1 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 轻量化实验室, 江苏 苏州 215123
液体产品的密度检测是审核产品品质的重要手段之一。针对当前传统密度检测装置体积大、功耗高、不易在线检测的问题, 该文设计并制作了一种基于压电微机械超声换能器(PMUT)的液体密度测量传感器。该传感器由两个PMUT(半径为500 μm, 空气中谐振频率为136 kHz)组成, 分别作为发射端与接收端。实验测试结果表明, 该传感器的谐振频率与液体密度成线性关系, 在776~1 150 kg/m3密度范围内具有良好的响应, 其灵敏度为17 Hz/kg/m3。
密度检测 压电微机械超声换能器 薄膜振动 density detection piezoelectric micromachined ultrasonic transducer thin film vibration
1 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
2 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
3 中国科学院 多功能材料与轻巧系统重点实验室, 江苏 苏州 215123
4 上海师范大学 数理学院, 上海 200234
收发一体式压电微机械超声波换能器(PMUT)的接收信号存在较长的拖尾, 导致近场原始回波难以区分, 造成测量盲区, 对此提出了一种在拖尾段识别回波信号的方法。该方法利用解调对数放大器非线性压缩接收信号并进行包络处理, 得到拖尾段具有明显极值点特征的包络曲线, 并通过包络曲线极值点识别回波峰值。选取8组谐振频率不一的PMUT器件对该方法进行测试验证。结果表明, 在最远测距大于300 cm的情况下, 测量盲区缩减至10 cm附近, 该方法具有一定的有效性与普适性。
收发一体式 拖尾 测量盲区 极值点 峰值 PMUT PMUT integrated transceiver tailing measuring blind area extreme point peak value
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所多功能材料与轻巧系统重点实验室, 江苏 苏州 215123
3 中国科学技术大学 纳米科学技术学院, 江苏 苏州 215123
4 上海师范大学 数理学院, 上海 200234
超声探测作为重要的感知技术, 其探测性能一直是学术界研究的热点。针对薄膜超声换能器谐振位移低, 导致输出声压较低, 从而影响探测性能的问题, 该文提出了一种高动态位移的薄膜ScAlN基超声换能器结构, 该结构直径为360 μm, 中心处膜层由4根悬梁支柱固支, 通过微机电系统(MEMS)微纳加工技术制作了换能器阵列。测试结果表明, 该器件谐振频率下, 中心处动态位移可达2.16 μm/V。此外, 该结构使膜层振动模态转变为输出声压更高的活塞型模态, 相关工作为空气介质中长距离超声测距传感器的研究奠定了基础。
ScAlN薄膜 动态位移 新型pMUT结构 ScAlN film dynamic displacement novel pMUT structure
1 中国科学院武汉物理与数学研究所 波谱与原子分子物理国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430071
4 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米研究国际实验室, 江苏 苏州 215125
微悬臂器件被广泛应用于力学显微镜和光力学研究中, 实现微悬臂之间的耦合在高精密测量和量子声子网络构建方面具有重要的应用前景。不同于通过电、磁相互作用实现微纳共振器之间耦合的方法, 设计并制备了通过结构应力实现耦合的微悬臂阵列。模拟和实验结果表明, 这种结构应力耦合微悬臂阵列不仅可以获得较大的耦合强度和较高的力学性能, 同时悬臂之间的耦合强度也容易控制。对于其它形式的微纳共振器, 同样可以利用结构应力耦合这种方法来实现共振器之间耦合的阵列。
微悬臂阵列 结构应力耦合 有限元分析 激光干涉测量 micro-cantilever arrays mechanical stress coupling finite element analysis laser interferometry
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
对应用于微反射镜制作的叠层光刻胶牺牲层工艺及微反射镜表面残余应力控制进行了研究。讨论了光刻胶牺牲层在电镀时的污染问题,提出了用电镀结束后重新制作光刻胶牺牲层的方法来保证牺牲层表面质量。同时提出蒸发-电镀相结合的工艺,解决了上层光刻胶溶剂穿过中间结构层浸入底层光刻胶的问题,并通过控制蒸发与电镀过程中应力状态不同的两层金属薄膜的厚度解决了微反射镜镜面存在残余应力问题。最后成功释放了620μm×500μm×2μm,悬空高12μm的微反射镜结构。
微反射镜 叠层光刻胶 牺牲层 残余应力 micromirror laminated photoresist sacrificial layer residual stress 光学 精密工程
2008, 16(11): 2204
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
在给定的电镀液组分下,对掩模电镀微结构的厚度均匀性及镀层横截面轮廓进行了研究,讨论了影响微结构镀层厚度均匀性的主要因素,分析了镀层横截面轮廓随电流密度的改变而变化的原因.电镀液中无添加剂时,镀层均匀性与阴极极化度及电镀边缘效应直接相关;电镀液中有添加剂时,本实验所使用添加剂所具有的并存吸附状态是影响镀层均匀性的主要因素.通过实验得到可获得良好均匀性镀层的电镀参数为:i＝(6±2)mA/cm2,t＝25℃.
掩模电镀 微结构 均匀性 并存吸附状态
