公开(公告)号：CN112082490A

公开(公告)日：2020-12-15

申请号：CN202011129953.X

申请日：2020-10-21

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  李孟委 ,  亓杰 ,  张瑞 ,  金丽

IPC: G01B11/02

Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于Talbot像和COMS相机结构的位移传感器，包括光源、凸透镜、光栅、COMS相机，所述光源设置在凸透镜的焦点处，所述光源发出的散射光通过凸透镜后成为平行光束，所述平行光束的光路方向上设置有光栅，所述平行光束经光栅发生衍射干涉，所述平行光束在光栅后形成Talbot像，所述COMS相机设置在任一级的Talbot像上；本发明通过光学设计使光源位移与Talbot像周期相结合，通过COMS相机对Talbot像周期进行测量进而实现对光源位移的测量，实现位移信号输出，仅使用光源、凸透镜、光栅、COMS相机器件，结构较为简单；同时，通过对Talbot像周期的测量也可实现对光源的准直，进而提高定位精度。本发明用于光微位移的测量。

公开(公告)号：CN112082490B

公开(公告)日：2022-02-08

申请号：CN202011129953.X

申请日：2020-10-21

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  李孟委 ,  亓杰 ,  张瑞 ,  金丽

IPC: G01B11/02

Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于Talbot像和COMS相机结构的位移传感器，包括光源、凸透镜、光栅、COMS相机，所述光源设置在凸透镜的焦点处，所述光源发出的散射光通过凸透镜后成为平行光束，所述平行光束的光路方向上设置有光栅，所述平行光束经光栅发生衍射干涉，所述平行光束在光栅后形成Talbot像，所述COMS相机设置在任一级的Talbot像上；本发明通过光学设计使光源位移与Talbot像周期相结合，通过COMS相机对Talbot像周期进行测量进而实现对光源位移的测量，实现位移信号输出，仅使用光源、凸透镜、光栅、COMS相机器件，结构较为简单；同时，通过对Talbot像周期的测量也可实现对光源的准直，进而提高定位精度。本发明用于光微位移的测量。

公开(公告)号：CN112600462A

公开(公告)日：2021-04-02

申请号：CN202011454579.0

申请日：2020-12-10

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 金丽 ,  武绍宽 ,  辛晨光 ,  李孟委

IPC: H02N2/18

Abstract: 本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种MEMS多频振动的电磁能量收集器，包括上层部分和下层部分，上层部分包括能量收集器结构、感应线圈，下层部分包括支撑框架、永磁体，支撑框架的中心处设置有凹槽，永磁体粘合在支撑框架凹槽的中央位置，永磁体的上方设置有能量收集器结构，能量收集器结构上设置有感应线圈。本发明提出的能量收集器利用回折梁结构工作频带宽的特点，极大地提高能量收集器的带宽，并且不需要外加激励，具有结构简单、灵敏度高、可靠性好，易批量化生产、制作成本低，功率输出高等优点。本发明用于能量的收集。

公开(公告)号：CN112491233A

公开(公告)日：2021-03-12

申请号：CN202011454522.0

申请日：2020-12-10

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 金丽 ,  罗戴钟 ,  武绍宽 ,  张瑞 ,  辛晨光 ,  李孟委

IPC: H02K35/02

Abstract: 本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种基于电磁感应原理的MEMS三轴能量收集器，包括上层结构和下层结构，所述上层结构设置在下层结构的上方，所述上层结构包括支撑框架、面内振动结构、离面振动结构，所述面内振动结构、离面振动结构设置在支撑框架上，所述下层结构包括磁体基座、第一永磁体、第二永磁体，所述第一永磁体、第二永磁体均镶嵌在磁体基座内。本发明提出的三轴能量收集器利用电磁感应原理收集环境中的振动能，并且环境适应性极强，能为各种无线传感网络提供必要的能源，具有结构简单、加工方便、易集成、效率高、寿命长等优点。本发明用于能量的收集。

公开(公告)号：CN119644511A

公开(公告)日：2025-03-18

申请号：CN202510091282.9

申请日：2025-01-21

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  冯幸 ,  范长江

IPC: G02B6/26 ,  G02B6/12

Abstract: 本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种基于双纳米光纤倏逝场耦合的超宽带可调谐光衰减器，包括锥形纳米光纤、均匀纳米光纤、第一位移台调整托架、第二位移台调整托架，所述锥形纳米光纤固定在第一位移台调整托架上，所述均匀纳米光纤固定在第二位移台调整托架上，所述锥形纳米光纤与均匀纳米光纤耦合。本发明利用锥形纳米光纤和均匀纳米光纤之间的倏逝场耦合原理，通过改变耦合长度调节透过光谱，实现可调谐光学衰减。仿真和实验等相关结果表明，本发明可实现在1900nm‑1200nm波长范围内＞500nm带宽的光学衰减，最大消光比≥15dB，核心耦合结构长度＜221μm，对于500nm范围内的横向装配失调具有良好容错性。

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：CN113916209B

公开(公告)日：2023-05-02

申请号：CN202111164538.2

申请日：2021-09-30

Applicant: 中北大学

Inventor： 金丽 ,  徐浩东 ,  辛晨光 ,  李晋华 ,  李孟委

IPC: G01C19/58 ,  G02B27/42

Abstract: 本发明属于微机械陀螺技术领域，具体涉及一种基于双层光栅近场泰伯效应的微机械陀螺，所述激光器的光路方向上设置有上层玻璃板，所述上层玻璃板的底部固定有上层光栅，所述上层光栅的正下方设置有可动敏感结构，所述下层光栅设置在可动敏感结构上，所述可动敏感结构的下方设置有磁铁，所述磁铁的中心处设置有下层玻璃板，所述下层玻璃板设置在可动敏感结构的正下方，所述下层玻璃板的下方设置有光电探测器。本发明使用基于光栅近场泰伯效应原理的测量方法，相较于较为常见的远场衍射，本发明采用近场衍射可以简化微陀螺结构中位移测量系统，减小了陀螺体积，提高微陀螺的集成度，有利于陀螺的微型化。

公开(公告)号：CN115655118A

公开(公告)日：2023-01-31

申请号：CN202211243661.8

申请日：2022-10-11

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  马霄琛 ,  李孟委

IPC: G01B11/02

Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种具有光学自细分功能的二维点阵光栅面内位移传感器，包括激光器、准直扩束器、上层光栅、下层四象限阵列光栅、四象限探测器、细分电路模块，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光栅，所述上层光栅的光路方向上设置有下层四象限阵列光栅，所述下层四象限阵列光栅的光路方向上设置有四象限探测器，所述四象限探测器与细分电路模块电性连接。本发明实现了面内位移高分辨检测功能。基于光学自成像细分成像效应，实现了变化周期为光栅周期的二分之一的光学细分，解决了传统双层光栅位移传感器无法实现光学细分的难题，提高了位移分辨率。

公开(公告)号：CN114440945A

公开(公告)日：2022-05-06

申请号：CN202210188360.3

申请日：2022-02-28

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  马霄琛 ,  李孟委 ,  金丽 ,  杨志涌

IPC: G01D5/32 ,  G01B11/26

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。

公开(公告)号：CN113916158A

公开(公告)日：2022-01-11

申请号：CN202111170667.2

申请日：2021-10-08

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  杨志涌 ,  李孟委 ,  金丽 ,  李晋华

IPC: G01B11/26

Abstract: 本发明属于角度传感器技术领域，具体涉及一种基于环形光栅阵列的双光栅机构角度传感器，包括点光源、内层环形光栅、第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器，所述点光源、内层环形光栅、外层位错式环形光栅、外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器在同一光轴方向上，所述点光源和内层环形光栅放置在圆形的固定台上，所述固定台固定在待测物体表面，所述第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅和二象限探测器放置在地面或静止台面上。本发明基于圆形微纳光栅曲面自成像效应，使用双层环形光栅结构实现光学角度信号输出，利用圆形光栅和位错式环形光栅阵列，实现360°全角度高灵敏角度测量。