A Study of Micro-Accelerometer Using Silicon Ring Resonator

采用硅环谐振器的微加速度计的研究

• 批准号: 20710102
• 负责人: SUZUKI Masato
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20710102/
• 关键词: 加速度センサ; 光リング共振器; 慣性力センサ; シリコンフォトニクス; マッハツェンダ干渉計; 光学シミュレーション; 多モード干渉光導波路(MMI); 光計測; 光導波路; MEMS(マイクロマシン); 光干渉; 機械シミュレーション

A concept accelerometer was newly proposed which uses an optical interference of propagated light in Si waveguide. In this sensor, one waveguide of Mach-Zehnder interferometer (MZI) has floating beam structure (air-bridge type) which crosses with a cantilever supporting a proof mass in same plane. When the inertial force is applied to the proof mass, the floating waveguide is expanded and the output of the MZI is modulated. As a result of optical simulation and measurement of fabricated device, optical loss at the intersection of waveguide and supporting cantilever (50μm in width) becomes very small when the f the waveguide at the intersection is Multi-Mode interference (MMI) waveguide. Finally, we confirm the performance of the fabricated accelerometer by measurement of its optical modulation response to applying force.

提出了一种利用光在硅波导中的干涉效应的概念加速度计。在该传感器中，马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的一个波导具有浮梁结构（空气桥式），该浮梁结构与支撑检测质量块的悬臂梁在同一平面内交叉。当惯性力被施加到检测质量块时，浮动波导被扩展并且MZI的输出被调制。对制作的器件进行了光学模拟和测量，结果表明，当波导与支撑悬臂梁（宽度为50μm）相交处的波导为多模干涉（MMI）波导时，相交处的光损耗非常小。最后，我们通过测量其对施加力的光学调制响应来确认所制造的加速度计的性能。

项目成果

Design and Simulation of Inertial Force Sensor Using Mach-Zehnder Interferometer with Optical Waveguides Made of Crystal Silicon

晶体硅光波导马赫曾德尔干涉仪惯性力传感器的设计与仿真

• 发表时间: 2009
• 期刊: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 129
• 作者: S. Imaizumi;H. Matsumoto;K. Suzuki;M. Minagawa;M. Kimura;A. Tanioka;Masato Suzuki
• 通讯作者: Masato Suzuki

A Study of Mach–Zehnder Interferometer Type Optical Modulator Applicable to an Accelerometer

适用于加速度计的马赫-曾德尔干涉仪型光调制器的研究

• DOI: 10.1143/jjap.50.04dg14
• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Masato Suzuki;Tomokazu Takahashi;S. Aoyagi;Y. Amemiya;Masataka Fukuyama;S. Yokoyama
• 通讯作者: S. Yokoyama

マルチモード干渉を利用したSi光導波路の平面交差とその慣性センサのへの応用

利用多模干涉的硅光波导平面交叉及其在惯性传感器中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 松本英俊;今泉伸治;坪井一真;皆川美江;谷岡明彦;鈴木昌人
• 通讯作者: 鈴木昌人

Inertial Force Sensor Using Mach-Zehnder Interferometer with Optical Waveguides Made of Crystal Silicon

采用马赫曾德干涉仪和晶体硅光波导的惯性力传感器

• 发表时间: 2008
• 作者: M.Suzuki;G.Kawai;H.Izumi;S.Aoyagi;S.Yokoyama
• 通讯作者: S.Yokoyama

A Design and Simulation of Inertial Force Sensor Using Mach-Zehnder Interferometer with Optical Waveguides Made of Crystal Silicon

晶体硅光波导马赫曾德干涉仪惯性力传感器的设计与仿真

• 发表时间: 2009
• 期刊: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines Vol.129
• 作者: M.Suzuki;G.Kawai;H.Izumi;S.Aoyagi;S.Yokoyama;T.Takahashi;S.Aoyagi;Y.Amemiya;M.Fukuyama;S.Yokoyama
• 通讯作者: S.Yokoyama