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公开(公告)号：CN101858745B
公开(公告)日：2011-08-31
申请号：CN201010210155.X
申请日：2010-06-21
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明涉及基于环形谐振腔的全固态微光机电陀螺，包括垂直腔面发射激光器、共振腔增强型探测器、输入光栅、输出光栅、环形谐振腔、输入和输出光波导、分光隔离器；所述垂直腔面发射激光器集成在SOI材料顶层硅层，利用硅基与III-V族化合物半导体基芯片间的键合技术形成；所述共振腔增强型探测器集成在SOI材料上硅层，应用键合技术键合到InGaAs等探测物质的有源区上；其特点是所述环形谐振腔为圆环形形状，所述输入光栅，通过分光隔离器，输入和输出光波导与环形谐振腔，输出光栅集成一体。本发明基于环形谐振腔的全固态微光机电陀螺主要应用在外部角速度的测量，可应用于小卫星甚至微型卫星中。
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公开(公告)号：CN101782594A
公开(公告)日：2010-07-21
申请号：CN201010106213.4
申请日：2010-01-30
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/093 , B81B7/02
Abstract: 本发明涉及光学和微机电技术，具体是一种基于光子晶体微腔的悬臂梁式加速度计。进一步扩展了光学微腔在悬臂梁式加速度计上的应用，基于光子晶体微腔的悬臂梁式加速度计，包括采用微机电器件加工工艺在半导体衬底上加工出的基座、单端与基座固定的悬臂梁、与悬臂梁自由端固定的质量块，基座上设有与悬臂梁垂直的光波导，悬臂梁与基座固定的端部设有“拉链空穴”，“拉链空穴”的两支架与基座上的光波导平行，“拉链空穴”与光波导构成微腔-光波导耦合结构。本发明结构合理、简单，具备高灵敏度、高分辨率、测量精度高、抗电磁干扰、体积小、便于集成、质量轻、能在恶劣环境下工作、适用范围广等优良特性。
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公开(公告)号：CN101419161A
公开(公告)日：2009-04-29
申请号：CN200810079658.0
申请日：2008-10-24
Applicant: 中北大学
IPC: G01N21/31
Abstract: 本发明涉及基于平面环形微腔的气体检测方法及气体传感器，主要特点是采用两个平面环形微腔与双锥光纤构成的耦合器，一个为检测气体耦合器，另一个为真空环境中耦合器；该气体检测方法是基于倏逝波对不同气体的吸收作用改变了透射光谱峰值的原理，利用待检测气体的检测气体耦合器所透射光谱与真空环境中耦合器所透射光谱进行对比，并由二者的光谱变化来实现检测待测气体的种类和浓度。由该方法设计的气体传感器具有响应时间短、结构相对简单，对于浓度极低的剧毒有害气体也有极高的灵敏性等优点。
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公开(公告)号：CN101403763A
公开(公告)日：2009-04-08
申请号：CN200810079681.X
申请日：2008-10-28
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/093 , B81B7/02
Abstract: 本发明涉及微机械电子技术，具体是一种基于平面环形微腔的悬臂梁式加速度计。解决了现有高灵敏度加速度计加工工艺相对复杂的问题，基于平面环形微腔的悬臂梁式加速度计包括硅基框架、悬臂梁、以及通过悬臂梁支悬于硅基框架中央的质量块，悬臂梁上设有平面环形微腔，硅基框架上沿与对应悬臂梁垂直的方向设置有与对应悬臂梁上平面环形微腔构成平面环形微腔耦合系统的光波导。本发明结构合理、紧凑，加工方便，灵敏度高，完全可以替代现有各类加速度计而应用于各领域当中进行加速度的测量。
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公开(公告)号：CN108628152B
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201810547933.0
申请日：2018-05-31
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明介绍一种基于纳米Y波导的芯片原子钟微型系统，包括磁屏蔽部分、光学系统和物理系统。光学系统和物理系统设置于磁屏蔽层内部，其中，光学系统采用的独特的纳米Y波导和纳米垂直耦合光栅的应用，极大提高了光电转换效率与空间利用率，减小了原子钟的体积，此外，特别是采用了两层磁屏蔽设计，有效的提高了屏蔽效果。本发明的基于纳米Y波导的芯片原子钟微型系统具有便于安装、性能稳定、结构紧凑、体积小、功耗低、寿命长、精度高等特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105445494B
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201510910685.8
申请日：2015-12-10
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/097 , B81C1/00
Abstract: 本发明属于光学领域和微机电系统领域，具体为一种基于平面环形腔的MOEMS加速度计及其制造方法。加速度计包括：基底、悬臂梁、光栅、直波导和微环谐振腔。该加速度计的基本工作原理：首先入射光通过光栅耦合进直波导，在直波导中传输的光以倏式场的形式耦合进微环谐振腔，满足谐振条件的光在微环谐振腔内发生谐振产生与之相对应的透射峰。当系统受外力冲击时，在加速度的作用下，悬臂梁受惯性力的作用发生形变，使集成在悬臂梁上的微环谐振腔产生微小的变形，进而使微环谐振腔的有效折射率改变，导致微环谐振腔腔的谐振峰发生偏移，通过测量谐振点产生的偏移量，就可以对相应的加速度值进行标定。
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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：CN108279320A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810133315.1
申请日：2018-02-09
Applicant: 中北大学
IPC: G01P15/02
Abstract: 本发明涉及一种基于Fano共振纳米光波导加速度计原理及制造工艺，具体属于光学领域和微光机电系统领域，具体为一种基于Fano共振纳米光波导加速度计制备方法。本发明提供了一种基于Fano共振纳米光波导加速度计制备方法，本发明以SOI材料作为敏感元件和基底材料，基于高Q光学微环腔高灵敏的特点，以及SOI材料高折射率、光学限制能力强、传输损耗小、易集成等优点，采用集成纳米光波导工艺，提出基于Fano共振的纳米光波导加速度计，通过力-光耦合效应实现具有高灵敏抗冲击特性的光学加速度计。
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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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