域（6°）高分辨注视跟踪的子成像系统。对成像系统的像质以及点列图、调制传递函数（MTF）曲线、场曲、畸变曲线进行了评价。结果表明设计的子成像系统在全视场内成像均匀,接近衍射极限,场曲和畸变较小,最大场曲不超过0.6mm,最大畸变小于1.5%,能够满足同心多尺度双分辨率成像系统对子成像系统性能的要求。 展开更多
关键词 同心多尺度成像系统 凹成像 双分辨率成像 mems扫描微镜 高分辨动态注视 宽视场
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高速MEMS扫描微镜动态变形特性研究 被引量：4
9
作者 穆参军 赵本刚 吴亚明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期640-643,共4页
扭转镜面的动态形变是影响显示成像用MEMS扫描微镜光学分辨率的主导因素,研究了高速转动的MEMS扫描微镜的动态形变特性,得到了相关有用的结论。结果表明当MEMS扫描微镜镜面几何尺寸一定时,如果要获得系统衍射极限光学分辨率,需要对转动... 扭转镜面的动态形变是影响显示成像用MEMS扫描微镜光学分辨率的主导因素,研究了高速转动的MEMS扫描微镜的动态形变特性,得到了相关有用的结论。结果表明当MEMS扫描微镜镜面几何尺寸一定时,如果要获得系统衍射极限光学分辨率,需要对转动频率,扭转角度和镜面厚度进行优化设计和选择,简单通过增加镜面厚度保证光学分辨率的方法不利于MEMS扫描微镜综合性能的改善和提高。 展开更多
关键词 mems扫描微镜 高速转动 动态形变 光学分辨率
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大角度线性偏转的电热式微镜仿真设计
10
作者 和学泰 祝方舟 +1 位作者 邵光笑 李庆党 《计算机与数字工程》 2024年第10期2932-2936,2954,共6页
MEMS微镜虽种类繁多,但是能够实现大角度偏转能力的MEMS微镜却很少,能够实现线性偏转能力的MEMS微镜更是屈指可数。论文针对现有MEMS微镜偏转角度小、偏转能力不可控以及无法线性偏转等问题,提出了一种新型的电热式MEMS微镜结构,该结构... MEMS微镜虽种类繁多,但是能够实现大角度偏转能力的MEMS微镜却很少,能够实现线性偏转能力的MEMS微镜更是屈指可数。论文针对现有MEMS微镜偏转角度小、偏转能力不可控以及无法线性偏转等问题,提出了一种新型的电热式MEMS微镜结构,该结构具备较大的微镜反射平面,并且镜面平整光滑,反射率较高。不仅能够实现119°的大角度偏转能力,还具有在0~3 V内的电压—角度线性偏转的能力。 展开更多
关键词 微光机电系统 电热式微镜仿真 线性偏转mems微镜 大角度偏转微镜
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