用于MEMS微振动及角位移测量的新型光纤传感技术研究

微机电系统（MEMS）测试技术和方法已成为MEMS设计、制造及质量控制和评价的关键环节之一。精度高、简单便捷、成本低的测试新原理、新方法已成为MEMS发展的迫切需要。本项目利用GRIN透镜及阵列光纤的光学特性，基于矩阵光学分析方法和光纤光学模式理论建立光信号传递函数；提出一种用于MEMS测量的新型轮辐式光纤探头结构和三维微振动及二维角位移测量新方法：一是基于轮辐式结构光纤阵列的特性建立被测信号与光点位置及接收光强度间的数学模型而实现二维角位移和竖直微振动的测量，二是基于光电位置敏感器件（PSD）与半反半透镜、正三棱镜等光学元件所设计的新颖结构实现水平二维微振动测量。这些方法将解决反射式强度调制型光纤传感器受被测面反射率变化、光源功率波动、环境光干扰影响的问题。项目的研究意义在于改进了传统的用于MEMS测试的光纤传感器结构与方法，不仅可以测量多维机械参量，还有效地避免了误差因素对测量的影响。