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BCB/SiO_2双导芯层叠ARROW结构压力传感器设计
  • ISSN号:1671-4776
  • 期刊名称:《微纳电子技术》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.1[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安710049, [2]西安机电信息研究所,西安710065
  • 相关基金:国家高技术研究发展(863)计划资助项目(2009AA04Z330); 国家自然科学基金资助项目(50535030)
中文摘要:

针对传统ARROW压力传感器耦合长度长以及耦合效率低,提出了BCB/SiO2双导芯层叠ARROW结构压力传感器。在外力作用下,弹性薄膜上的BCB/SiO2双导芯层叠ARROW结构,会因光弹效应致使BCB和SiO2两个导芯折射率变化产生输出相位差。通过有限元方法(FEM)研究硅弹性薄膜上导芯折射率的变化与应力分布关系,确定传感器的结构设计参数。使用束传播法(BPM)分析耦合结构以及压力与输出之间的关系。结果表明,该传感器无需弯曲波导即可降低器件尺寸,并实现了灵敏度为5.2×10-2/kPa压力检测。

英文摘要:

BCB/SiO 2 dual-core stacked ARROW pressure sensors were presented to reduce the coupling length and improve the coupling efficient for traditional ARROW sensors.When the external pressure was applied to the BCB/SiO 2 dual-core stacked ARROW on the diaphragm,the output phase difference was yielded between the BCB and SiO 2 guided core for an index change induced by the photoelastic effect.The relation between guided core index change and stress distribution of the stacked ARROW was studied with the finite element method(FEM)by ANSYS.The index distribution by the stress on the sensing arm was calculated to design the structure parameters.The coupling efficient on the coupling structure,the output change in the sensing arm caused by photoelastic effect and the applied pressure were finally analyzed with the beam propagation method(BMP).The results indicate that the sensitivity of the compact sensor can achieve 5.2×10-2/kPa and the device size can be reduced without any bending structure.

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期刊信息
  • 《微纳电子技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第十三研究所
  • 主编:李和委
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  • 邮编:050002
  • 邮箱:wndz@vip.sina.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4776
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1314/TN
  • 邮发代号:18-60
  • 获奖情况:
  • 2002-2003和2003-2004年度,均获信息产业部电子科...,2005-2006年度获信息产业部电子科技期刊学术技术...,中国学术期刊执行(光盘版)检索与评价数据规范优...,2007-2008年度又荣获工业和信息化部电子科技期刊...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,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:3327