PMUT集成Helmholtz谐振腔对测距性能产生的影响分析

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作者 刘浩杰 塔桂峰 +5 位作者 姚术涛 李加东 苗斌 商文玲 冯昌坤 陶金燕 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期113-120,128,共9页

压电微机械超声换能器(PMUT)是超声测距领域的重要传感器件,增强PMUT的测距性能对促进工程化应用具有重要意义。基于Helmholtz谐振腔体的吸声和扩声特性,设计了吸收PMUT背部声波的腔体结构及正向扩声的喇叭口结构。实验结果表明,在2 m... 压电微机械超声换能器(PMUT)是超声测距领域的重要传感器件,增强PMUT的测距性能对促进工程化应用具有重要意义。基于Helmholtz谐振腔体的吸声和扩声特性,设计了吸收PMUT背部声波的腔体结构及正向扩声的喇叭口结构。实验结果表明,在2 m距离处,集成Helmholtz谐振腔体的PMUT在超声信号幅值上有显著提升,达到321.13 mV,相较于常规贴片薄膜下的腔体结构,信号幅度增加了90.5 mV,增幅为39.2%。此外,配备Helmholtz共振特性喇叭口的PMUT在同一距离上的信号幅值测量结果为540.72 mV,相较于未配置喇叭口的PMUT,信号幅值增加了162.41 mV,增幅达到42.9%。上述结果表明,将PMUT与Helmholtz谐振腔体的声学特性相结合,对于提升PMUT在超声测距领域的应用具有重要意义。 展开更多

关键词 压电微机械超声换能器(PMUT) Helmholtz谐振腔体 有限元仿真 超声测距

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梯度风场滑翔仿生飞行器设计与仿真 被引量：1

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作者 刘建河 王孟硕 +3 位作者 刘坤 李人澍 黄伟 李加东 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第5期103-109,共7页

将信天翁从梯度风场中获取能量滑翔数千英里的飞行策略应用在飞行器上是突破飞行器续航瓶颈的重要方法之一。本文结合信天翁身体特性和飞行策略,设计了一种具有信天翁仿生外形、气动布局和控制方式的仿信天翁飞行器,巡航时升阻比为梯形... 将信天翁从梯度风场中获取能量滑翔数千英里的飞行策略应用在飞行器上是突破飞行器续航瓶颈的重要方法之一。本文结合信天翁身体特性和飞行策略,设计了一种具有信天翁仿生外形、气动布局和控制方式的仿信天翁飞行器,巡航时升阻比为梯形翼飞行器的1.13倍,最大可达梯形翼飞行器升阻比的1.31倍,通过翼尖变形阻力最高可减小12%,翼根载荷减小35%。根据信天翁在滑翔时不时扑动翅膀的行为提出了间歇动力梯度风滑翔方法,对仿信天翁飞行器进行了风梯度滑翔操控性能仿真。结果表明实际飞行路径与风梯度滑翔路径的误差小于5%,能量消耗为匀速飞行的51.5%,验证了间歇动力梯度风滑翔策略的合理性。 展开更多

关键词 梯度风场 飞行策略 仿生无人机 变形机翼 操控性能

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基于ScAlN薄膜的高频PMUT阵列的设计与制造 被引量：1

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作者 塔桂峰 刘建河 +5 位作者 李加东 姚术涛 刘浩杰 苗斌 商文玲 陶金燕 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期496-504,共9页

高频压电微机械超声换能器(PMUT)应用于各种场景,如指纹识别、无损检测、医疗成像。在当前非侵入式血管成像应用中,存在换能器使用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)及局限于1-D PMUT阵列的问题。设计并制作了一种基于ScAlN材料压电薄膜的2D-PMUT... 高频压电微机械超声换能器(PMUT)应用于各种场景,如指纹识别、无损检测、医疗成像。在当前非侵入式血管成像应用中,存在换能器使用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)及局限于1-D PMUT阵列的问题。设计并制作了一种基于ScAlN材料压电薄膜的2D-PMUT阵列。为了进一步得到阵列最佳的输出性能,降低栅瓣影响,设计了间距为波长的1/2(300μm)的并联六边形阵列,增大了填充因子,降低了阻抗,提高了输出电流。采用SOI晶片作为PMUT的基本结构,设计了微机电系统(MEMS)工艺流程,并完成了晶片制作。通过扫描电子显微镜和聚焦离子束切割确定PMUT的形貌和结构尺寸,并且测得在水中的谐振频率为2.36 MHz。仿真与测试结果表明,测试误差为9.2%,位移灵敏度较好,有望满足非侵入式血管成像应用需求。 展开更多

关键词 高频压电微机械超声换能器阵列(PMUT) ScAlN薄膜 有限元仿真 器件制备 非侵入式血管成像

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基于大高宽比CD-AFM探针的设计与制备

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作者 贺龙 李淑娴 +4 位作者 苗斌 李加东 陈颖 苗小浦 吴森 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期409-413,428,共6页

针对传统原子力显微镜(AFM)探针和关键尺寸原子力显微镜(CD-AFM)探针受限于针尖有效扫描高度较低,无法对深沟槽和大悬垂侧壁结构进行精准扫描成像的问题,提出了一种大高宽比针尖结构的新型CDAFM探针设计与制备方案。开发的新型CD-AFM探... 针对传统原子力显微镜(AFM)探针和关键尺寸原子力显微镜(CD-AFM)探针受限于针尖有效扫描高度较低,无法对深沟槽和大悬垂侧壁结构进行精准扫描成像的问题,提出了一种大高宽比针尖结构的新型CDAFM探针设计与制备方案。开发的新型CD-AFM探针针尖有效高度为5.1~5.8μm,高宽比达到14,相较于传统硅基CD-AFM探针,其有效高度提升了约4倍。利用开发的探针完成了标称深度为2.3μm、深宽比为4.6的深沟槽样品测试。 展开更多

关键词 关键尺寸原子力显微镜探针 深沟槽 大悬垂侧壁 大高宽比 有效高度

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一种基于动态pMUT的距离与方向双向检测方法

5

作者 陶金燕 李加东 +6 位作者 戴晔 商文玲 王丹芮 冯昌坤 胡益民 姚术涛 塔桂峰 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期722-728,共7页

超声波传感器是移动机器人广泛采用的空间感知手段。为了提高空间感知范围,现有移动机器人常采取多传感器组合的方式,导致感知系统体积大、功耗高、系统复杂。提出了一种基于动态压电微机械超声换能器(pMUT)的检测方法,实现了单颗器件... 超声波传感器是移动机器人广泛采用的空间感知手段。为了提高空间感知范围,现有移动机器人常采取多传感器组合的方式,导致感知系统体积大、功耗高、系统复杂。提出了一种基于动态压电微机械超声换能器(pMUT)的检测方法,实现了单颗器件的双向检测功能,使测量范围在小体积、低功耗情况下获得成倍的增加。该方法利用压电薄膜双向振动的特点得到超声波双向回波信号,从而获取两个方向的测量距离。测试表明,使用该方法后单向测量范围基本不变,能准确测量两个方向上障碍物的距离,并在动态情况下反映障碍物对应方向。该方法有助于简化感知系统,有望在微型机器避障等方面发挥重要作用。 展开更多

关键词 压电微机械超声换能器(pMUT) 双向检测 移动机器人 空间感知 测距

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一种EO-YOLOX输电线绝缘子检测方法

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作者 胡益民 曲光 +2 位作者 王夏兵 张杰 李加东 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期229-234,共6页

为了保证电力系统的安全运行,使用无人机巡检技术对高压绝缘子进行日常检查是必要的。然而,受到电力线磁场和飞行安全的影响,图像数据中绝缘子像素表征减少,进而导致绝缘子检测的准确性降低。针对上述问题,提出了一种有效优化YOLOX(Effi... 为了保证电力系统的安全运行,使用无人机巡检技术对高压绝缘子进行日常检查是必要的。然而,受到电力线磁场和飞行安全的影响,图像数据中绝缘子像素表征减少,进而导致绝缘子检测的准确性降低。针对上述问题,提出了一种有效优化YOLOX(Efficient Optimization YOLOX,EO-YOLOX)检测模型。该模型首先利用空洞卷积(Atrous Convolution)的思想,提出了空洞空间金字塔池化(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)模块,消除图像中的无关信息,提高了网络识别感兴趣区域的能力。其次,在特征融合阶段加入了注意特征融合(Attentione Feature Fusion,AFF)模块,通过向融合特征图中补充深层语义和浅层细节信息,提高了检测绝缘子的准确性。最后,针对传统损失函数不能准确反映两个边界框之间距离的问题,提出了一种优化损失函数,以更准确地评估边界框的质量。将该算法在绝缘子数据集上进行了实验和测试,结果表明,与传统的YOLOX方法相比,该算法在识别绝缘子方面表现优异,mAP值提高了约2.59%。该模型的实时处理效率高达41.21帧每秒,有效解决了绝缘子检测难题。 展开更多

关键词 绝缘子检测 空洞卷积 EO-YOLOX 绝缘子数据集

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聚吡咯@二氧化锰/碳纳米管薄膜电极的制备及在高性能锌离子电池中的应用 被引量：4

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作者 沈晓帆 王晓娜 +7 位作者 俞能晟 杨薇 周雨融 石艳红 王玉莲 董立忠 邸江涛 李清文 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期52-59,共8页

中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为... 中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为了解决上述问题,本文设计了以碳纳米管(CNT)网络薄膜为导电基底沉积聚吡咯(PPy)包覆二氧化锰(PPy@MnO_(2)/CNT)的多级结构电极。碳纳米管和聚吡咯组装形成高比表面积的三维交联导电网络,为活性材料提供了快速的电子、离子传输通道;聚吡咯包覆纳米级二氧化锰能够有效地抑制二氧化锰的溶解,进而提升电池的倍率特性和循环稳定性。以PPy@MnO_(2)/CNT作为正极材料组装的水系锌锰电池在1 A·g^(-1)的电流密度下,比容量达到210 mAh·g^(-1),循环1000圈后,电池依然具有较高的容量保持率(85.7%)。本工作的导电聚合物包覆活性物质的策略可为发展高稳定柔性储能器件提供新思路。 展开更多

关键词 锌离子电池 聚吡咯@二氧化锰 碳纳米管 柔性电池 长循环

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基于压电微机械超声换能器的扫描式手势识别传感器 被引量：1

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作者 张士钦 胡益民 +2 位作者 苗斌 王光华 李加东 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第11期1808-1816,共9页

超声手势识别是实现非接触交互的重要方式之一。基于压电微机械超声换能器(PMUT)的手势识别传感器具有功耗低、体积小、不受环境光影响等优点,当前主要是基于PMUT阵列的方式实现,提出了一种基于单振元PMUT的扫描式手势识别传感器。该传... 超声手势识别是实现非接触交互的重要方式之一。基于压电微机械超声换能器(PMUT)的手势识别传感器具有功耗低、体积小、不受环境光影响等优点,当前主要是基于PMUT阵列的方式实现,提出了一种基于单振元PMUT的扫描式手势识别传感器。该传感器由PMUT及电磁驱动单元组成,设计并制备了1.6 mm×1.6 mm的单振元PMUT,振膜半径为500μm,谐振频率为108 kHz,完成了PMUT与电磁驱动单元集成,电磁驱动单元驱动PMUT实现手势扫描,利用多层感知机(MLP)模型完成了手势识别测试。实验结果表明:该扫描式手势识别传感器可实现检测距离为150~600 mm、角度为180°范围内的6种手势识别,平均识别准确率最高为85.66%。 展开更多

关键词 压电微机械超声换能器(PMUT) 手势识别传感器 电磁驱动 超声扫描 多层感知机(MLP)

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用于减小PMUT“盲区”的回波检测方法 被引量：1

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作者 王光华 张玉超 +5 位作者 胡益民 苗斌 张士钦 周红宇 赵祥永 李加东 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第3期363-367,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 PMUT 收发一体式 拖尾 测量盲区 极值点 峰值

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声压增强型压电微机械超声换能器 被引量：1

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作者 张玉超 王光华 +3 位作者 周红宇 张士钦 苗斌 李加东 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第4期619-623,共5页

压电微机械超声波换能器(PMUT)在医疗成像、测距、无损检测和流量感应等领域有着广阔的应用前景。针对传统结构PMUT输出声压较低的问题,该文提出了一种集成亥姆霍兹谐振腔的声压增强型PMUT。构建了声压增强型PMUT的等效电路模型,模拟并... 压电微机械超声波换能器(PMUT)在医疗成像、测距、无损检测和流量感应等领域有着广阔的应用前景。针对传统结构PMUT输出声压较低的问题,该文提出了一种集成亥姆霍兹谐振腔的声压增强型PMUT。构建了声压增强型PMUT的等效电路模型,模拟并对比分析了声压增强型PMUT和传统PMUT的轴上声压。结果表明在70 kHz谐振频率下,声压增强型PMUT沿z轴的输出声压比传统的PMUT沿z轴的输出声压高约42%。测距结果表明,集成了亥姆霍兹谐振腔的PMUT最远测距能力达到2.62 m,比传统结构的PMUT提升了27%。这种结构为PMUT在提升测距能力和拓宽应用场景方面提供了一种新思路。 展开更多

关键词 压电微机械超声波换能器(PMUT) 输出声压 亥姆霍兹谐振腔 等效电路 测距

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碳纳米管/尼龙并股人工肌肉纤维的制备与性能表征 被引量：1

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作者 吴鹏飞 宋彦辉 +3 位作者 俞能晟 乔健 邸江涛 门传玲 《山东化工》 CAS 2019年第14期16-20,23,共6页

高度定向的尼龙纤维在加热时收缩且直径增加,扭曲然后卷绕这些材料的单丝形成螺旋弹簧,通过各向异性的热膨胀在加热时能够产生高的拉伸致动。通过使用电流来进行焦耳加热是控制驱动的便利方法。在这项工作中,浮动化学气相沉积法制备的... 高度定向的尼龙纤维在加热时收缩且直径增加,扭曲然后卷绕这些材料的单丝形成螺旋弹簧,通过各向异性的热膨胀在加热时能够产生高的拉伸致动。通过使用电流来进行焦耳加热是控制驱动的便利方法。在这项工作中,浮动化学气相沉积法制备的碳纳米管纤维被用作肌肉表面的焦耳加热元件,人工肌肉在低电压下(小于1V/cm)可以观察到产生14.2%的线性驱动,能量密度达到538.1J/kg。优异的循环性能预示着在智能织物领域有重要应用。 展开更多

关键词 尼龙纤维 碳纳米管纤维 人工肌肉 驱动

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双沟道脊波导InGaAsP/InGaAsP半导体激光器的温度分布仿真

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作者 李晓 张瑞英 +1 位作者 郭春扬 赵岳 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第5期356-361,373,共7页

采用二维有限元法(FEM)模拟了激射波长为1 550 nm的InGaAsP/InGaAsP多量子阱(MQW)双沟道脊波导(DCRW)激光器的热分布,系统研究了钝化层材料、沟道宽度、Au层厚度和石墨烯填充对激光器散热的影响。模拟结果表明,上述参数均对激光器的有... 采用二维有限元法(FEM)模拟了激射波长为1 550 nm的InGaAsP/InGaAsP多量子阱(MQW)双沟道脊波导(DCRW)激光器的热分布,系统研究了钝化层材料、沟道宽度、Au层厚度和石墨烯填充对激光器散热的影响。模拟结果表明,上述参数均对激光器的有源区温度和热分布产生影响。当没有石墨烯填充时,激光器的温升随着沟道宽度减少而提高;当有石墨烯填充时,激光器的温升随着沟道宽度和石墨烯厚度增加而提高。采用AlN钝化层、Au层加厚和石墨烯填充优化的激光器结构,其温升比传统结构激光器的温升低6℃。该结果为设计制备InGaAsP/InGaAsP激光器改善其散热性能提供指导,可为其他InP基光子集成回路改善热性能提供参考。 展开更多

关键词 温升 InGaAsP/InGaAsP多量子阱(MQW) 双沟道 脊型 半导体激光器

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Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导高效耦合的容差范围

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作者 王天甲 张瑞英 王杰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第12期925-931,共7页

Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成的反馈外腔半导体光源及其相关集成器件成为近年来的研究热点,大容差范围是该类器件提高成品率和降低制备成本的有效途径。采用有限差分光束传播法,针对应用于大尺寸Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的双锥形耦合器结构进行了仿真... Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成的反馈外腔半导体光源及其相关集成器件成为近年来的研究热点,大容差范围是该类器件提高成品率和降低制备成本的有效途径。采用有限差分光束传播法,针对应用于大尺寸Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的双锥形耦合器结构进行了仿真,研究了实现高效耦合结构参数容差范围。结果表明,当Ⅲ-Ⅴ材料有源波导中缓冲层厚度为0.5~0.7μm,有源波导锥形区长度为400~800μm,锥形区尖部宽度为0.5~0.55μm,有源波导增益区宽度为2.9~3.1μm,无源波导锥形区的长度超过500μm,有源波导相对于Si波导的偏移量小于1μm时,Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的耦合效率均可达到90%以上。研究双锥形Ⅲ-Ⅴ/Si波导高效耦合参数的容差范围可为下一步制备出高效耦合的该类大尺寸混合集成器件提供参考。 展开更多

关键词 Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导 耦合效率 双锥形耦合器 有限差分光束传播法(FD-BPM) 容差范围

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面向嵌入式平台多视图立体视觉深度感知

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作者 单兵 胡益民 +1 位作者 张龙 李加东 《计算机系统应用》 2023年第5期105-111,共7页

针对目前基于神经网络的多视图立体视觉(multi-view stereo,MVS)深度估计算法存在参数量大、内存消耗严重,难以满足当下低算力嵌入式平台的需求.提出基于MVS2D极线注意力机制与MobileNetV3-Small的MVS深度感知网络(Mobile-MVS2D).该网... 针对目前基于神经网络的多视图立体视觉(multi-view stereo,MVS)深度估计算法存在参数量大、内存消耗严重,难以满足当下低算力嵌入式平台的需求.提出基于MVS2D极线注意力机制与MobileNetV3-Small的MVS深度感知网络(Mobile-MVS2D).该网络采用编码器-解码器的结构,使用MobileNetV3-Small网络进行编码特征提取,对源图像与参考图像之间不同特征层的尺度信息耦合采用极线注意力机制,解码阶段引入SE-Net与跳跃连接扩展解码特征细节,提升预测精度.实验结果表明,提出的模型在ScanNet数据集中在深度图的评价指标中展现较高的精度.在与视觉SLAM结合下可以展现出较准确的三维重建效果,具有较好的鲁棒性.在Jeston Xavier NX上推理精度为Float16尺寸为640×480的图片组,仅需0.17 s,GPU消耗仅需1 GB,能够满足低算力嵌入式平台的需求. 展开更多

关键词 多视图立体视觉 嵌入式 注意力机制 三维重建

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集成化光纤陀螺用高宽深比氮化硅光引擎芯片

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作者 李佳龙 牛亚楠 +3 位作者 冯昌坤 姜腾蛟 李淑娴 李加东 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第19期249-256,共8页

针对惯性导航系统对光纤陀螺小型化和低成本的迫切需求,提出并设计了一种基于高宽深比氮化硅波导的集成化光纤陀螺用光引擎芯片。该芯片可兼具光源耦合、分束、传输和起偏等片上功能。光引擎芯片主要由两个1×2多模干涉(MMI)分束器... 针对惯性导航系统对光纤陀螺小型化和低成本的迫切需求,提出并设计了一种基于高宽深比氮化硅波导的集成化光纤陀螺用光引擎芯片。该芯片可兼具光源耦合、分束、传输和起偏等片上功能。光引擎芯片主要由两个1×2多模干涉(MMI)分束器和起偏器构成。通过Lumerical FDTD对芯片的重要参数进行仿真计算,确定MMI分束器的尺寸,为15μm×200μm。该芯片偏振消光比可达33 dB,且分光均匀。最后,讨论并设计了氮化硅光引擎芯片低损耗的加工工艺。所设计的高宽深比氮化硅光引擎芯片,为高精度光纤陀螺的小型化和集成化奠定了坚实的基础。 展开更多

关键词 集成化光纤陀螺 高宽深比氮化硅波导 光引擎芯片 MMI分束器

原文传递

用于集成光学陀螺的氮化硅层间耦合干涉环

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作者 姜腾蛟 冯昌坤 +2 位作者 李佳龙 刘建河 李加东 《中国激光》 CSCD 北大核心 2024年第22期250-258,共9页

集成光学陀螺具有小型化、集成化和低成本的巨大优势,可广泛应用于航空航天、导航卫星以及无人机等惯性导航领域。提出并设计了一种用于集成光学陀螺的氮化硅层间耦合干涉环结构,该氮化硅波导的截面尺寸为3.0μm×0.1μm,具有高宽... 集成光学陀螺具有小型化、集成化和低成本的巨大优势,可广泛应用于航空航天、导航卫星以及无人机等惯性导航领域。提出并设计了一种用于集成光学陀螺的氮化硅层间耦合干涉环结构,该氮化硅波导的截面尺寸为3.0μm×0.1μm,具有高宽深比的特点。进一步通过Lumerical MODE对干涉环的重要参数进行仿真,确定了层间耦合干涉环的弯曲半径为5 mm,波导干涉环在水平方向上的间距为7μm,在垂直方向上的间距为3μm,上下层之间的波导环通过锥形垂直耦合器实现光场耦合。完成了百米级氮化硅层间耦合干涉环结构设计方案,同时提出了氮化硅层间耦合干涉环低损耗的加工工艺。所设计的氮化硅层间耦合干涉环有助于降低集成光学陀螺的体积,对于集成光学陀螺的工程化应用具有重要意义。 展开更多

关键词 集成光学陀螺 氮化硅波导 层间耦合 锥形垂直耦合器

原文传递

通过力学设计制备高质量半导体纤维

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作者 吴靖 汪志勋 +2 位作者 李栋 魏磊 张其冲 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期1976-1979,共4页

纤维技术领域的最新突破促使具有紧密界面的功能材料能够在一维限域空间内精准组装成具有特定几何结构的单根纤维,可用于传感器、能量收集和存储、显示器和医疗设备等.其中,半导体是调节纤维器件性能的关键组件,因此,纤维内部半导体的选择.

关键词 医疗设备 能量收集 传感器 单根纤维 半导体 几何结构 器件性能 显示器

原文传递

基于连续化制备的核壳结构压感纤维阵列式精准轮廓识别垫

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作者 欧阳静宇 欧阳举 +7 位作者 胡佳雨 刘晓娟 李攀 杨麦萍 王佳希 侯冲 张其冲 陶光明 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期665-677,共13页

记录和理解外界压力刺激对于人与周围环境交互的研究和智能机器人的开发具有重要意义.现有的压力传感设备多为刚性结构难以自然贴附于物体表面,且低密度传感单元使得物体压力特征信息的获取受到限制,一种可适形、全覆盖、高密度的压力... 记录和理解外界压力刺激对于人与周围环境交互的研究和智能机器人的开发具有重要意义.现有的压力传感设备多为刚性结构难以自然贴附于物体表面,且低密度传感单元使得物体压力特征信息的获取受到限制,一种可适形、全覆盖、高密度的压力传感与分析系统亟待研究.本文采用湿法纺丝工艺连续化制备了芯层为混纺导电芯材,包层为碳纳米管掺杂的聚氨酯的核壳结构压感纤维,通过缝纫、刺绣方式在织物表面构筑经纬结构的交叉点压力传感阵列.结合阵列数据采集实时捕获压力图谱帧,基于深度学习卷积神经网络驱动的算法模型,实现了物体轮廓识别垫对环境物体的轮廓精准分类识别.该识别系统准确率高达99.4%,证明了其在提取物体的压力信息和揭示物体的形态特征的应用潜能. 展开更多

关键词 压感纤维 传感织物 阵列数据采集 深度学习卷积神经网络

原文传递