【摘 要】
：
电磁式MOEMS（微光机电系统,Micro-Optical-Electro-Mechanical-System）扫描光栅微镜作为微型近红外光谱仪的核心器件是采用微加工技术将光栅、驱动器和传感器一体化集成的光学微镜,能够同时实现机械扫描与光学分光。电磁式MOEMS扫描光栅微镜具有体积小、功耗低、能以单管探测器代替昂贵的阵列探测器等优点,是替代传统近红外和中红外光谱分析检测装备的新一代核心分光器件。电
论文部分内容阅读
电磁式MOEMS（微光机电系统,Micro-Optical-Electro-Mechanical-System）扫描光栅微镜作为微型近红外光谱仪的核心器件是采用微加工技术将光栅、驱动器和传感器一体化集成的光学微镜,能够同时实现机械扫描与光学分光。电磁式MOEMS扫描光栅微镜具有体积小、功耗低、能以单管探测器代替昂贵的阵列探测器等优点,是替代传统近红外和中红外光谱分析检测装备的新一代核心分光器件。电磁式MOEMS扫描光栅微镜高效稳定的运行除了需要微镜本身的结构优化设计,还需要小型化、可靠的封装结构,以及精简的装配过程,来满足未来该产品工业化的需求。因此,开展针对电磁式MOEMS扫描光栅微镜的封装结构设计具有重要的实用价值和研究意义。目前,电磁式MOEMS扫描光栅微镜受限于其结构及尺寸,其难以承受较大的外部冲击;现有封装结构及装配过程复杂等问题,严重制约着电磁式MOEMS扫描光栅微镜产业化发展。基于此,本文对电磁式MOEMS扫描光栅微镜进行理论分析,提出封装结构,并对其壳体参数进行优化设计,仿真分析封装前、后微镜的抗冲击、抗振动以及电磁耦合、热稳定性能,制造封装结构并开展电磁式MOEMS扫描光栅微镜测试实验。论文的主要研究工作如下:（1）为了解决现有电磁式MOEMS扫描光栅微镜封装存在的结构及装配过程复杂等主要问题,在分析研究其工作原理以及结构特征的基础上,提出了基于三明治封装结构的电磁式MOEMS扫描光栅微镜封装结构总体设计方案,包括实现微镜与外部电路互连的PCB板、设有矩形通光孔的封装盖板以及封装底座。为了实现封装结构的小型化需求,优化设计了驱动系统中线圈间距、匝数以及永磁体间距,使其在最小的封装壳体尺寸内得到最大的磁场强度。通过仿真分析封装外壳的抗冲击性能,获得其最优尺寸:封装整体外壳为30mm×22mm×9.1mm;封装盖板为30mm×22mm×3mm;封装底座为30mm×22 mm×4.5mm;PCB板为30mm×22mm×1.6mm。（2）建立了封装前、后电磁式MOEMS扫描光栅微镜的有限元分析模型,完成了模态、抗冲击、抗振动仿真分析,结果表明:电磁式MOEMS扫描光栅微镜封装前、后的模态未改变,运动方式未变化;封装后器件的抗冲击性能、抗振动性能较封装前有所提升;此外,建立了电磁式MOEMS扫描光栅微镜封装前、后多物理场耦合分析模型,进行电磁热仿真,结果表明封装前、后器件的电磁耦合性能没有发生明显变化;由于热传递,封装后的微镜工作时的温度下降了18.5%,温度稳定性好。（3）搭建电磁式MOEMS扫描光栅微镜测试平台,开展实验测试研究。完成了器件的封装壳体加工制造,提出了与之匹配的装配流程。测试结果表明,器件谐振频率为604.4Hz,最大偏转角度为6.141°;角传感器灵敏度为1.4425m V/°,偏转角度与驱动电流、偏转角度与角传感线圈电压均具有较高线性度,电磁耦合性能未发生较大变化;器件长时间工作,谐振频率变化率为0.03%,偏转半角减小了约2.3%,未对器件的工作性能产生较大影响;低于40℃温度下工作,谐振频率下降了0.083%,偏转半角下降4.6%,表明电磁式MOEMS扫描光栅微镜的封装结构能够保证其长时间、常温下稳定有效地工作。此外,封装后的电磁式MOEMS扫描光栅微镜能够承受X、Y、Z方向100g的三次重复冲击测试;具有20g的抗振动性能。
其他文献
随着无线通信技术、车载计算和人工智能的不断发展,汽车的性能和智能水平也在迅速提升,这些趋势为车联网的进一步发展提供了推动力,但是,传统车联网难以支持延迟敏感、对带宽要求高和计算密集型的新型车载应用。为了实现车联网的高效运作,多接入边缘计算（Multi-Access Edge Computing,MEC）被引入了车联网,其能够就近提供高带宽、低延迟、高安全性、高可靠性的服务,成为近年来车联网领域内的
随着数字经济的快速发展,数字经济与国际贸易成为近些年来国内外的研究热点,数字经济以及国际贸易的受关注程度不断提升,众多学者纷纷从数字经济发展对出口贸易带来的二元边际影响进行深入探讨。国际形势风云变幻导致国内制造业需要应对传统资源优势降低、核心创新能力不足等诸多问题。因此不断提高当前国内制造业出口技术复杂度,逐步转变传统成本优势发展理念,突破制造业升级的瓶颈制约,成为亟待解决的现实问题。我国从制造大
2020年年初新冠疫情的突然爆发,其严重影响到我国部分地区企业正常的生产经营。从注册会计师审计行业来看,2019年年报审计工作的开展受到疫情影响,现场审计受阻,取证难以正常实施。在此疫情条件下,实务界纷纷探索远程审计工作模式,以期弥补现场审计的缺失,保障审计工作的开展。由此,实务界开展了一次大规模的远程审计实践的探索,学术界也开启了远程审计相关问题的理论与实践探讨。在这一行业发展背景下,深入探讨、
目的:通过前瞻性收集乳腺肿块二维灰阶及剪切波弹性成像超声图片,应用单模态及双模态图片分别训练人工智能图像分类模型,使用相同测试集图片对人类医生及人工智能模型进行测试,以验证人工智能模型在乳腺肿块良恶性鉴别中的应用价值。方法:前瞻性地收集2021.07-2022.01月期间,就诊于成都市第三人民医院,满足纳入及排除标准患者的乳腺肿块灰阶及剪切波弹性成像超声图片。将图片随机分为训练集、验证集及测试集,
目的:当前胶质瘤的诊断主要基于整合组织学和分子遗传学方法。然而,胶质瘤的形态学诊断的主观性较大,且目前全球神经病理医师短缺,因此需要开发一种客观、定量的工具来提高胶质瘤诊断的准确性和可靠性。人工智能是实现快速、可重复、高度精确和客观定量的病理诊断的强有力工具之一,并能预测生物标志物。本研究以湘雅医院病理科病理切片库为基础,运用半监督学习方法,训练人工智能模型以分辨10种病理切片（包括相对正常脑组织
随着无线通信业务量的激增,能源短缺问题日益严峻,如何利用有限的能源实现可靠的通信服务逐渐成为未来无线通信网络发展的关键问题。能量收集技术通过收集环境中的太阳能、风能、射频能等,使无线通信系统的可持续自我电力供应成为可能,缓解了无线网络的能源消耗压力。此外,分布式基站系统可以通过部署远程射频单元提高无线网络的覆盖区域、传输容量等通信性能,是无线通信网络在今后的一个重要发展方向以及B5G、6G的关键技
个体的崛起是当代社会的重要表征,互联网的发展更是让个人价值得到了前所未有的突显。在互联网时代,个体得到了大胆挣脱社会规范的限制与束缚的契机,个体有了权力去“用主观的方式构建自我”。人们通过互联网各个平台进行另一自我的表演的现状引发了社会变迁,例如社会分工的扩大、社交圈数量的激增等,其中还包括人们写作、阅读形式与方式的剧变,进而深刻影响了传统出版业的发展走向。本研究目的是基于个体社会学理论,从国内出
随着5G网络逐渐完成规模化商业部署,相关研究机构和商业公司已经开始对下一代移动通信网络6G进行研究。为了满足物联网和车联网等新兴网络技术的需要以及人类对于全方位信息生态的期待,“万物互联”成为下一代通信网络的愿景之一。因此,空天地一体化网络（Space-Air-Ground Integrated Network,SAGIN）作为一种新兴的网络架构受到广泛关注,通过融合天基网络、空中网络和地面网络,
目的:探讨螺旋断层放疗（Helical Tomotherapy,HT）相较于容积调强放射治疗（Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT）和静态调强放射治疗（Intensity-Modulated Radiation Therapy,IMRT）应用于早期鼻咽癌（Nasopharyngeal Carcinoma,NPC）患者在剂量学上的优点和弱势。方法:纳入2016年