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单轴电磁MOEMS微镜的快速多目标优化策略
摘要： 微光机电系统（MOEMS）微镜是移动图像投影仪（超微型投影仪）的关键使能技术。低尺寸和低功耗是超微型投影仪的核心约束条件。本研究提出了一种硅基单轴电磁扭转微镜的快速优化方法。该器件通过外部永磁体提供所需磁场，驱动扭矩由镜板上的矩形多匝线圈微结构产生。多重要求关联着线圈电流、占用面积、工作频率、镜面悬臂长度及磁体尺寸等参数。仅需对磁场分布和机械行为作一般性假设，我们证明可完全解析描述该微镜的电磁与力学特性，从而使优化目标（包含镜体与磁体的组件尺寸及驱动电流）能表示为设计参数的闭式函数。随后采用标准多目标优化算法，可极快速评估各优化目标间的权衡关系并探索帕累托前沿。通过有限元法（FEM）仿真估算，模型假设导致的误差较精确解仅差百分之几。
关键词： 微光机电系统（MOEMS）、微镜、磁驱动、微型投影仪、微机电系统（MEMS）、多目标优化
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于研究液体或气流参数光纤传感器光学与机械系统的安装装置
摘要： 为基于波纹管和千分尺的光纤微角度传感器（其作为气动角度传感器的基本元件）中光纤微角转换器微光机系统的实验研究，专门开发了一种特殊测量单位，该系统可模拟通量对传感元件的物理效应。
关键词： 光纤传感器、波纹管、千分尺、空气动力学角度、微光机电系统
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE第31届微电子国际会议(MIEL) - 塞尔维亚尼什(2019.9.16-2019.9.18)] 2019年IEEE第31届微电子国际会议(MIEL) - 用于MOEMS场增强的蝴蝶结等离子体纳米天线阵列
摘要： 许多微（纳）光机电系统（MOEMS、NOEMS）需要实现光?。ㄍǔＮ绱懦。┑木钟蛴朐銮?。这类应用包括光催化微反应器和芯片实验室——在这些系统中，必须将光能局域于流体通道内；其他典型应用还包括化学与生物传感器。而等离子体技术能实现亚波长尺度的场局域，通过调控倏逝场可使其适配MOEMS和NOEMS中微小通道的形貌特征。本研究提出一种增强MOEMS和NOEMS系统光场的可行方案：采用线性排列的等离子体蝴蝶结结构阵列，将光场汇聚至介电通道内。我们运用有限元法进行数值模拟，分析蝴蝶结天线可实现的光场分布及其调控可能性，并探究蝴蝶结耦合端形状对光场分布及频率色散的影响。研究证实，等离子体蝴蝶结阵列有望成为光学辅助微纳流体技术的理想选择。
关键词： 场增强、蝶形纳米天线、微光机电系统（MOEMS）、纳光机电系统（NOEMS）、等离子体激元学、有限元法
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年德国慕尼黑激光与光电欧洲会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) (2019.6.23-2019.6.27)] 2019年激光与光电欧洲会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于微光机电系统的外腔量子级联激光器进展
摘要： 宽带量子级联激光器（QCLs）与集成衍射光栅的微机电系统（MOEMS）扫描仪相结合，该光栅兼具波长选择与光学反馈功能，从而实现了紧凑、便携且坚固的光谱系统。如先前研究[1-2]所示，此类基于MOEMS的外腔（EC）-QCL配置可将单次QCL调谐范围（数百cm?1）的测量时间缩短至约1毫秒，同时无需采用锁相放大器等零差检测系统。该方案还支持非谐振（准静态）MOEMS光栅扫描仪——既能以数十Hz速率扫描，也能静态设定任意波长，同时保持小型MOEMS占位面积、坚固耐用及低功耗的优势。本文综述了弗劳恩霍夫IAF研究所与IPMS研究所最新研发的MOEMS基EC-QCL技术：我们推出一款微型非谐振MOEMS EC-QCL，在保持器件小型化的同时实现数十Hz扫描频率（及静态运行），并具备优异的波长重复性；静态可控MOEMS EC-QCL对需要任意调谐速度（如光热/光声光谱中的大时间常数）与离散波长调谐的光谱应用极具价值——这类调谐速度是机械共振频率始终>120Hz的谐振驱动MOEMS扫描仪所无法实现的，而静态可控方案能独立于QCL增益带宽特性完美满足双重需求。此外，我们还展示了具备腔长控制的谐振驱动连续波（cw）MOEMS EC-QCL，可在>100cm?1光谱范围内实现快速高分辨率光谱测量，并探讨了MOEMS EC-QCL无色散光斑半径的研究进展及维持其持续低噪声运行的技术路径。
关键词： 波长调谐、量子级联激光器、外腔、光谱学、微光机电系统
更新于2025-09-11 14:15:04