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公开(公告)号：CN115585990A
公开(公告)日：2023-01-10
申请号：CN202211395067.0
申请日：2022-11-08
Applicant: 中北大学
IPC: G01M11/02
Abstract: 本发明属于微纳波导模态检测装置技术领域，具体涉及一种基于横向二次谐波效应的微纳波导模态检测装置，包括第一输入光纤、第二输入光纤、微纳波导、衬底、物镜、半透半反镜、CCD相机、光谱仪，所述第一输入光纤与微纳波导的一端耦合，所述输出光纤与纳米带的另一端耦合，所述微纳波导的两端均设置有衬底，所述物镜垂直于纳米带轴向方向，所述物镜信号输出端设置有半透半反镜，所述半透半反镜的反射光路方向上设置有CCD相机，所述半透半反镜的透射光路方向上设置有光谱仪。本发明基于微纳波导中的横向二次谐波效应，通过利用快速傅里叶变换分析频谱图中的频率成分，分析微纳波导中不同模式干涉情况，进而得到微纳波导中的模式信息。
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公开(公告)号：CN114142341A
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202111444459.7
申请日：2021-11-30
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于片上集成激光器技术领域，具体涉及一种基于自由纳米线‑硅波导结构的片上超连续谱光源，所述硅光栅设置在SiO2衬底上，所述SiO2衬底设置在Au膜反射层上，所述Au膜反射层的底部设置有Si衬底，所述硅光栅通过锥形宽度渐变结构连接有第一硅波导，所述第一硅波导通过第一自由纳米线‑硅波导复合结构与自由纳米线的一端连接，所述自由纳米线的另一端通过第二自由纳米线‑硅波导复合结构与第二硅波导连接。本发明基于绝热耦合原理，利用轴向渐变复合波导结构，实现自由纳米线与硅波导高效率、宽波段的光学耦合。该混合集成方案受益于自由纳米线的高非线性，可以达到更高的非线性转换效率，从而实现低功耗、短距离、高集成的片上超连续谱输出。
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公开(公告)号：CN110780088B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN201911088785.1
申请日：2019-11-08
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/08 , G01P15/105
Abstract: 本发明涉及一种多桥路隧道磁阻双轴加速度计，包括支撑框架一、支撑框架二、X轴质量块、Y轴质量块、X轴隧道磁阻元件、Y轴隧道磁阻元件、X轴回折线圈、Y轴回折线圈，X轴质量块上固定设置相互正交的X轴回折线圈和Y轴回折线圈；X轴回折线圈的两端以及Y轴回折线圈的两端分别通过导线与支撑框架一上的相应电极连接；支撑框架二上固定设置X轴隧道磁阻元件和Y轴隧道磁阻元件；X轴隧道磁阻元件位于X轴回折线圈的正上方；Y轴隧道磁阻元件位于Y轴回折线圈的正上方，隧道磁阻元件内部设置多桥路结构。本发明提出的基于多桥路隧道磁阻的双轴MEMS加速度计极大提高了加速度计的极限检测能力和检测灵敏度。
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公开(公告)号：CN111077343A
公开(公告)日：2020-04-28
申请号：CN201911391370.1
申请日：2019-12-30
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/105
Abstract: 本发明属于加速度计技术领域，具体涉及一种基于磁膜的隧道磁阻MEMS加速度计结构及控制方法，底层结构包括整体支撑框架、加速度计检测梁、质量块，加速度计检测梁固定在整体支撑框架的内侧面，质量块通过加速度计检测梁固定在整体支撑框架的中央，中层结构包括磁膜阵列，磁膜阵列键合在质量块上，磁阻支撑框架固定在整体支撑框架的上方，磁阻基板通过支撑梁固定在磁阻支撑框架上，磁阻基板设置在质量块的正上方，磁阻基板上固定有隧道磁阻元件。本发明提出的加速度计利用磁膜阵列产生高变化率磁场，不需要外加激励，具有结构简单、灵敏度高、可靠性好，寿命长、制作成本低，功耗低等特点。本发明用于加速度的检测。
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公开(公告)号：CN110940327A
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201911273585.3
申请日：2019-12-12
Applicant: 中北大学
IPC: G01C19/56
Abstract: 本发明属于微陀螺技术领域，具体涉及一种基于离面运动的单光栅微陀螺结构，包括方形外壳，所述方形外壳的底部设置有磁铁，所述方形外壳的内部设置有质量块，所述质量块设置在磁铁的正上方，所述质量块的一侧布置有电磁驱动导线，所述质量块的另一侧布置有驱动反馈导线，所述质量块的顶部固定有反光镜，所述方形外壳的顶部设置有光栅，所述光栅的正上方设置有光纤准直器，所述光纤准直器的正上方设置有光纤环形器，所述光纤环形器的一侧设置有激光器，所述光纤环形器的另一侧设置有探测器。本发明能够提高其检测灵敏度和分辨率，并有利于微陀螺的微型化。本发明用于微陀螺角速度的测量。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117629077A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311601099.6
申请日：2023-11-28
Applicant: 中北大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明属于微位移测量技术领域，具体涉及一种基于微纳波导横向倍频的成像式微位移传感器，激光器的光路方向上设置有第一光纤，第一光纤的光路方向上设置有分束器，分束器的一个光路方向上设置有第二光纤，分束器的另一个光路方向上设置有第三光纤，第二光纤与纳米波导的一端连接，第三光纤连接有空间耦合器，空间耦合器通过第四光纤与纳米波导的另一端连接。本发明基于非线性微纳波导的横向倍频效应，通过CCD成像方式检测横向倍频图案的空间位置变化情况，反演待测光和基准光光程差变化量，从而得到待测光路中待测物体的位移信息，实现位移量向光程差的精准传递。
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公开(公告)号：CN117570856A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202311546794.7
申请日：2023-11-20
Applicant: 中北大学
IPC: G01B11/02 , G01H9/00 , G06F17/10 , G05B19/042
Abstract: 本发明属于高精度位移测量误差补偿技术领域，具体涉及一种基于FPGA微振动精确辨识的大量程位移误差补偿装置及方法，所述激光器的光路方向上设置有上层光栅，所述下层光栅设置在上层光栅的光路方向上，所述下层光栅的光路方向上设置有四象限光电探测器，所述四象限光电探测器与数据处理模块电性连接。本发明基于FPGA位移辩向实现振动误差精确辨识，利用细分电路将四象限光电探测器正余弦信号转化为增量式方波信号，并设计FPGA辨向电路对两路方波信号相位进行分析以识别位移方向，最终实现纳米级微小振动误差精密识别。又基于增量式误差修正原理构建误差补偿模型，通过计数正负方向微小位移计算振动误差，结合增量位移传感实现振动误差精确补偿。
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公开(公告)号：CN113819998B
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202111104278.X
申请日：2021-09-18
Applicant: 中北大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明属于角振动传感器技术领域，具体涉及一种基于二维单层光栅结构的多维角振动传感器，所述激光器、扩束器、分光棱镜、二维光栅和反射镜设置在同一光轴方向上，所述反射镜通过限位器与二维光栅连接，所述反射镜通过限位器限制位置，所述反射镜设置在二维光栅的泰伯距离处，所述反射镜的下表面连接有待测物体表面，所述分光棱镜的一侧依次设置有透镜和光电探测器，所述透镜和光电探测器位于激光器激光出射方向的垂直方向上。本发明基于二维光栅泰伯像原理，结合反射镜结构实现单光栅镜像自干涉方法，仅使用单一光路、单一光栅便可以实现多维角度测量，显著简化传感器结构、降低传感(56)对比文件Chenguang Xin等.Micro-opto-electro-mechanical gyroscope based on the Talboteffect of a single-layer near-fielddiffraction grating.Applied optics.2021,第60卷(第13期),第3724-3731页.
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公开(公告)号：CN116793225A
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202310742595.7
申请日：2023-06-21
Applicant: 中北大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明属于微机电系统和微位移器件技术领域，具体涉及一种基于表面等离子体激元自成像的皮米级微位移传感器，包括激光器、反射棱镜、显微物镜、样品台、样品、探针，所述激光器的光路方向上设置有反射棱镜，所述反射棱镜的反射光路上设置有显微物镜，所述显微物镜的光路方向上设置有样品台，所述样品台上放置有样品，所述样品的正上方设置有探针。本发明利用一维圆孔微结构，通过光学激发的方式激发面内SPP自成像效应，在金属薄膜面内方向观测到与一维圆孔结构参数一致的空间近场光强分布。本发明可以通过检测光强大小推算位移量。结合高倍细分电路，实现皮米级分辨率的位移测量。
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公开(公告)号：CN114142341B
公开(公告)日：2023-08-25
申请号：CN202111444459.7
申请日：2021-11-30
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于片上集成激光器技术领域，具体涉及一种基于自由纳米线‑硅波导结构的片上超连续谱光源，所述硅光栅设置在SiO2衬底上，所述SiO2衬底设置在Au膜反射层上，所述Au膜反射层的底部设置有Si衬底，所述硅光栅通过锥形宽度渐变结构连接有第一硅波导，所述第一硅波导通过第一自由纳米线‑硅波导复合结构与自由纳米线的一端连接，所述自由纳米线的另一端通过第二自由纳米线‑硅波导复合结构与第二硅波导连接。本发明基于绝热耦合原理，利用轴向渐变复合波导结构，实现自由纳米线与硅波导高效率、宽波段的光学耦合。该混合集成方案受益于自由纳米线的高非线性，可以达到更高的非线性转换效率，从而实现低功耗、短距离、高集成的片上超连续谱输出。
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