波長(cháng)調制型光波導集成MOEMS加速度計

微光機電系統（MOEMS）加速度計綜合了光學(xué)、微機械和電學(xué)等多種學(xué)科的特征，不只具有一般MEMS傳感器的體積小、低成本的優(yōu)勢，并且進(jìn)一步拓寬了加速度計的應用范疇，因而過(guò)去十幾年得到了快速開(kāi)展。按照光學(xué)原理，加速度計被分為光強調造、相位調造和波長(cháng)調造等多品種型。基于光強調造原理設想的傳感器開(kāi)展較早，器件相對成熟，但其精度不高，光源不變性間接影響加速度計的分辯率。相位調造型和波長(cháng)調造型傳感器基于其高精度、高不變性和高可靠性等長(cháng)處，成為MOEMS加速度計的支流趨向。

據麥姆斯征詢(xún)報導，為了進(jìn)一步提拔MOEMS加速度計性能，上海應用手藝大學(xué)研究人員通過(guò)連系光學(xué)檢測模塊和加速度計微機械構造的優(yōu)化闡發(fā)，并綜合微加工手藝前提，設想了一種基于波長(cháng)調造的雙端差分檢測MOEMS加速度計。該加速度計具有高靈敏度、高線(xiàn)性度、高不變性和抗電磁干擾等優(yōu)勢。相關(guān)研究功效已頒發(fā)于《應用手藝學(xué)報》期刊。

該項工做中，為了設想一種高靈敏度、不變性好、測試簡(jiǎn)便的光學(xué)加速度計，研究人員選擇了對光源不變性要求低、抗噪才能強的波長(cháng)調造檢測模塊。基于成立的光學(xué)模子，通過(guò)改動(dòng)活動(dòng)光柵數、光柵間距、光柵厚度等影響透射光譜因子，闡發(fā)了透射光譜變革對加速度計靈敏度、量程等性能影響。此中，活動(dòng)光柵數增加，透射波的透射率變低，對加速度計檢測部門(mén)要求變高；兩光柵間距變小，透射波波長(cháng)變革明顯，加速度計的靈敏度進(jìn)步，但量程變??；光柵厚度增加，透射光譜的禁帶變窄，會(huì )影響加速度計的量程。通過(guò)研究那些影響因素，并總結透射光譜變革規律，研究人員完成了加速度計的優(yōu)化設想。

差別活動(dòng)光柵數的模子

綜合光學(xué)檢測模塊的優(yōu)化闡發(fā)，并連系微加工手藝前提，研究人員設想了一種具有雙端差分檢測構造的MOEMS加速度計。其量量塊由*個(gè)Μ形梁支持，2個(gè)活動(dòng)光柵對稱(chēng)散布在量量塊兩邊。當施加外部加速度時(shí)，毗連在量量塊上的活動(dòng)光柵在傳感標的目的中有相對位移，從而招致輸出透射波長(cháng)變革。通過(guò)檢測波長(cháng)變革，計算加速度的大小。該雙端檢測構造進(jìn)步了器件的對稱(chēng)性，降低了穿插靈敏度的影響，同時(shí)在測試中能停止成果驗證，使檢測成果不受儀器毗連等報酬因素影響。

經(jīng)仿實(shí)計算，該加速度計的機械靈敏度為*.8* μm/g，光學(xué)檢測靈敏度為0.*2 μm/g，分辯率為*9×*0?? g，諧響應頻次為*7* Hz。

MOEMS加速度計構造

MOEMS加速度計的前二階諧振模子

禁帶中仿實(shí)**次的透射波示企圖

加速度與透射波長(cháng)特征曲線(xiàn)

該項研究提出的MOEMS加速度計具有高靈敏度、高線(xiàn)性度、高不變性和抗電磁干擾等優(yōu)勢，將可以適用于強磁場(chǎng)、長(cháng)途遙控等情況中的振動(dòng)監測。