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公开(公告)号：CN108548795A
公开(公告)日：2018-09-18
申请号：CN201810129416.1
申请日：2018-02-08
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明涉及光学领域和微纳系统领域，具体为一种基于光学微球型谐振腔的湿度传感器。当外界湿度发生变化时，相对湿度的变化使得微球型谐振腔与锥形光纤之间耦合区域的水分子的数量发生变化，导致了耦合区域的折射率发生变化，微球腔的谐振波长会由于折射率及尺寸的变化而产生偏移，从而可以通过对谐振波长漂移量的检测来确定外界环境的相对湿度。然后借助一个石英玻璃管、两片石英玻璃及紫外光固胶，在不改变己经调谐好的耦合状态的前提下完成器件的封装。本发明与传统的湿度传感器相比，应用光纤制作，具有体积小、不受电磁干扰、抗腐蚀、具有非常高的灵敏度及测量精度、使用寿命长、稳定性好、响应速度快等一系列特点。
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公开(公告)号：CN106409984B
公开(公告)日：2017-10-24
申请号：CN201611092921.0
申请日：2016-12-02
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于和光学领域和微纳系统领域，具体为一种“三明治”型超快光电探测金属超结构的制作方法。该结构包括表面生长一层二氧化硅的硅基片、在基片上转移的一层石墨烯薄膜、在石墨烯薄膜上沉积的方形孔洞阵列结构金属Ag薄膜层、电介质层、电介质层两端生长的金属Au电极薄膜层，以及整个结构的石墨烯覆盖层。利用方形孔洞阵列结构光学异常透射增强效应局域表面等离激元辐射增强效应耦合能够有效增强石墨烯薄膜光吸光性能以及光生载流子的产生，同时，本发明制得的金属超结构中夹心层的贵金属超材料结构具有的纳米级间隙能够使得石墨烯产生的光生载流子在其寿命内得到有效的收集，其光响应时间可以达到纳秒量级，从而实现了超快速的光电探测。
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公开(公告)号：CN106525217A
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201611093334.3
申请日：2016-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明涉及光学领域和微纳系统领域，具体为基于回音壁模式的垂直耦合光栅芯片级多环波导腔级联矢量高灵敏声传感器，包括中心环形波导腔，中心环形波导腔四周均匀耦合有方位环形波导腔，中心环形波导腔上还耦合有纳米垂直耦合输入光栅，每个方位环形波导腔上还耦合有纳米垂直耦合输出光栅，每个纳米垂直耦合输出光栅都和光电探测器连接，光电探测器和AD采集模块连接，AD采集模块和FPGA处理器连接，FPGA处理器再与PC机连接。本发明与传统声探测系统相比，解决了传统声探测系统存在的灵敏度低、信号传输损耗大、抗电磁干扰能力差等问题，实现高灵敏度、长探测距离、能够在强电磁干扰等极端环境正常工作的声信号探测。
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公开(公告)号：CN105759326A
公开(公告)日：2016-07-13
申请号：CN201610324517.5
申请日：2016-05-17
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种实现全光二极管功能的结构设计。更具体地，是一种基于金属?介质?金属（MIM）波导的表面等离极化激元全光二极管结构。其包括正向入射波导/反向出射波导、增益谐振腔、损耗谐振腔以及正向出射波导/反向入射波导。两环形谐振腔内填充能够对表面等离极化激元（SPPs）实现增益和耗散的电介质材料。波导与增益环形谐振腔、损耗环形谐振腔之间有一定宽度的间隔用于SPPs的耦合。本发明是在金属银薄膜上设计一个波导环形腔耦合结构的基于SPPs全光二极管器件，意在突破传统电子二极管能耗高、速度低等瓶颈问题。同时通过设计不同结构尺寸或者在谐振腔内填充不同介电常数的电介质，可以实现任意波长光波的单向导通。
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公开(公告)号：CN106966356A
公开(公告)日：2017-07-21
申请号：CN201710208013.1
申请日：2017-03-31
Applicant: 中北大学
CPC classification number: B81B3/0021 , B81B3/0037 , B81B2203/0118 , B81C1/00158 , B81C1/00349 , B81C2201/0101 , B81C2201/0174
Abstract: 本发明属于微机电系统领域，具体为一种悬臂梁式薄膜压力发电结构，包括框型基底，框型基底开口正对的梁上设有悬空在框型基底内的硅悬臂梁，硅悬臂梁的自由端固定有质量块，框型基底开口正对的梁上方还设有二氧化硅绝缘层，二氧化硅绝缘层上设有底电极层，底电极层上朝框型基底开口侧延伸有位于硅悬臂梁上方的条状底电极层，质量块上设有PZT压电层，PZT压电层朝二氧化硅绝缘层方向延伸有位于条状底电极层上方的条状PZT压电层，条状PZT压电层上方设有顶电极层。当系统处于振动环境中时,外界环境中的振动能传递到系统内,引起硅悬臂梁振动并弯曲变形,使硅悬臂梁储存机械能,从而引起压电层的伸缩进而产生电信号,实现了机械能到电能的转换。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106684199A
公开(公告)日：2017-05-17
申请号：CN201710075997.0
申请日：2017-02-13
Applicant: 中北大学
IPC: H01L31/09 , H01L31/0232 , G01J5/10
Abstract: 本发明属于光学领域和微纳系统领域，具体为一种金属微纳超结构表面等离激元超快探测结构。金属微纳超结构表面等离激元超快探测结构，包括Si基底，Si基底上生长有一层二氧化硅，二氧化硅层上设有一层石墨烯薄膜，石墨烯薄膜上两侧分别都设有方块状金属Au块，两方块状金属Au块之间的石墨烯薄膜设有一层TiO，TiO层上均布有球状金属Ag，球状金属Ag上设有一层石墨烯薄膜覆盖层，球状金属Ag之间具有纳米级间隙，解决了石墨烯制作的光电探测器由于光生载流子较少使得灵敏度受限、传输速度较慢等问题。
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公开(公告)号：CN108469416A
公开(公告)日：2018-08-31
申请号：CN201810127881.1
申请日：2018-02-08
Applicant: 中北大学
IPC: G01N21/25
Abstract: 本发明属于光学领域和微纳系统领域，具体为一种涂覆TiO2薄膜的光波导型微环谐振腔湿度传感器的制备方法。一种TiO2光波导型微环谐振腔湿度传感器：包括在波导结构上对环形谐振腔，直波导和输入输出光栅的光刻，以及对TiO2湿敏薄膜的涂覆。利用在SOI波导上制备的微环谐振腔所具有的独特的回廊模效应，实现光波在微环中发生谐振，利用光谱仪可观测到稳定的谐振现象，当外界相对湿度发生变化时，湿敏薄膜吸收水分，使谐振腔折射率发生变化，从而使光谱仪上观测到的输出谱线发生波长漂移，从而完成湿度的测量。本发明较一般的湿度传感器相比，具有制作简单，成本低，体积小，反应时间短，灵敏度高，并且不易受电磁干扰的特点，因此，具有极高的应用价值。
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公开(公告)号：CN105759326B
公开(公告)日：2018-07-06
申请号：CN201610324517.5
申请日：2016-05-17
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种实现全光二极管功能的结构设计。更具体地，是一种基于金属‑介质‑金属（MIM）波导的表面等离极化激元全光二极管结构。其包括正向入射波导/反向出射波导、增益谐振腔、损耗谐振腔以及正向出射波导/反向入射波导。两环形谐振腔内填充能够对表面等离极化激元（SPPs）实现增益和耗散的电介质材料。波导与增益环形谐振腔、损耗环形谐振腔之间有一定宽度的间隔用于SPPs的耦合。本发明是在金属银薄膜上设计一个波导环形腔耦合结构的基于SPPs全光二极管器件，意在突破传统电子二极管能耗高、速度低等瓶颈问题。同时通过设计不同结构尺寸或者在谐振腔内填充不同介电常数的电介质，可以实现任意波长光波的单向导通。
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公开(公告)号：CN106382980A
公开(公告)日：2017-02-08
申请号：CN201611093434.6
申请日：2016-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明涉及光学领域和微纳系统领域，具体为基于回音壁模式的端面耦合光栅芯片级多环波导腔级联矢量高灵敏声传感器，包括中心环形波导腔，中心环形波导腔四周均匀耦合有方位环形波导腔，中心环形波导腔上还耦合有纳米端面耦合输入光栅，每个方位环形波导腔上还耦合有纳米端面耦合输出光栅，每个纳米端面耦合输出光栅都和光电探测器连接，光电探测器和AD采集模块连接，AD采集模块和FPGA处理器连接，FPGA处理器再与PC机连接。本发明与传统声探测系统相比，解决了传统声探测系统存在的灵敏度低、信号传输损耗大、抗电磁干扰能力差等问题，实现高灵敏度、长探测距离、能够在强电磁干扰等极端环境正常工作的声信号探测。
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公开(公告)号：CN106684199B
公开(公告)日：2018-04-03
申请号：CN201710075997.0
申请日：2017-02-13
Applicant: 中北大学
IPC: H01L31/09 , H01L31/0232 , G01J5/10
Abstract: 本发明属于光学领域和微纳系统领域，具体为一种金属微纳超结构表面等离激元超快探测结构。金属微纳超结构表面等离激元超快探测结构，包括Si基底，Si基底上生长有一层二氧化硅，二氧化硅层上设有一层石墨烯薄膜，石墨烯薄膜上两侧分别都设有方块状金属Au块，两方块状金属Au块之间的石墨烯薄膜设有一层TiO，TiO层上均布有球状金属Ag，球状金属Ag上设有一层石墨烯薄膜覆盖层，球状金属Ag之间具有纳米级间隙，解决了石墨烯制作的光电探测器由于光生载流子较少使得灵敏度受限、传输速度较慢等问题。
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