1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
3 电子科技大学 物理电子学院, 成都 613800
实现了一种采用聚苯乙烯纳米球自组装技术和微机械制造技术加工的场发射阴极用亚微米栅极微孔阵列。设计了一套完整的工艺实验方案，首先采用微球自组装技术获得了亚微米级金属网孔掩膜，然后通过反应离子刻蚀技术获得了亚微米栅极孔阵列，从而实现了集成度高、分布均匀的周期性亚微米孔洞阵列的制备，微孔集成度达到108cm-2。实验研究了氧气刻蚀聚苯乙烯微球的规律。采用金属掩膜，四氟化碳干法刻蚀二氧化硅，获得了深度为500 nm的微孔。实验结果证明该工艺方案是一种获得大面积、均匀分布、集成度高的场发射冷阴极栅孔阵列的有效方法。
微机电系统 自组装 微孔阵列 场发射冷阴极 micro electromechanical system self-assembly microhole array field emission cold cathode
1 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川 绵阳 621900
2 香港城市大学 物理与材料科学系, 中国 香港
3 电子科技大学,四川 成都 613800
设计并实现了一种采用微机械制造(MEMS)技术加工的D波段矩形波导膜片滤波器.采用有限元仿真软件HFSS分析了滤波器内腔镀膜厚度、粗糙度以及感性膜片厚度对滤波器主要性能的影响.采用MEMS深刻蚀工艺(DRIE)成功加工出了滤波器主体结构.通过完成结构深刻蚀、金属电镀和键合等关键工艺, 首次制造出了D波段 MEMS波导滤波器.样品测试结果为插入损耗0.4～0.7 dB, 中心频率(140±3) GHz, 带外抑制为≥18 dB, 样品主要技术指标与设计值符合.
波导滤波器 太赫兹 waveguide filter THz DRIE DRIE
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 南京邮电大学 信息材料与纳米技术研究院, 南京 210003
仿真和实验研究了一种控制Nd:YAG脉冲激光能量通断的光纤直接连接型光开关。建立光纤耦合模型, 分析了光纤对准误差中对耦合效率的影响, 其中横向偏移的影响最显著。采用微机电系统V型槽固定光纤, 微小型凸轮作为制动器, 步进电机驱动凸轮旋转, 微小型凸轮与移动光纤相切, 带动光纤移动, 实现两光纤的错开和对准。制造了这种高功率直接连接型光纤光开关原理样机, 并进行了主要性能测试。测试结果表明, 这种光开关能够满足激光点火系统的大容量、高隔离度的要求。
光纤光开关 激光点火 微型凸轮 光纤对准 fiber optical switch laser ignition miniature cam optical fiber alignment
1 中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院北京研究生部, 北京 100088
3 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室 重庆 400044
激光自混合干涉测量系统具有结构简单、紧凑、易准直、造价低廉等优点, 能够取代传统干涉仪用于位移、距离、速度、振动等物理量的测量, 将其引入到微机电系统(MEMS)动态测试中, 能够发展成结构小巧、造价低廉的MEMS动态测试系统, 非常适于微机械快速振动及精确测量的要求。基于三镜腔模型, 讨论了激光自混合干涉动态测试原理; 构建了激光自混合干涉动态测试系统, 并对关键部件进行了详细分析; 对物体在不同运动形式下进行了实验研究。结果表明激光自混合干涉能够敏感物体的不同运动形式, 并支持MEMS动态测试系统。
激光测量 自混合 干涉测量 动态测试 微机电系统
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621900
2 成都精密光学工程研究中心,四川 成都 610041
实验研究了芯径为600 μm的全石英光纤传输脉宽为5 ns,波长为1064 nm的高峰值功率脉冲激光的传输特性。采用N-ON-1测试方法,获得光纤损伤阈值和光纤传能特性曲线。光纤50%概率损伤阈值为24 mJ,平均输出激光能量达到14 mJ,峰值功率接近3 MW。可将光纤传能特性曲线分为3个过程:未损伤段(平稳传输段)、光纤端面等离子体击穿段(非平稳传输段)和光纤体损伤段(传输截止段)。分析了光纤损伤形貌和损伤机理。研究表明,同时提高光纤端面等离子体击穿阈值和光纤初始输入段损伤阈值是提高光纤传能容量的关键。
光纤光学 光束传输 激光损伤 高峰值功率激光
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程 物理研究院 北京研究生部,北京 100088
3 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)提取相位的方法,分析自混合干涉信号,不增加系统复杂度就能将激光自混合(SMLD)微位移测量精度提高到纳米量级。在激光自混合微位移测量原理的基础上,介绍了FFT提取相位信号处理方法的思想,并对反馈光水平、傅里叶变换周期大小、物体运动快慢、物体振动幅度大小4种影响因素进行了仿真分析。从仿真和实验结果可知,该信号处理方法适合低速、小幅度运动物体的测量。应用该方法,选择合适的反馈光水平、傅里叶变换周期,可使激光自混合微位移测量精度达到10 nm以内。
微位移测量 快速傅里叶变换 自混合干涉 激光测量 激光与光电子学进展
2010, 47(7): 071201
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 北京研究生部,北京 100088
3 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
激光自混合能有效用于匀速运动物体的速度测量,为了加速激光自混合用于物体速度测量的实用化进程,对激光自混合用于变速运动物体的速度测量进行了探索。引入了基于多项式相位参数提取的信号处理算法;基于激光自混合的测速原理,推导了激光自混合用于变速测量时输出信号的多项式相位表示式,也即建立了激光自混合用于变速测量的仿真模型。通过仿真分析证明:在激光自混合变速测量中采用基于相位多项式参数提取的方法,可以获得物体运动的速度和加速度信息;该方法在较低信噪比的情况下仍然适用。
变速测量 多项式相位 快速傅里叶变换 自混合干涉 激光测量 time-varying velocity measurement polynomial phase fast Fourier transform self-mixing interference laser measurement
1 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院北京研究生部,北京 100088
3 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
为了探讨二极管激光自混合是否可用于高速(km/s)物体的速度测量,对二极管激光自混合测速上限(MMV)问题进行了理论分析。基于三镜腔模型得到了激光器输出功率波动频率与多普勒频率的关系,从载流子密度和光子密度的速率方程出发,将外部反馈光引入的扰动看成是以多普勒频率对激光器产生的小信号调制,得到激光自混合测速上限受激光器弛豫谐振频率大小限制的结论;根据理论分析,测速上限可达千米每秒。
测量 速度测量 干涉测量 二极管激光器 自混合
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
采用Nd∶YAG激光对全石英多模光纤进行激光诱导损伤实验,结果全部为光纤端面损伤, 主要是由光纤端面的杂质缺陷引起的。通过对激光损伤形貌的分析, 明确光纤端面损伤机理。采用Matlab对光纤损伤端面进行图像处理, 获得光纤端面损伤点的大小、出现频率和位置分布的统计特性。通过分析发现,光纤端面损伤点位置分布服从一定的规律, 光纤前端面和后端面不同; 光纤端面不同大小损伤点出现频率服从高斯分布; 注入激光特性参数决定光纤前端面损伤特性, 光纤传能特性以及光纤端面质量决定其后端面损伤特性。
物理光学 激光损伤 光纤端面 损伤形貌 图像处理 统计分布
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所，绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部，北京 100088
综述了激光点火技术的原理、系统组成及最新进展。讨论了影响激光点火的因素。提出了一种小型化激光多点点火系统构想，将微机械光开关、微机械分光器等微电子机械系统器件引进到激光点火系统中，提高了激光点火系统的安全性，减小了体积。指出现阶段激光点火技术遇到的困难，未来研究工作应关注点火过程的理论研究及降低点火能量阈值的方法。
激光技术 激光点火 安全保险装置 微电子机械系统 laser technique laser ignition safety device microelectronic machine system(MEMS)
