光电子器件封装的压力传感检测技术研究

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1、硕士学位论文光电子器件封装的压力传感检测技术研究学科专业电路与系统学位类型科学学位□专业学位研究生姓名牛俊泽导师姓名、职称阳波教授论文编号湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一六年五月分类号密级公开学校代码10542学号201102111025光电子器件封装的压力传感检测技术研究Researchonpressuresensingdetectiontech-nologyinoptoelectronicpackage研究生姓名牛俊泽指导教师姓名、职称阳波教授学科专业电路与系统研究方向传感器设计湖南师范大学学位评定委员会办公室二零

2、一六年五月湖南师范大学学位论文原创性声明■本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行巧究工作所取得的成果。除文中艮经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的中Ｌ。本人研究做出重要贡献的个人和集体，均艮在文乂明确方式标明完全意识到本声明的法律结果由本人承担。＇／？、女三Ｗ年丈月曰学位论文作者签名：若等湖南师范大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，罔意学校保留并向国家有关部口或机构送交论

3、文的复印件和电予版，允许论文被查阅和借阅Ｌ乂将。本人授权湖南师范大学可本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｌ乂采用影印、缩印或扫描尊复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保新＂＂（请在Ｌ乂上相应方框内打Ｖ）—在作者签名：涕私拜日潮：诚年ｉ月２占日一王６日期＾）＆导师签名：：２／年占月日摘要光电子器件封装中，耦合界面上微小的偏移是影响光电子性能的关键因素之一。由于其封装中存在阵列波导芯片与光纤之间间隙难以控制、接触时无法感

4、知力大小的问题，导致光电子器件耦合间距不稳定甚至发生损伤性碰撞，从而使得器件成品率低、性能一致性差。本文以传感器结构设计与微小信号检测为研究对象，通过应用传感器技术完成阵列波导芯片与光纤之间接触力以及产生位移的大小的检测分析，最终实现通过测得的信号给自动化装置一个合理的调整结果，使得封装效率得以提高。针对光电子器件封装中存在的这些问题，提出了一种新型电阻式微力/微位移传感器，以此来实现阵列光纤组件和阵列波导芯片之间微小位移的检测。首先，本文研究分析了悬臂梁结构的力、位移与应变之间的对应关系，在悬臂梁基础上设计出新型传感器主体结

5、构模型，推导出微力、微位移与应变的理论关系式，并采用ANSYS有限元分析法确定传感器结构参数。此传感器能够很好地实现对力与位移同时检测的目的，其优点主要体现在：一方面对小位移进行放大后再检测，减少直接检测带来的误差，提高精确度；另一方面实现了最大位移与最大应变重合，使得在相同力作用下均值应变值最大化，提高其检测的灵敏度。其次，针对本文提出的传感器结构的微小信号检测设计了一种放大电路，该电路通过ICL7660芯片把单电源供电转换为双电源供电，而后采用高精度的AD620仪表放大器简化的放大电路设计，并通过Multisim仿真软件得

6、到理论结果。I最后，本文对设计的新型传感器进行了大量的对比性实验,实验结果表明新型传感器具有良好的线性度、迟滞性、重复性等特点，对微力能够达到很好地测量效果，也间接的说明了传感器能够检测微小位移。关键词：光电子器件，微力/微位移传感器，结构设计，ANSYS有限元仿真，放大电路IIAbstractIntheoptoelectronicdevicepackage,smalloffsettothecouplinginterfaceisoneofthekeyfactorsaffectingtheoptoelectronicproper

7、ties.Becauseitisdifficulttocontrolcontrolgaps,contactforcecannotperceptionproblembetweenthewaveguidearraychipandfiberinthepackage,resultinginoptoelectroniccoupledunstableinjurycollisionsevenspacing,lowyieldandpoorconsistencyofperformance.Thispaperfocusonthestructure

8、anddesignofsensorandthesmallsignaldetection.Theaimsoftheresearehistheapplicationofsensortechnologytocompletethecontactforcebetweenthewaveg