新型微機(jī)電系統(tǒng)的光纖傳感器設(shè)計及應(yīng)用

吳勇翀，劉艷峰（.江西科技學(xué)院，南昌330098；.延安大學(xué) 物理與電子信息學(xué)院，陜西 延安76000）

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新型微機(jī)電系統(tǒng)的光纖傳感器設(shè)計及應(yīng)用

吳勇翀1，劉艷峰2
（1.江西科技學(xué)院，南昌330098；2.延安大學(xué) 物理與電子信息學(xué)院，陜西 延安716000）

摘要：設(shè)計了一種新型的微腔加速度光纖傳感器，采用了Si基底上設(shè)計一圓柱形M IM波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，通過檢測光纖單直波導(dǎo)輸出端口處波長的漂移量，實(shí)現(xiàn)對加速度的檢測。理論計算和仿真結(jié)果驗(yàn)證得到：在加速度每增加10g的情況下，輸出光譜圖約向右漂移3nm，加速度與諧振波長漂移量基本呈線性關(guān)系；微納光纖傳感器的靈敏度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的加速度傳感器。

關(guān)鍵詞：微電子機(jī)械系統(tǒng)；傳感器；M IM波導(dǎo)；微納光纖

0　引言

微光機(jī)電系統(tǒng)（MOEMS）是近幾年發(fā)展起來的一種極具有活力的新技術(shù)系統(tǒng)，它是由微光學(xué)、微電子和微機(jī)械相結(jié)合而得到的一種新型的微光學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)［1］。除了能夠繼承微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）成熟的制作工藝外，MOEMS能把各種MEMS結(jié)構(gòu)與微光學(xué)器件、光學(xué)諧振腔、光波導(dǎo)、半導(dǎo)體激光器和光檢測器件等完整地集成在一起［2，3］。作為航空航天、智能汽車、智能電子產(chǎn)品、機(jī)器人和高技術(shù)武器等高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵傳感器件之一，加速度傳感器通過檢測敏感單元材料的導(dǎo)電特性、力學(xué)特性或者溫度特性來檢測加速度的變化量［4，5］。光學(xué)微環(huán)諧振腔作為光學(xué)微腔的一個重要研究部分，自1969年由Marcatili提出以后，受到國內(nèi)外眾多科研人士的關(guān)注［6，7］。本文基于這一背景，設(shè)計了一種新型的微腔加速度光纖傳感器。……