振动式压电发电机及其在无线传感器网络中的应用

为了预测基于悬臂梁结构的振动式压电发电机的固有频率、输出电压和输出功率等关键参数,通过理论分析得到了悬臂梁式压电发电机的理论模型,该模型比Roundy模型与试验结果更加吻合。针对故障诊断无线传感节点瞬时功率大、平均功率小的特点,设计了基于多振子的功率调节电路,当主回路超级电容器储存的电能可以使无线传感节点正常工作时,将主回路打开,开始进行测量和向监测中心传送数据。在轮船发动机上进行的现场试验表明振动式压电发电机可以为无线传感器节点供电。

真空微电子压力传感器的研制

提出了一种带过载保护功能的真空微电子压力传感器。对传感器的压力敏感膜尺寸、阴阳极间距等结构参数进行了分析计算;针对过载保护的问题,在结构上设计了过载保护环,实现了真空微电子压力传感器的过载自保护功能。采用硅的干、湿法结合的腐蚀、氧化锐化和真空键合等工艺技术,成功地研制出传感器实验样品。对传感器实验样品的参数进行了测试分析,其场致发射阴极锥尖阵列密度达24000个/mm2,起始发射电压为0.5～1V,反向电压≥25V,当正向电压为5V时,单尖发射电流为0.2nA,压力灵敏度为0.1μA/KPa。

硅微机械与光纤组合式列阵传感器

本文提出了一种新颖的硅微机械与光纤组合式列阵传感器，它的主要结构部分是通过半导体微细加工技术在硅片上得到的。文中介绍了这种传感器的结构，工作原理及研制工艺，讨论分析了影响传感器灵敏度的主要因素。研制的硅微机械与光纤组合式列阵传感器初步应用于声光探测的实验系统中，获得了较满意的结果。

基于量子级联激光器的气体检测系统的发展与应用

量子级联激光器(QCLs)的快速、灵敏和选择性气体检测等独特优点,使其成为2.5～25μm波长范围内中红外气体检测的理想光源。中红外QCLs在气体检测方面的应用已成为世界各国的研究焦点。尤其是在大气环境监测、太空探索和反恐防恐等领域的应用表现出了其他红外检测系统无可比拟的优势。该文重点介绍了基于量子级联激光器的气体检测系统工作原理、应用及发展趋势。

硅微机械与光纤组合式列阵传感器的研制工艺

系统地介绍了一种新颖的硅微机械与光纤组合式列阵传感器的特殊制造工艺。在工艺实验的基础上对硅微悬臂梁列阵形成的光刻技术，各向异性腐蚀的机理与方法，梁膜厚度的精确控制，传感器的一体化等技术进行了较深入的研究，并对实验结果进行了详细地分析。这些工艺与常规的ＩＣ工艺兼容，为这类微传感器和执行器的研制打下了较好的实验基础。

微型生化分析系统

介绍了一种基于微型光纤光谱仪的微型生化分析系统 ,对其进行了标定和实验测试。实验中对Fe2 + 邻二氮菲溶液体系的吸收谱进行了测试 ,做出了相应的工作曲线。并将测试结果与国内的 72 2型分光光度计的实测结果进行了比较 ,实验结果表明该微型生化分析系统已达到实用化的要求 ,且具有实时全光谱 (35 0～ 80 0nm)分析、体积很小等优点 。

快速救护微型生化检测仪的光学系统设计

针对快速救护微型生化检测仪对其光学系统的微小型要求,设计了一种基于微型光谱仪的快速救护微型生化检测仪光学系统,实现了光学系统的微小型化。实验测试结果表明,该光学系统满足了快速救护微型生化检测仪光学系统的设计与应用要求。

集成硅微悬臂梁融合式传感器制造技术

简要地描述了以各种微结构的硅悬臂梁作为敏感元件构成的不同用途的新型融合式传感器及其列阵；介绍了硅微悬臂梁融合式传感器的设计和制造工艺；对笔者正在研究的硅微悬臂梁与光纤组合式列阵感器作了初步的报道。研究结果表明这是一种很有前途的技术。

微型多道成像光谱分析系统集成化的探索

提出用微机械技术和常规半导体集成电路微细加工技术将庞大复杂的多道成像光谱分析系统集成化和微型化的新思想。研究了微型多道成像光谱分析系统的基本结构、工作原理和主要的制作方法。讨论了实验分光系统、成像系统和高灵敏度探测器列阵混合集成在一块三维硅基片上的初步方案。

基于Fabry-Perot腔阵列的集成化微型光谱仪方案及模拟

提出了一种微型光谱仪,该微型光谱仪基于法布里-珀罗腔滤波性的阵列式微型光谱仪。其基本结构是在硅基底上实现多个不同腔长的阵列,从而实现对多个波长的监测。探测单元即为一个法布里-珀罗腔,由硅基底-金属薄膜-二氧化硅层-金属薄膜构成。进行了相应的模拟计算,结果表明在基本结构为铝膜(14nm)-SiO2-银膜(39 nm)的情况下,通带半宽度可达到15 nm,单个探测单元面积仅为0.14 mm×0.14 mm即可达到微型光栅式光谱仪(最小体积在cm量级)的光通量,整个光谱探测部分体积仅在mm量级。该微型光谱仪设计尺寸在几个mm的量级、无活动部件,可以同时对多个波长进行检测,并可望利用现有IC加工手段实现光谱仪传感器化。

电泳芯片上低工作电压分离模式的电场模拟分析

本文根据电泳芯片的低工作电压分离理论模型,选定采用对分离管道侧壁阵列电极以等间距施加电压的方式作为电场模拟分析的模型。利用ANSYS有限元软件分析系统,对微分离管道中的电场分布进行模拟仿真分析。重点探讨了阵列电极的布置方式、电极个数和位置、微分离管道形状、电极表面绝缘层等因素对微管道中电场分布的影响;详细计算和优化了利用电极阵列实现低工作电压分离过程中,分离微管道及电极阵列的基本设计和结构参数。这为研制一种微型化的低电压电泳芯片系统奠定了一定的理论基础。

降低集成化平面螺旋电感寄生串联电阻的途径

对集成化平面电感的串联电阻对电感 Q值的影响进行了计算机模拟分析 ,结果表明 ,微型电感中的串联电阻对电感 Q值的影响严重 ,在电感的串联电阻大于 2 0 0Ω时 ,电感的 Q值下降到 1左右 ,已无法满足实际需要。围绕微型电感中对串联电阻起主要作用的导通电阻开展实验 ,得出了降低导通电阻的最佳工艺条件 。

自扫描光电二极管列阵的均匀性研究

本文主要从自扫描光电二极管列阵SSPD的电路设计、版图结构、工艺和材料等几个方面,研究了导致这种图像传感器视频输出信号呈现非均匀性的种种原因,提出了解决问题的措施。提高了SSPD器件CL128、CL256的均匀性,其视频输出信号不均匀性NV由小于±10％提高到±7％。

集成硅微机械光压力传感器

介绍了一种新颖的集成硅微机械光压力传感器的结构、工作原理、制造工艺和实验结果。该传感器是利用半导体集成电路微细加工技术和各向异性腐蚀相结合的方法，将传输、获取信息的光波导，敏感弹性硅膜和光电探测器集成在一块三维硅基片上得到的。它具有灵敏度高、抗干扰能力强、自身无需电源、防爆、成本低和可靠性高等优点。

微硅型光机电系统集成化技术中的金属布线

针对微硅型光机电系统集成化技术中电路和金属布线与硅微各向导性深腐蚀工艺之间的不相容问题，从寻求一种电路和金属布线保护层的思想出发，提出了用ＳｉＯ２／Ｃｒ复合膜作电路和布线保护膜的新工艺方法。解决了微硅型光机电系统集成技术中长期存在的电路和布线中的关键技术。

CL256型MOS图象传感器的研制

CL256型MOS图象传感器是一种新型的固体图象传感器,国外又称为自扫描光电二极管列阵(Self Scanned Photodiode Array,简称SSPD器件)。该器件采用了硅栅P-MOS工艺,而作为扫描电路的移位寄存器是采用的一种带变容管自举电路的三管动态无比电路。这是一种高速度低功耗电路,对研制高位数的SSPD器件尤为重要。 文中叙述了CL256型MOS图象传感器的电路工作原理,工艺实验及实验结果。

低功耗MOS图象传感器自扫描电路的研究

从高位数,低功耗MOS图象传感器发展的需要出发,对MOS图象传感器的自扫描电路进行研究。提出以一种带变容管自举电路的三管动态无比电路作MOS图象传感器的自扫描电路。该电路采用硅栅P-MOS工艺,是一种高速度,低功耗的动态无比电路。也是一种高位数列阵中的实用单元电路,它较好地解决了列阵功耗随位数增加而变大的问题。

硅微选频振动传感器阵列

提出了一种结构新颖的硅微选频振动传感器阵列，这种传感器是由一系列具有一定谐振频率的硅悬臂梁、扫描电路和ＭＯＳ开关等组成。它是利用半导体集成电路工艺技术与硅的各向异性腐蚀相结合的方法混合集成在一块三维硅基体上的。介绍了这种传感器的结构、工作原理与关键的研制工艺。

几种新型集成硅微（型）传感器系统

介绍了作者近年来在硅微机械加工技术和半导体集成电路技术相结合的基础上研制的硅微机械与光纤组合式阵列声传感器、集成硅微机械光压力传感器和微型多道成像光谱分析系统的结构、工作原理及制造工艺．

基于紫外光谱分析的水质监测技术研究进展

基于紫外光谱分析的水质监测技术具有实时在线、无试剂、无需样品预处理、无二次污染、体积小、成本低等特点,在对饮用水、地表水、工业废水等水体的在线监测中具有显著优势,已成为现代水质监测技术的一个重要发展方向。本文介绍了基于紫外光谱分析的现代水质监测技术的原理、特点、现状及发展的新趋势,并提出亟待解决的关键技术问题。