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采用FDTD法计算复杂微转子所受光力和光力矩
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:Q631[生物学—生物物理学] TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学精密仪器与精密机械系,安徽合肥230026
  • 相关基金:Supporled by 863 High-Technology and Development Program of China(No. 2006AA04Z311 )
中文摘要:

微转子是微机电系统(MEMS)的一个重要组成部分。为了能够设计、驱动具有复杂形貌的微转子,对其所受的光驱动力矩的光波动模型计算方法进行了研究。使用时域有限差分法分析微转子在光阱中散射光场的电磁场量,根据麦克斯韦尔力学张量方程得到微转子表面所受的力。最后,应用牛顿方程计算出其相应的旋转力矩和转速等信息。用基于此方法编写的模块化Matlab程序分析计算了一个本文设计制造的微转子,并与实验进行了比较,结果与200r/min相符,表明此方法基本满足复杂形貌微转子驱动力计算要求.对设计微转子有着很好的应用前景。

英文摘要:

The microrotor is an important part in a Micro-electro-mechanical System(MEMS), For designing and driving the microrotor, the theoretical arithmetic of a wave optical model is investigated. The Finite-differential Time-domain (FDTD) method is used to analyze the electric and magnetic intensity distributions of the scattered light on the surface of the microrotors,and the Maxwell's stress tensor is employed to calculate the force over the rotor surfaces. Finally, the rotor torque on rotation axis and the rotate speed are obtained base on Newton equation. The calculated results agree with the experiments in rotate speed of 200 r/min, which shows the arithmetic can satisfy the requirements of calculating the light-induced force and torque on a complex microrotor, and can used in microrotor design.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699