一种基于动态pMUT的距离与方向双向检测方法

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。

布里渊散射对光反馈混沌源时延特征的抑制

提出了一种利用光纤布里渊散射效应抑制光反馈半导体激光器时延特征的方法。实验研究发现,当平均功率为200mW的混沌激光注入到长为10km的单模光纤中,经过光纤的后向布里渊散射作用,混沌激光自相关曲线在时延105ns处的峰值从0.251降低到0.075,互信息曲线在时延105ns处的峰值从0.087降低到0.008。在此基础上,实验分析了注入光功率对混沌激光时延特征抑制效果的影响,结果表明,当混沌激光注入的平均功率在200~1500mW范围内时,混沌激光的时延特征得到有效抑制;当测量次数在1~50范围内时,光纤布里渊散射对混沌激光时延特征的抑制效果较稳定。

集成化光纤陀螺用高宽深比氮化硅光引擎芯片

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。