导读:本文包含了微结构传感器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:微结构,传感器,光纤,柔性,折射率,光学,纳米。
微结构传感器论文文献综述
祁鸿,武创,李杰,关柏鸥[1]（2019）在《基于大空气孔保偏微结构光纤偏振回旋滤波器的光微流折射率传感器》一文中研究指出提出一种基于大空气孔保偏微结构光纤偏振回旋滤波器(PM-MOF-RF)的光微流折射率传感器。保偏微结构光纤(PM-MOF)沿轴向引入周期性往复扭转结构,可实现光纤中正交偏振模的谐振耦合,通过偏振检测,可得到类似于长周期光栅的透射光谱,从而获得偏振回旋滤波器(PRF)。基于耦合模理论,对该器件的透射光谱进行仿真。在该器件两端与单模光纤(SMF)连接处分别接入一小段C形光纤,可将待测液体导入和导出MOF的空气孔而不影响SMF与MOF的光信号耦合,从而得到一个全光纤的光微流折射率传感器。通过有限元分析方法模拟微流折射率在1.333附近变化时PM-MOF的相模式双折射色散曲线,进而可得不同微流折射率的透射光谱,通过追踪光谱波长漂移,得到7196.4nm/RIU(RIU为折射率单元)的折射率灵敏度,同时可知当按比例缩小光纤尺寸时,可将其灵敏度提升至16754.0nm/RIU。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年17期）
任翔宇,陈佳琦,徐峰,聂萌[2]（2019）在《基于双层微结构的碳纳米管柔性应变传感器的研究》一文中研究指出设计了一种具有双层微结构的柔性压阻式应变传感器,并进行了制备方法研究。通过在半固化的环氧树脂基底(Ecoflex~? 00-30)表面制备形成碳纳米管(MCNTs)/环氧树脂(Ecoflex~? 00-30)复合薄膜,用毛刷制备微结构。通过测试分析可得,该柔性应变传感器具有高度可拉伸性能,可承受200%的应变,在0～80%,80%～170%,170%～195%的应变区间,GF值分别为10.5,40.5,190.5。将传感器进行可穿戴运动监测测试,可验证本传感器既可以实现手指和手腕运动等大动作应变的监测,输出电阻值相对变化达到7.5倍;也可以监测肌肉形变弯曲等小应变,输出电阻值相对变化达到1.4倍。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年05期）
赖天成[3]（2019）在《基于低维纳米材料/微结构基底的柔性应力传感器的制备与性能研究》一文中研究指出柔性电子器件近年来获得广泛的关注。其中,柔性应力传感器由于具有可穿戴、高性能、低成本、轻量便携、生物兼容性好等特点,在可穿戴设备、柔性电子皮肤、人机交互、智能机器人、智能医疗、柔性显示屏等领域展现出广阔的应用前景,成为研究的热点。然而目前基于单一纳米材料和聚合物基底的柔性应力传感器也面临着一些亟待解决的问题,如高的灵敏度和大的可拉伸范围之间时常存在矛盾关系,二者很难同时兼顾,柔性器件的综合性能不够好。最新的工作表明,多元纳米材料复合体系以及基底微结构能有效改善柔性应力传感器的性能指标。原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)技术由于其特有的自限制与自饱和反应特性,制备纳米材料具有大面积的均匀性、亚单层的膜厚控制和优异的叁维贴合性等特点。仿生方法则是一种简单便捷、环保、低成本的制备微结构基底的方法。因此,本论文针对柔性应力传感器的上述问题,利用ALD技术和仿生方法,制备了基于铱纳米颗粒(Ir nanoparticles,Ir NPs)-多壁碳纳米管(Multi-wall carbon nanotubes,MWCNTs)复合材料-鸭蹼/花瓣基仿生图案化聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)薄膜的柔性应力传感器,利用超声混合的方法制备了基于多壁碳纳米管(MWCNTs)-银纳米线(Ag nanowires,Ag NWs)混合材料-弹性纺织纤维绳基底的柔性应力传感器,研究了 ALD沉积Ir NPs的循环数、基底微结构、不同纳米材料比例等因素对传感器性能的影响,以及传感器在实际应用中的表现。论文主要进展如下:1、研究了100、200和300循环Ir NPs对Ir NPs@MWCNTs-鸭蹼基图案化PDMS薄膜的柔性应力传感器性能的影响。ALD沉积200循环的Ir NPs,在MWCNTs外壁上的分布最均匀,对传感器性能的提升最显着。最大可拉伸范围为30%应变,最大灵敏度约为34.96,相较于MWCNTs-鸭蹼基图案化PDMS薄膜样品提高了约3.6倍,相较于MWCNTs-无微结构PDMS薄膜样品提高了约21.3倍。其响应与回复时间分别为150 ms和100 ms,具有较快的响应时间。在超过10000个应变循环后传感器的电流值从2.83 ×10-8A增大到3.14×10-8A,电流漂移量约为10.8%,表现出较好的长时间服役稳定性。2、基于Ir NPs@MWCNTs-花瓣基图案化PDMS薄膜的柔性应力传感器中,同样ALD沉积200循环的Ir NPs对传感器性能提升最明显。最大可拉伸范围为35%应变,最大灵敏度约为20.33,比MWCNTs-花瓣基图案化PDMS薄膜传感器提高了约7.2倍,比MWCNTs-无微结构PDMS薄膜传感器提高了约24.1倍。其响应与回复时间分别为200 ms和250 ms。在9000个应变循环后传感器的电流值从5.27× 10-6A增大到5.79×10-6 A,电流漂移量约为9.9%,长时间服役的稳定性较好。综上所述,基于ALD技术制备的200循环的Ir NPs@MWCNTs复合材料和仿生工艺制备的鸭蹼/花瓣基图案化PDMS薄膜的柔性应力传感器展现出较好的综合性能,归因于使用低维二元复合纳米材料Ir NPs修饰的MWCNTs作为传感材料和使用仿生微结构PDMS薄膜作为基底的二者协同作用。3、研究了MWCNTs和Ag NWs混合材料的质量比(1:5、1:15、1:20、1:30、1:50和1:100)对MWCNTs-Ag NWs-弹性纺织纤维绳基底的柔性应力传感器性能的影响,发现质量比为1:30的MWCNTs-Ag NWs混合材料对传感器性能的提升最为显着,具有最佳的综合性能。其最大灵敏度达到了约415.99,相较于MWCNTs-弹性纺织纤维绳基底的传感器提高了约17.3倍,相较于Ag NWs-弹性纺织纤维绳基底的传感器提高了约21.3倍;可拉伸最大范围达到了70%的应变,相较于Ag NWs-弹性纺织纤维绳基底传感器提高了3.7倍。该传感器的响应与回复时间分别为195 ms和189 ms,具有较快的响应时间。在9000个应变循环后传感器的电流值从2.71×10-7A增大到2.78×10-7A,电流漂移量约为2.6%,长时间服役的稳定性优异。以上结果表明,质量比为1:30的MWCNTs-Ag NWs混合材料体系形成了具有较好敏感特性的导电网络,而弹性纺织纤维绳作为微结构基底有较佳的弹性和较大的可拉伸范围,二者的协同效应,使传感器综合性能较单一体系得到显着提升。4、研究了Ir NPs@MWCNTs-鸭蹼/花瓣基图案化PDMS薄膜和MWCNTs-Ag NWs-弹性纺织纤维绳基底的柔性应力传感器在人体运动检测(指关节、腕关节、手掌和吞咽动作)、人体脉搏监测和发声检测等场景中的应用。传感器的响应较为迅速稳定,测量较为准确,检测重复性较好,在可穿戴电子设备、柔性电子皮肤、智能机器人、智能医疗等领域展现出令人期待的应用前景。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
王瑞荣,侯鹏飞,刘继军,李晓红,陈瞳[4]（2019）在《基于微结构PDMS介质层的电容式柔性阵列压力传感器》一文中研究指出提出了一种微结构聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质层的柔性阵列压力传感器,采用微电子机械系统(MEMS)工艺实现了传感器电极的制备,采用叁明治的结构实现了柔性阵列压力传感器的制备。利用压力机和LCR电桥对不同厚度的微结构PDMS作为介质层的传感器性能进行了测试。测试结果表明,采用微结构PDMS为介质层明显提高了传感器的灵敏度,当介质层厚度为0.5 mm时,0～5 kPa和5～20 kPa下传感器的灵敏度分别为0.18 kPa-1和0.02 kPa-1,同时传感器具有良好的重复性(>1 000次)、快速的响应时间(<200 ms)和低的检测极限(约为5.5 Pa)。该传感器能够准确、灵活地监测外部压力的变化和分布,适用于未来智能机器人中电子皮肤的应用。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2019年05期）
聂操[5]（2019）在《基于叁维多孔微结构复合介质层的电容式柔性触觉传感器设计及应用研究》一文中研究指出机器人技术的不断发展带动人机交互日益频繁,机器人正朝着智能化方向发展,其中,智能机器人在人们生产生活中发挥着重要作用,交互场景的动态性很不确定性,对智能机器人提出了更高的要求。触觉感知功能作为智能机器人获取交互场景信息的一种重要途径,在智能机器人实现安全、精准、灵巧操控中发挥着重要作用,开展面向智能机器人柔性电子皮肤的高灵敏度触觉感知方法研究具有重要意义。面向电子皮肤高灵敏度柔性触觉感知的应用需求,本文基于粘弹性、渗流理论以及协同效应等相关理论,并采用仿真优化与实验验证等方法,设计并制备具有高电学稳定性与力学重复性的力敏复合导电材料的体系,揭示力敏复合导电材料敏感机理。以叁维多孔微结构聚氨酯海绵为模板并基于其高柔性、高弹性等特点,并利用浸渍包裹法,在叁维多孔模板表面层层浸渍包裹力敏导电复合材料,通过优化导电填料配比、模板结构参数、制备工艺等制备具有优异电学性能和力学性能的叁维多孔微结构复合介质层。构建高灵敏电容式柔性触觉传感器,分析电容式柔性触觉传感单元敏感机理,研究导电填料体系、制备工艺等因素对电容式柔性触觉传感器静态、动态特性的影响机制。设计基于复合介质层的高柔性、高灵敏度电容式柔性触觉传感器阵列和容性触觉信息提取系统,并构建适用于柔性电子皮肤的高性能触觉感知层。针对基于叁维多孔微结构复合介质层高灵敏度电容式柔性触觉传感器静态/动态特性进行测试,并将其应用于柔性电子皮肤,实现人体微动作监测和压力实时分布感知。论文研究可为高灵敏度电容式柔性触觉传感器设计及相关应用研究提供理论支撑,在智能机器人柔性电子皮肤、医疗健康、穿戴式电子设备、虚拟现实以及人机交互等领域中具有重要的科学意义和应用价值。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-04-01）
刘幸[6]（2019）在《近红外波段硅基光子晶体结构传感器件的研究》一文中研究指出光子晶体是具有光子带隙特性的空间周期性结构的人工电磁材料,因其具有强大的控光能力而在多种光学功能器件中得以广泛应用,而光子晶体生物传感器就是其中之一。光学生物传感器由于具有节能环保、抗干扰能力强、响应迅速等优势而成为当前的研究热点。随着CMOS工艺和片上集成技术的快速发展,以及硅材料自身所具有的高折射率和在近红外通讯波段低损耗等优良特性,近红外波段硅基光子晶体功能器件在工作性能和制作成本等方面都具有独特优势。本文提出研究近红外波段硅基光子晶体结构传感器件,具有重要的物理意义和巨大的实际应用前景。我们提出了一种理想二维结构叁角晶格光子晶体传感单元。通过改变有限大小叁角晶格光子晶体入射和出射端面上介质柱的形状和尺寸(由通常的圆形改变为椭圆形,并且使相邻两列的椭圆形具有相同大小的短半轴和不同大小的长半轴),从而获得了具有强空间局域特性的表面局域模;并且在光子晶体结构的中间区域,通过改变圆形介质柱的尺寸而获得品质因子达10330的中心缺陷模。我们通过生物分子之间的特异性吸附,让不同类型的疾病标记物吸附于光子晶体不同位置的缺陷体周围,从而通过检测宽光谱中多个缺陷模对应的波长位置及其透过率的变化分析得出吸附在缺陷体周围的多类蛋白质厚度信息,最终实现对不同疾病标记物的同时检测。二维平板光子晶体在光子晶体平面内通过光子带隙调控光的传输,在第叁个方向上依靠全反射控制光的传输,相比于理想二维光子晶体,其尺寸更小从而更方便于实际应用。我们通过参数优化,设计得出了具有良好传感特性的硅柱型正方晶格二维平板光子晶体传感单元,并将工作波长调整至1550nm附近。该结构可支持中间缺陷模和表面局域模的缺陷体都是圆形硅柱,从而更易于进行实验制备。硅柱的上下底面都为玻璃,微液体可以在位于两层玻璃之间的硅柱间的缝隙中流通,从而方便于实现对分析物质的动态和实时监测。通过设计不对称的传感结构,可以实现叁种分析物质的七种吸附情况测量,这为接下来实验工作的顺利开展奠定了重要的理论基础。(本文来源于《中央民族大学》期刊2019-03-14）
于文婷[7]（2019）在《基于微结构光纤干涉式微流传感器的初步研究》一文中研究指出微结构光纤,因其微流体路径与光路集成在同一根光纤中,而被广泛应用于光流控器件领域。微流控光学是现代光学、光电子学与微流控技术相结合而形成的新型交叉前沿学科与技术,在微观尺度上操控流体来调节系统的光学或光电子学特性,并研究微流控系统中的光学现象。本文提出一种中空双芯微结构光纤,该光纤具备一个中间孔微流通道、一个悬挂在孔内的悬挂芯和一个包埋在包层中的纤芯。利用该中空微结构光纤制备出一种干涉式微流传感器,结合链霉亲和素-生物素信号放大系统在生物检测中的优势,在实验中验证了中空双芯微结构光纤干涉式微流传感器在生物检测中的良好应用。论文首先在理论上研究了中空双芯微结构光纤的传感原理,阐述了链霉亲和素-生物素信号放大系统的结合原理,其次在实验上利用中空双芯微结构光纤干涉式微流传感器在线检测生物素浓度,并分析与讨论了实验结果。具体来说,本文分为以下叁个部分内容:(1)在研究了微结构光纤传感器的制备原理及方法的基础上,根据现有的实验条件,制备了中空双芯光纤干涉式微流传感器。分析中空双芯光纤干涉式微流传感器的折射率传感理论,并将其作为探测器件,经过测量NaCl溶液折射率的改变,得知了该传感器的折射率灵敏度为2577 nm/RIU。(2)在了解链霉亲和素与生物素的基本性质,以及各种链霉亲和素-生物素系统的结合原理及应用方法的基础上,分析了该放大系统的优点,最后选择其中一种链霉亲和素与生物素的结合方式,并将其与微结构光纤传感器相结合。(3)将双芯微结构光纤干涉式微流传感器应用于在线动态检测生物素浓度是全文的核心所在,其中包括将链霉亲和素结合在空心光纤悬挂芯表面,利用链霉亲和素捕获生物素,对生物素浓度进行在线检测等,实验证明该传感器可以免标记检测浓度范围为0.01-0.1 mg/mL的生物素分子,净生物素检测灵敏度为16.9 nm/(mg/mL),最小检测浓度为3x10~(-3) mg/mL。此外,生物素可以连接多种生物大分子,如蛋白质、核酸、多糖和脂质,因为每分子链霉亲和素可以绑定四分子的生物素,这一特性可用于构建一个多层次信号放大系统。因此,该检测装置可应用在对抗原、抗体、细胞、霉菌等生物样品的定量和定性在线检测方面。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-03-01）
钮盼盼[8]（2019）在《基于光纤S锥微结构折射率传感器的研究》一文中研究指出折射率作为一项反映液体光学特性和成分浓度的物理参量,其精确测量具有重要意义。光纤折射率传感器具有体积小、响应快、灵敏度高、抗电磁干扰等优点,可被广泛应用于食品加工、生化制药、环境监测等领域。其中,结构紧凑的光纤微结构折射率传感器随着光纤微加工工艺的发展而逐渐成为研究热点。本论文利用光纤S锥(SFT,S Fiber Taper)微结构作为折射率敏感元件,针对SFT的结构和光谱特性,结合相关光纤传感技术提出并实现了多种具有不同特点的折射率传感器。本论文主要研究内容如下:1.提出并研究了基于边沿滤波原理的反射式强度型SFT折射率传感器。将SFT与光纤布拉格光栅(FBG,Fiber Bragg Grating)级联,构成反射式强度型折射率传感结构。通过测量 FBG反射光谱的峰值功率,在1.3330 RIU～1.3988 RIU范围内,实现了灵敏度高达366.69 dB/RIU的温度不灵敏型折射率测量。进一步提出并研究了基于光纤环形腔的SFT激光折射率传感器,提高了传感光谱质量,压缩了传感元件尺寸,在1.3330 RIU～1.4060 RIU范围内,实现了灵敏度为269.76 dB/RIU的温度补偿型折射率测量。2.提出并研究了基于波分复用技术的透射式波长型双点SFT折射率传感器和反射式强度型多点SFT折射率传感器。透射式传感器利用干涉谱的迭加性,通过测量级联SFT形成的干涉谷中心波长,实现了无串扰的双点折射率测量。反射式传感器利用多路光耦合器和树形拓扑结构,通过测量各通道反射谱的峰值功率,实现了独立工作的多通道折射率测量。3.提出并研究了基于光纤环形腔衰荡技术的SFT折射率传感系统。利用SFT作为损耗调控器件,构建了补偿型环形衰荡腔,并分析优化了衰荡腔的配置参数。通过测量衰荡脉冲信号的衰荡时间,在1.3330 RIU～1.3682 RIU范围内,实现了灵敏度高达-3128.954 μs/RIU的折射率测量。此外,针对衰荡光谱技术的特点,设计了基于LabVIEW的折射率测量软件以提高系统的自动化程度。(本文来源于《天津工业大学》期刊2019-02-16）
梁瑜章,徐挺[9]（2019）在《表面等离激元纳米阵列结构传感器的集成化和小型化研究》一文中研究指出表面等离激元由于其异常的光学特性在高灵敏度传感领域有着广泛的应用前景。然而,传统棱镜式表面等离激元传感器由于庞大的体积和昂贵的成本限制了其进一步发展。表面等离激元金属纳米阵列结构传感器的出现为实现低成本、小型化和集成化的表面等离激元传感器提供了一条有效的解决途径。文章首先总结了表面等离激元纳米阵列结构传感器的发展现状和应用优势,然后主要介绍了近期作者课题组在表面等离激元传感器小型化、集成化、低成本方面的一些工作。这些工作对推动表面等离激元传感理论的发展,实现金属纳米阵列传感技术器件化具有较为重要的现实意义。(本文来源于《物理》期刊2019年01期）
冯志麟[10]（2018）在《硅基微结构气敏传感器的微热板设计及Si-NPA的有机蒸汽气敏性研究》一文中研究指出微型化热设备,如微加热器、温度传感器、流量传感器、气体和湿度传感器等,通常需要低导热系数的薄底物,以减少热损失,提高灵敏度和效率。由于气体传感器的工作性能要仰赖于采用的敏感材料的属性,而所有气敏材料,它们的气敏特性都与温度有着密切的关系。因此本文利用有限元分析软件ANSYS对加热板的温度分布进行了模拟,进而对其基底结构和电极结构进行了优化,来达到提升气体传感器的敏感性能和降低功耗的目的。本文在气敏薄膜的导电机理和传热学中的有限元理论的基础上,利用多孔硅的低导热性设计一种比SiO_2绝热层功耗更低的以多孔硅作为绝热层的新式微气体传感器微热板结构。通过仿真分析在加热电极上加载的热生成率为10~(10) W/m3的载荷,其余相同条件下,多孔硅作绝热层的加热板产生的温度比SiO_2绝热层产生的高11℃,因此当需要达到相同温度时,多孔硅作绝热层功耗更低。本文还对一种区域有序的且大小可控的基于硅纳米孔柱阵列的室温气体传感器进行了性能分析,它被作为室温有机蒸气传感器研究对于乙醇、丙酮的气敏性能。并用I-V曲线表示。I-V曲线表明,这些硅纳米孔柱阵列气体传感器对乙醇和丙酮有机蒸气敏感。开启阈值电压约为0.5 V,工作电压为3 V。在1%乙醇蒸气中,响应时间为5 s,恢复时间为15 s,此外,对硅纳米孔柱阵列气体传感器的稳定性进行评价。气体稳定结果可用于实际检测。这些优良的传感特性主要可以归因于,硅柱上气体分子的物理吸附以及空洞中气体蒸气的填充,造成硅纳米孔柱阵列整体介电常数的变化。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
微结构传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
设计了一种具有双层微结构的柔性压阻式应变传感器,并进行了制备方法研究。通过在半固化的环氧树脂基底(Ecoflex~? 00-30)表面制备形成碳纳米管(MCNTs)/环氧树脂(Ecoflex~? 00-30)复合薄膜,用毛刷制备微结构。通过测试分析可得,该柔性应变传感器具有高度可拉伸性能,可承受200%的应变,在0～80%,80%～170%,170%～195%的应变区间,GF值分别为10.5,40.5,190.5。将传感器进行可穿戴运动监测测试,可验证本传感器既可以实现手指和手腕运动等大动作应变的监测,输出电阻值相对变化达到7.5倍;也可以监测肌肉形变弯曲等小应变,输出电阻值相对变化达到1.4倍。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微结构传感器论文参考文献
[1].祁鸿,武创,李杰,关柏鸥.基于大空气孔保偏微结构光纤偏振回旋滤波器的光微流折射率传感器[J].激光与光电子学进展.2019
[2].任翔宇,陈佳琦,徐峰,聂萌.基于双层微结构的碳纳米管柔性应变传感器的研究[J].传感技术学报.2019
[3].赖天成.基于低维纳米材料/微结构基底的柔性应力传感器的制备与性能研究[D].南京大学.2019
[4].王瑞荣,侯鹏飞,刘继军,李晓红,陈瞳.基于微结构PDMS介质层的电容式柔性阵列压力传感器[J].微纳电子技术.2019
[5].聂操.基于叁维多孔微结构复合介质层的电容式柔性触觉传感器设计及应用研究[D].合肥工业大学.2019
[6].刘幸.近红外波段硅基光子晶体结构传感器件的研究[D].中央民族大学.2019
[7].于文婷.基于微结构光纤干涉式微流传感器的初步研究[D].哈尔滨工程大学.2019
[8].钮盼盼.基于光纤S锥微结构折射率传感器的研究[D].天津工业大学.2019
[9].梁瑜章,徐挺.表面等离激元纳米阵列结构传感器的集成化和小型化研究[J].物理.2019
[10].冯志麟.硅基微结构气敏传感器的微热板设计及Si-NPA的有机蒸汽气敏性研究[D].南京邮电大学.2018
论文知识图
