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公开(公告)号：CN110966998A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911281767.5
申请日：2019-12-13
Applicant: 中北大学
IPC: G01C19/5656 , G01C19/5663
Abstract: 本发明属于微惯性导航仪器测量仪器仪表零部件的技术领域，具体涉及一种基于四路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置。所述面内检测MEMS陀螺装置包括至少一个键合基板、至少一个微陀螺结构、至少一个磁阻基板、及隧道磁阻器件；隧道磁阻器件通过敏感到回折形通电线圈产生的正弦磁场变化，自身阻值发生剧烈改变，进而实现对微陀螺科氏力的检测。此装置整体结构设计合理紧凑，创新性的通过结合相反性能隧道磁阻元件、多路差分电压输出实现对微弱磁场变化高灵敏检测，整体结构设计合理、简单，能够有效的避免外磁干扰，且可以减小由于集成造成的误差。
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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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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：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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公开(公告)号：CN114440945B
公开(公告)日：2023-06-16
申请号：CN202210188360.3
申请日：2022-02-28
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于角度测量传感器技术领域，具体涉及一种基于双层圆孔点阵二维光栅的可调谐光学角度编码器，包括激光器、准直扩束器、上层圆孔点阵二维光栅、挡光环、下层圆孔点阵二维光栅、探测器，所述挡光环与下层圆孔点阵二维光栅通过螺纹连接，所述下层圆孔点阵二维光栅通过组合装配不同直径的挡光环来改变光栅有效光学孔径，所述下层圆孔点阵二维光栅与探测器固定连接，所述下层圆孔点阵二维光栅与探测器共同固定在待测物体表面。本发明通过设置不同半径挡光环组合，选取下层圆孔点阵二维光栅不同级次圆孔通光，可以实现分辨率调谐，以满足不同场景应用需求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112344840B
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202011173646.1
申请日：2020-10-28
Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院
Abstract: 本发明属于位移检测技术领域，具体涉及一种基于隧道磁阻效应的高灵敏微位移检测装置，包括下层基板部分、上层基板部分，所述上层基板部分设置在下层基板部分的上方，所述下层基板部分与上层基板部分相互平行，所述所述下层基板部分与上层基板部分之间无接触；所述下层基板部分包括下层基座、回折蛇形线圈，所述回折蛇形线圈固定在下层基座上。本发明提出的微位移检测装置，采用了隧道磁阻效应检测位移变化，同时通过合理的空间布局产生两路幅值、频率相同，相位相差90°的信号，并引入了细分电路对信号进行处理。具有检测灵敏度高、抗干扰能力强等优点。本发明用于微位移的测量。
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公开(公告)号：CN113916208A
公开(公告)日：2022-01-11
申请号：CN202111170211.6
申请日：2021-10-08
Applicant: 中北大学
IPC: G01C19/5621
Abstract: 本发明属于纳米光栅三轴MEMS陀螺技术领域，具体涉及一种减小交叉耦合串扰的纳米光栅三轴MEMS陀螺，包括上层光栅、下层光栅、驱动磁体、底座，所述上层光栅、下层光栅、驱动磁体均设置在底座内，所述上层光栅设置在下层光栅上，所述下层光栅设置在驱动磁体上。本发明通过使用SOI加工方案，同时将陀螺结构实现高度对称的状态，使得x,y轴光栅陀螺的重心位于结构的中心处，有效的避免了交叉耦合对三轴陀螺测试带来的影响，提高了光栅陀螺的灵敏度。同时本发明采用阳极键合和SOI加工工艺，可以实现对面内双层光栅之间的距离精确控制，提高了三轴陀螺的灵敏度。
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公开(公告)号：CN113819998A
公开(公告)日：2021-12-21
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、降低传感器尺寸、提高器件集成度。
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公开(公告)号：CN112710302A
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN202011462284.8
申请日：2020-12-11
Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院
IPC: G01C21/16 , G01C19/5656
Abstract: 本发明属于微惯性导航仪器测量仪技术领域，具体涉及一种非谐振式纳米光栅六轴MEMS惯组测量装置，包括环形器、上层结构、下层结构，所述上层结构设置在下层结构上，所述上层结构包括惯性测量装置，所述惯性测量装置上设置有离面运动检测结构，所述离面运动检测结构的四周分别设置有第一回折型面内运动检测结构、第二回折型面内运动检测结构、第三回折型面内运动检测结构、第四回折型面内运动检测结构。本发明提出的MEMS惯性测量装置无需驱动，不需要模态匹配。本发明提出的MEMS惯性测量装置利用纳米光栅反射式检测原理，利用环形器产生光和接收反射光，通过检测光强的变化来判断产生的微位移变化。
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公开(公告)号：CN112344840A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011173646.1
申请日：2020-10-28
Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院
Abstract: 本发明属于位移检测技术领域，具体涉及一种基于隧道磁阻效应的高灵敏微位移检测装置，包括下层基板部分、上层基板部分，所述上层基板部分设置在下层基板部分的上方，所述下层基板部分与上层基板部分相互平行，所述所述下层基板部分与上层基板部分之间无接触；所述下层基板部分包括下层基座、回折蛇形线圈，所述回折蛇形线圈固定在下层基座上。本发明提出的微位移检测装置，采用了隧道磁阻效应检测位移变化，同时通过合理的空间布局产生两路幅值、频率相同，相位相差90°的信号，并引入了细分电路对信号进行处理。具有检测灵敏度高、抗干扰能力强等优点。本发明用于微位移的测量。
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