Интегрально-оптический датчик давления
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-3-24-31Аннотация
В статье представлено исследование прототипа интегрально-оптического датчика давления на основе кольцевого резонатора. При помощи метода фотополимерной 3D печати было изготовлено основание с полостью эталонного давления, на которое монтировался исследуемый чувствительный элемент. В качестве чувствительного элемента использовался кремниевый чип с волноводами на основе Si3N4/SiO2. В работе представлена теоретическая модель интегрально-оптического датчика давления, на основе которой проведено численное моделирование и произведен расчет чувствительности интегрально-оптического датчика давления. Для исследования датчика давления использовалась гидравлическая установка сравнительной калибровки, которая позволяла контролируемо изменять давление. В ходе эксперимента был получен набор спектров исследуемого кольцевого резонатора при различных значениях давления. На основе полученных экспериментальных данных была вычислена чувствительность исследуемого датчика давления. Полученные при помощи численного моделирования значения чувствительности несколько отличаются от экспериментально полученных значений. Отличие в значении чувствительности может быть связано с тем, что в ходе численного моделирования не было учтено изменение эффективного показателя преломления волноводов. Также в ходе эксперимента не был учтен возможный сдвиг спектра из-за изменения температуры.Библиографические ссылки
Belousov V. A. Kompleksy kontrolya parametrov gazoturbinnykh dvigateley (Control kits for gas turbine engine). In: Lektsii po aviatsionnym priboram (Lectures on aviation devices). UGATU. 2005. P. 105–117 (In Russian).
Ripka P., Tipek A. Modern sensors handbook. London, UK: ISTE, 2007. 20 p.
Zhao X., Tsai J. M. A nano-opto-mechanical pressure sensor via ring resonator. Optics Express, 2012, vol. 20, no. 8, pp. 8535–8542.
de Brabander G., Beheim G. Integrated optical micromachined pressure sensor. Applied optics, 1998, vol. 37, no. 15, pp. 3264–3267.
Endo Y., Ohkawa M., Sekine S., Sato T. Guided-wave optical pressure sensor responding only to changing pressure. Proceedings of SPIE, 2005, vol. 5728, pp. 309–316.
Tamir T. Integrated optics. Berlin: Springer, 1975. 318 p.
Salgaeva U. О., Hasanshina A. R., Kozlov A. A., Kondakov A. A., Volyncev A. B., Moiseeva E. V. Sensitive element based on the integrated optical ring resonator and one-dimensional photonic crystal for the sensors of the physical values. Nano- and microsystems technology, 2018, vol. 20, no. 6, pp. 340–350 (In Russian).
Kim J., Cho D. Why is (111) silicon a better mechanical material for MEMS? In: Obermeier E. (Ed.) Transducers ’01 Eurosensors XV. Berlin: Springer, 2001. P. 662–665.
Lvov G. I. Fundamentals of the theory of plates and shells. Kharkov: Kharkov State University, 2014. 145 p (In Russian).
Dudaicevs H., Kandler M. Surface micromachined pressure sensors with integrated CMOS read-out electronics. Sensors and Actiators A, 1994, vol. 43, pp. 157–163.
Landau L. D., Lifshitz E. M. Theoretical Physics Vol. 7. Theory of elasticity. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1986. 195 p.
Timoshenko S. P., Woinowsky-Krieger S. Theory of plates and shells. New-York: McGraw-Hill, 1959. 580 pp.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
