公开(公告)号：CN116819124A

公开(公告)日：2023-09-29

申请号：CN202310726048.X

申请日：2023-06-19

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  张梦迪 ,  张钟瑶 ,  李孟委

IPC: G01P15/093 ,  G02B6/35 ,  G02B6/124 ,  G01P1/00

Abstract: 本发明属于微机电系统和微惯性器件技术领域，具体涉及一种基于纳米波导端面耦合的离面微光机电加速度计，包括光栅、输入纳米波导、输出纳米波导，所述光栅与输入纳米波导耦合连接，所述输出纳米波导设置在输入纳米波导的一侧，所述输入纳米波导的端面与输出纳米波导的端面存在重叠面积。本发明利用纳米波导间耦合效率随着相对离面位移变化的特性，通过检测纳米波导输出光功率检测质量块位移量，从而推算输入加速度量。本发明基于光学原理，通过检测波导中光功率变化实现加速度检测，具有免疫电磁干扰和外界环境光干扰的特点。根据微纳波导端面耦合原理，微小的位移也会引起耦合效率的很大变化，因此该器件具有较高的测量灵敏度。

公开(公告)号：CN117647270A

公开(公告)日：2024-03-05

申请号：CN202311601098.1

申请日：2023-11-28

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  张一超 ,  张梦迪 ,  马霄琛 ,  李孟委

IPC: G01D5/38 ,  G01D5/347 ,  G01B11/02

Abstract: 本发明属于位移传感与精密定位技术领域，具体涉及一种基于微纳光栅泰伯像非均匀二次调制的光栅编码器，所述激光器的光路方向上设置有准直扩束器，所述准直扩束器的光路方向上设置有上层结构，所述上层结构的光路方向上设置有下层结构，所述下层结构的光路方向上设置有阵列探测器。本发明利用微纳光栅泰伯像原理，通过检测双层结构透过光强变化，实现读数头精确定位。一方面，采用简单共轴光路实现位置测量，无需反射镜、偏振片等附件光学元件，简化器件结构、提高集成度；另一方面，利用多个编码标记非均匀排布的方式，结合增量位移信息反演位置信息，无需全码道编码，降低编码设计难度。

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

Inventor： 辛晨光 ,  赖江北 ,  牛仟起 ,  张梦迪 ,  李孟委

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。

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

Inventor： 辛晨光 ,  张梦迪 ,  李孟委

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。