单立体集成的被动光学芯片用于纳米g级加速三轴检测

科学领域:

• 光子学 是一个光子学.
• 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 精确测量低频加速向量对于各种应用至关重要.
• 现有的加速度计往往在灵敏度,尺寸或三轴一致性方面面临限制.
• 光子传感提供了潜在的优势,因为它对电磁干扰的免疫力和高分辨率.

研究的目的:

• 提出和演示一个单体集成的三轴性被动光子加速度计芯片.
• 为了实现低频加速测量的纳米g级分辨率.
• 为了确保三轴一致性,并最大限度地减少横向交声.

主要方法:

• 利用基于的均微加工来制造芯片.
• 设计了紧的梯度型和不对称的S型弹梁,以提高灵敏度.
• 采用基于纤维的法布里-佩罗干扰仪 (FPI) 进行光学相变解调.

主要成果:

• 在1-80 Hz带宽内实现高灵敏度 (>43.6 dB为X/Y,>42.8 dB为Z).
• 已证明的平均最小可检测加速 (MDA) 低至21.80 ng/Hz^1/2 (X轴).
• 在所有轴上保持低横横跨度低于2.07%以下.

结论:

• 拟议的三轴光子加速度计芯片在低频加速度向量检测方面表现出色.
• 单体集成和微加工方法简化了制造,提高了产量.
• 这项技术对于需要高精度,低频加速传感的应用具有前景.