摘要：为了提高加速度计的灵敏度,以适应高精度测量的需要,加速度计光学传感器结构灵敏度的提高是至关重要的。在比较了现有光栅加速度计光学传感结构的基础上,提出了一种新型的基于微米光栅的加速度计光学传感器结构的理论设计,建立了数学模型,并对其光学结构的性能进行了分析。给出了衍射光光强分布的理论公式,利用Matlab绘制出光强的变化曲线,分析了光学结构参数对传感器灵敏度的影响。通过改变光学结构的主要参数,能够提高光学传感器结构的灵敏度。进行了光学传感器结构的演示实验,实验结果验证了理论分析的正确性。

摘要：石英谐振器的设计是实现高精度石英振梁加速度计的关键。首先对石英晶体的最优切型切角结构进行研究,确定石英晶体的最优切型切角为(xyt)5°。其次,理论分析并通过仿真验证了石英谐振器的结构参数对石英振梁加速度计标度因数的影响,并对石英谐振器的结构参数进行了优化。最后,对石英谐振器进行了模态仿真,并分析了石英谐振器的尺寸制作偏差对标度因数的影响。用有限元分析方法得到了石英谐振器的理想振型,且石英振梁加速度计的标度因数为40 Hz/g。理论及仿真结果表明该石英谐振器可应用于高标度因数石英振梁加速度计中。

摘要：给出了Si基集成光学陀螺的光路结构,理论计算了余弦型弯曲波导的弯曲半径和弯曲损耗。仿真分析了弯曲波导的宽度、长度与弯曲损耗的关系,进而设计了集成光学陀螺用"K"形耦合器,并通过R-soft软件进行了仿真分析。搭建了弯曲波导的实验测试装置,分别测试了弯曲波导的传输损耗与光模场,结果表明,波导单位损耗为0.014dB/cm,验证了理论计算结果的正确性。采用光束扫描法测试了弯曲波导的模场,实验结果与理想高斯拟合曲线吻合。

摘要：21世纪在光子技术领域中操控光子已成为核心的研究内容。胶体光子晶体因其特殊的周期结构而具有光子禁带的特性,从而可以对特定频率的光进行调控,其应用涵盖了光、电、催化、传感、显示、检测等众多领域,为光功能材料的结构设计和性能优化提供了参考依据。本文主要从两个方面阐述近年来胶体光子晶体对光的调控作用与应用,一方面,光子晶体的光子禁带受外界环境刺激下的调控,其核心是在光子晶体中填充响应性的材料,从而引起光子晶体晶格常数或折光指数的变化,这在化学及生物传感器技术领域有着广阔的应用前景;另一方面,光子晶体对嵌入在其中的发射物质的光学行为能实现有效的控制,这将有力地推动光学器件的发展。文章最后还对胶体光子晶体今后的发展进行了展望。

摘要：通过分析透射电子显微镜的曝光机理,得出了荧光屏亮度与曝光时间之间的关系表达式。设计了TDX-200透射电子显微镜自动曝光电路,并通过实验对自动曝光参数进行了标定。通过对多种实际样品在不同工作模式下进行自动曝光试验,得到了相对清晰的电子显微像。结果表明,TDX-200透射电子显微镜自动曝光的设计满足要求。

摘要：超高宽深比结构氮化硅波导具有低损耗和高偏振消光比的优异性能,是抑制集成光学陀螺中偏振噪声的可行性方案。文章基于FEM和FDTD方法对氮化硅波导的模场分布、弯曲损耗及光纤插入损耗进行了仿真分析,通过对波导截面结构的设计优化,并采用LPCVD和RIE微纳工艺在石英基底上成功制备了宽深比高达100的单模氮化硅波导。表征及通光测试验证了工艺可行性,对一长为12mm的氮化硅直波导测试得偏振消光比达3dB。研究结果对超高宽深比氮化硅波导在集成光学陀螺及相关偏振器件中的应用研究具有一定意义。

摘要：基于相位凝固技术的激光反馈干涉术,为验证其可行性及测量分辨率,设计了微位移测量验证系统。在系统中利用相位调制器进行外腔相位调制,采用相位凝固技术进行采样及解调,重构出外部目标物的位移信息。建立了测量系统的模型,进行了基于相位凝固技术的调制解调算法仿真及位移测量验证实验。实验验证了仿真的正确性和系统的可行性,通过比较外部目标物的实际位移与系统重构位移结果,得出测量峰谷值相对误差小于3%。研究表明,此测量方法能够准确地测量出外部目标物的位移信息,可有效提高系统测量分辨率,并可实现微位移的实时测量。

摘要：研制了以石英音叉探针作为力传感器的频率调制原子力显微镜(FM-AFM)。利用石英音叉具有压电特性且品质因数高的特点,采用正反馈回路控制石英音叉自激振动于实时共振频率处,通过反馈回路中设置自动增益控制环节控制石英音叉振幅恒定;以简单的标定方法,由流经石英音叉的电流定量计算出石英音叉探针的振动幅度;设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的数字锁相环算法,实现了对石英音叉共振频率的数字化解调。结合实验室自制的AFM控制器,实现了频率调制成像功能,得到了多种样品的清晰图像。

摘要：针对工业控制领域对调节阀控制精度和稳定性的要求,设计一种基于MSP430单片机的智能阀门定位器。定位器采用MSP430F5438为核心控制器,执行单元选择高速开关电磁阀,控制算法上采用模糊控制整定PID参数。定位器除可以精确定位外,还具有自整定、自诊断、阀位输出等多种附加功能。在对系统的设计原理、控制要求进行简要说明后,依据模块化设计方法对硬件电路及软件进行了设计。实验结果表明,该系统具有控制精度高、稳定性好、功能丰富、智能化程度高以及便于维护等特点。

摘要：为提高200 k V级透射电子显微镜的性能,满足其分辨率优于0.25 nm的性能指标,要求配备最高输出电压为200 k V、稳定度优于2×10-6/min的高稳定度高压电源。通过研究影响高压电源稳定度的直接因素,为高稳定度高压电源的研制提供了理论参考依据。分析了该款高压电源主电路原理和设计要点。建立了电源闭环稳压系统的数学模型,分析了系统频率特性,系统的良好增益裕度为电源的正常运行提供了保障。结合研制经验提出了改善高压电源整机性能的措施。