基于光学微腔的MOEMS微位移传感器  

MOEMS Micro-displacement Sensor Based on Optical Resonator

作　　者：刘正[1] 严英占[1] 刘俊[1] 闫树斌[1] 

机构地区：[1]中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051

出　　处：《自动化与仪表》2011年第2期1-3,16,共4页Automation & Instrumentation

基　　金：国家973规划前期项目(2009CB326206);山西省高等学校中青年拔尖创新人才支持计划资助项目;山西省高等学校优秀青年学术带头人支持计划资助和;山西省研究生优秀创新项目(20093076);太原市科技立项项目资助(100115129;100115122)

摘　　要：该MOEMS微位移传感器是一种基于光波导环形谐振腔的悬臂梁式传感器,通过一系列的微加工技术集成制造在SOI材料上。光学微腔是一种新型的光学谐振腔,当其在回音廊模式下(WGM)共振时可以检测到规则的透射谱图,该传感器通过测量透射谱的偏移来确定位移量。利用有限元分析法可以得到悬臂梁结构的最佳尺寸参数,利用时域有限差分方法(FDTD)可以得到环形腔投射谱的偏移特性。当使用跑道型谐振腔时,该新型传感器最高可以探测到10nm左右的位移量。A novel MOEMS displacement sensor based on a waveguide micro ring resonator on a flexible cantilever was proposed and demonstrated,and this device is fabricated on a SOI wafer.This sensor operates by measuring the shift of the transmission spectrum.We use finite element method simulations to obtain the optimum cantilever design,and also obtain the transfer characteristics of micro ring resonators by using finite difference time domain simulation.This new device should detect the displacement of about 10nm,and the highest sensitivity is obtained in a race-track resonator.

关 键 词：位移传感器 环形谐振腔 光波导 微光机电系统 

分 类 号：TP212.1[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]