專利名稱：平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種加速度傳感器及測(cè)量方法，特別是一種平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器及測(cè)量方法。用于精密儀器和精密測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
加速度傳感器作為慣性器件最早應(yīng)用于宇航、汽車的導(dǎo)航中，最早實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品之一的微加速度傳感器的研究開始于八十年代。加速度傳感器主要有下面幾種類型電容式、壓阻式、壓電式、諧振式、溫敏式和隧穿式加速度傳感器等。壓阻式加速度傳感器主要采用梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，中間梁上通過離子注入技術(shù)形成壓敏電阻。當(dāng)有垂直器件平面方向的加速度時(shí)，慣性力將造成探測(cè)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移，中間梁上產(chǎn)生應(yīng)力，壓敏電阻由于壓阻效應(yīng)而發(fā)生變化，通過外電路檢測(cè)這一變化可感知加速度的大小。壓阻式加速度傳感器的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，輸出線性度高，成本低，工藝簡(jiǎn)單。但器件存在較大的溫度漂移，另外工藝過程的殘余應(yīng)力亦會(huì)對(duì)壓敏電阻產(chǎn)生影響，嚴(yán)重影響器件的性能。電容式加速度傳感器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種加速度傳感器。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)V.Iafolla等人在《Planetary and Space Science》Vol.49(2001)pp 1609-1617上發(fā)表的“Italian spring accelerometer(ISA)a high sensitive accelerometerfor“BepiColombo”ESA CORNERSTONE”(一項(xiàng)用于BEPICOLOMBO ESA奠基石的高靈敏加速度計(jì)意大利彈簧加速度計(jì)ISA，行星和空間科學(xué))一文中，首次提出并實(shí)現(xiàn)了將電容式加速度傳感器搭載在衛(wèi)星上，實(shí)現(xiàn)空間微重力場(chǎng)的探測(cè)。該加速度計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)采用的也是梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，作為可動(dòng)電容極板的探測(cè)質(zhì)量塊由兩個(gè)柔性很高的懸臂梁支撐，并與兩邊的固定電容極板分別構(gòu)成差分電容。當(dāng)加速度計(jì)受到一個(gè)垂直器件平面的加速度時(shí)，探測(cè)質(zhì)量塊受慣性力作用引起位移，探測(cè)質(zhì)量塊與上下固定電極之間的電容間隙將發(fā)生變化，通過檢測(cè)該器件的差分電容改變，即可感知加速度的大小。雖然該電容式加速度傳感器具有溫度系數(shù)小，靈敏度高，穩(wěn)定性好，并可通過靜電回復(fù)力工作在力平衡模式等優(yōu)點(diǎn)，但是其信號(hào)處理電路較復(fù)雜，易受周圍環(huán)境寄生電容的干擾，并且由于電容是一個(gè)與極板面積相關(guān)的物理量，因此對(duì)大都以電容間隙的變化來感測(cè)加速度的電容加速度傳感器而言，這類傳感器的輸出存在本質(zhì)上的非線性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有電容式加速度傳感器的以上不足，提出一種基于自由空間耦合平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器及測(cè)量方法，使其采用光波導(dǎo)對(duì)導(dǎo)波層厚度變化異常敏感的特性作為傳感手段，利用自由空間耦合方式擺脫了對(duì)棱鏡耦合器件的要求，大大減小器件的尺寸和制造成本。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器包括外框架、探測(cè)質(zhì)量塊、懸臂梁、光學(xué)玻璃板、外層金屬膜、空氣隙、內(nèi)層金屬膜，其連接關(guān)系為探測(cè)質(zhì)量塊通過懸臂梁同外框架固定，外層金屬膜沉積在光學(xué)玻璃板上，光學(xué)玻璃板通過螺絲固定在外框架的側(cè)面，內(nèi)層金屬膜沉積在探測(cè)質(zhì)量塊上，光學(xué)玻璃板上的外層金屬膜背向探測(cè)質(zhì)量塊上的內(nèi)層金屬膜，并且中間保持有空氣隙。本發(fā)明使用時(shí)，固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐整個(gè)傳感器。外層金屬膜、光學(xué)玻璃板、空氣隙、內(nèi)層金屬膜構(gòu)成一個(gè)雙面金屬包覆波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
基于以上的加速度傳感器，本發(fā)明微重力加速度的測(cè)量方法為將激光器發(fā)射的激光入射到光學(xué)玻璃板上的外層金屬膜，當(dāng)滿足耦合條件后，光耦合進(jìn)入由外層金屬膜、光學(xué)玻璃板、空氣隙、探測(cè)質(zhì)量上的內(nèi)層金屬膜構(gòu)成的平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，利用反射光隨導(dǎo)波層(外層金屬膜和內(nèi)層金屬膜之間的光學(xué)玻璃板和空氣隙)厚度的改變而變化極為敏感的特性，從外層金屬膜與空氣分界面上反射的光強(qiáng)隨著外層金屬膜與探測(cè)質(zhì)量塊上的內(nèi)層金屬膜的間距改變而變化，通過檢測(cè)反射光強(qiáng)度的變化量，可以得到探測(cè)質(zhì)量塊上沉積的內(nèi)層金屬膜相對(duì)光學(xué)玻璃板沉積的外層金屬膜位置的改變，從而實(shí)時(shí)測(cè)得加速度大小。
以下對(duì)本發(fā)明方法用步驟作進(jìn)一步的限定，具體如下第一步加工微重力加速度傳感器，選用合適的材料和相應(yīng)的參數(shù)，形成外層金屬膜(沉積在光學(xué)玻璃板上)—光學(xué)玻璃板—空氣隙—內(nèi)層金屬膜(沉積在探測(cè)質(zhì)量塊上)的雙面金屬包覆波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。外框架、探測(cè)質(zhì)量塊、懸臂梁是一體化的結(jié)構(gòu)，通?？蛇x用合金鋁等硬度較高的材料，將其加工成探測(cè)質(zhì)量塊通過懸臂梁與外框架連接的結(jié)構(gòu)，懸臂梁可通過框架和探測(cè)質(zhì)量塊之間線切割方式得到，探測(cè)質(zhì)量塊的厚度略小于外框架的厚度(約0.1~1mm)，然后將探測(cè)質(zhì)量塊表面利用光學(xué)研磨的方法拋光，將厚度為5mm~10mm的光學(xué)玻璃板加工成同外框架半徑相同的圓形，并也用光學(xué)研磨的方法對(duì)其表面進(jìn)行拋光。在拋光后的探測(cè)質(zhì)量塊和光學(xué)玻璃板上濺射鍍膜，金屬膜可選用金或銀，鍍膜的厚度要求嚴(yán)格控制，光學(xué)玻璃表面金屬膜的厚度為20~50nm，探測(cè)質(zhì)量塊的表面金屬膜厚度大于300nm。將鍍膜后的光學(xué)玻璃板與外框架、探測(cè)質(zhì)量塊-懸臂梁等結(jié)構(gòu)組裝起來，確保中間空氣隙厚度約為0.1mm~1mm的雙面包覆金屬波導(dǎo)。
第二步將光波導(dǎo)微重力加速度傳感器固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上轉(zhuǎn)盤，并使得外層金屬膜層的底面經(jīng)過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心，將光電探測(cè)器固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的下轉(zhuǎn)盤上，使得激光器與光電探測(cè)器與加速度傳感器等高，并且它們關(guān)于加速度傳感器中間軸對(duì)稱。
第三步選擇合適的激光波長(zhǎng)、入射角度以及偏振方法，激光光源的工作波長(zhǎng)在560nm~890nm范圍內(nèi)選擇，激光器輸出的激光束以一定的入射角度入射到外層金屬膜(沉積在光學(xué)玻璃板上)，入射角的選擇要求在能激發(fā)共振吸收峰的范圍內(nèi)，并處于吸收峰的下降沿，偏振方式可以根據(jù)實(shí)際需要旋轉(zhuǎn)偏振片選擇TE模或者TM模，通常選擇橫電波入射，同時(shí)調(diào)節(jié)狹縫使得入射光束的光斑較小。
第四步當(dāng)光波導(dǎo)微重力加速度傳感器響應(yīng)外力時(shí)，測(cè)量從外層金屬膜和空氣分界面上反射激光的光強(qiáng)，根據(jù)反射光強(qiáng)的變化實(shí)時(shí)計(jì)算得到外界加速度大小。
本發(fā)明中，利用衰減全反射導(dǎo)模吸收峰隨探測(cè)質(zhì)量塊相對(duì)外層金屬膜的距離變化非常敏感的特點(diǎn)，將激光器入射角選在導(dǎo)模吸收峰的線性區(qū)域，利用光電探測(cè)器對(duì)反射光光強(qiáng)的連續(xù)測(cè)量，就可以實(shí)時(shí)得到探測(cè)質(zhì)量塊相對(duì)外層金屬膜的微小位移，從而可以得到外界加速度信號(hào)的大小。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明光直接入射光波導(dǎo)的外層金屬膜表面，當(dāng)外界有加速度信號(hào)時(shí)，探測(cè)質(zhì)量塊將相對(duì)框架發(fā)生位移從而引起光波導(dǎo)的導(dǎo)波層的厚度改變，當(dāng)確定激光相對(duì)與加速度傳感器的外層金屬膜以某個(gè)固定的角度入射后，此時(shí)加速度傳感器的工作點(diǎn)就確定了，通過探測(cè)自外層金屬膜表面反射的光強(qiáng)變化可以知道探測(cè)質(zhì)量塊相對(duì)與框架的位移，從而可以反演外界加速度信號(hào)的大小。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，沒有電容傳感的復(fù)雜外部探測(cè)電路，可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度、快速的實(shí)時(shí)測(cè)量，同時(shí)保證儀器具有制造工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、小型化、便于攜帶等高技術(shù)性能。


圖1本發(fā)明傳感器結(jié)構(gòu)示意圖(一)圖2本發(fā)明傳感器結(jié)構(gòu)示意圖(二)圖3本發(fā)明光學(xué)玻璃板及外層金屬膜結(jié)構(gòu)示意圖(一)圖4本發(fā)明光學(xué)玻璃板及外層金屬膜結(jié)構(gòu)示意圖(二)圖5本發(fā)明傳感器使用時(shí)的裝配示意圖具體實(shí)施方式
如圖1到圖6所示，本發(fā)明傳感器包括外框架1、探測(cè)質(zhì)量塊2、懸臂梁3、光學(xué)玻璃板4、外層金屬膜5、空氣隙6、內(nèi)層金屬膜7，其連接關(guān)系為探測(cè)質(zhì)量塊2通過懸臂梁3同外框架1固定，外層金屬膜5沉積在光學(xué)玻璃板4上，光學(xué)玻璃板4通過螺絲固定在外框架1的側(cè)面，內(nèi)層金屬膜7沉積在探測(cè)質(zhì)量塊2上，光學(xué)玻璃板4上的外層金屬膜5背向探測(cè)質(zhì)量塊2上的內(nèi)層金屬膜7，并且中間保持有空氣隙6。
外層金屬膜5、光學(xué)玻璃板4、空氣隙6、內(nèi)層金屬膜7構(gòu)成一個(gè)雙面金屬包覆波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明傳感器使用時(shí)，固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)8上，光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)8支撐整個(gè)傳感器。
以下結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)容進(jìn)一步提供實(shí)例實(shí)施例1第一步制作微重力加速度傳感器。探測(cè)質(zhì)量塊外徑為R＝60.0mm，厚度h＝9.8mm，懸臂梁長(zhǎng)b＝0.2mm，懸臂梁的寬w＝1.0mm，框架外徑為D＝72.0mm，中間探測(cè)質(zhì)量塊與外玻璃板上金屬膜表面的間距為d＝0.1mm。在厚度為2mm，折射率為1.5的玻璃板上鍍上厚度為30nm的金膜，中間探測(cè)質(zhì)量塊上的鍍膜厚度大于30nm的金膜。
第二步將微重力加速度傳感器安裝在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上轉(zhuǎn)盤上，將光電倍增管固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的下轉(zhuǎn)盤上，使得激光器與光電倍增管同光波導(dǎo)等高，并且它們關(guān)于光波導(dǎo)加速度傳感器的中間軸對(duì)稱。
第三步入射激光的波長(zhǎng)為650.0nm，測(cè)得金膜的折射率為ε＝-14.4+i1.2。計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，使激光光束入射光學(xué)玻璃板的入射角約為0.65°。此時(shí)，能按要求激發(fā)共振吸收峰，并處于導(dǎo)模線性區(qū)的下降沿。入射光為橫電波。
第四步當(dāng)微重力加速度傳感器響應(yīng)外界加速度時(shí)，接收并測(cè)量反射激光的光強(qiáng)變化，數(shù)據(jù)處理得到探測(cè)質(zhì)量塊相對(duì)外層金屬膜的位移變化，實(shí)時(shí)測(cè)量外界加速度大小。

實(shí)施例2第一步制作光波導(dǎo)加速度傳感器。擺錘外徑為R＝60.0mm，厚度h＝9.8mm，懸臂梁長(zhǎng)b＝0.2mm，懸臂梁的寬w＝1.0mm，框架外徑為D＝72.0mm，中間探測(cè)質(zhì)量塊與外玻璃板上金屬膜表面的間距為d＝0.1mm。
在厚度為2mm，折射率為1.5的玻璃板上鍍上厚度為23nm的金膜，中間探測(cè)質(zhì)量塊上的鍍膜厚度大于30nm的金膜。
第二步將微重力加速度傳感器安裝在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上轉(zhuǎn)盤上，將光電倍增管固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的下轉(zhuǎn)盤上，使得激光器與光電倍增管同光波導(dǎo)等高，并且它們關(guān)于光波導(dǎo)加速度傳感器的中間軸對(duì)稱。
第三步入射激光的波長(zhǎng)為832.0nm，測(cè)得金膜的折射率為ε＝-31.32+i2.016。計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，使激光光束入射光學(xué)玻璃板的入射角約為1.317°。此時(shí)，能按要求激發(fā)共振吸收峰，并處于導(dǎo)模線性區(qū)的下降沿。入射光為橫電波。
第四步當(dāng)微重力加速度傳感器響應(yīng)外界加速度時(shí)，接收并測(cè)量反射激光的光強(qiáng)，數(shù)據(jù)處理得到探測(cè)質(zhì)量塊相對(duì)外層金屬膜的位移變化，實(shí)時(shí)測(cè)量外界加速度大小。

實(shí)施例3第一步制作光波導(dǎo)加速度傳感器。擺錘外徑為R＝60.0mm，厚度h＝9.8mm，懸臂梁長(zhǎng)b＝0.2mm，懸臂梁的寬w＝1.0mm，框架外徑為D＝72.0mm，中間探測(cè)質(zhì)量塊與外玻璃板上金屬膜表面的間距為d＝0.1mm。在厚度為2mm，折射率為1.5的玻璃板上鍍上厚度為20nm的金膜，中間探測(cè)質(zhì)量塊上的鍍膜厚度大于30nm的金膜。
第二步將光波導(dǎo)加速度傳感器安裝在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上轉(zhuǎn)盤上，將光電倍增管固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的下轉(zhuǎn)盤上，使得激光器與光電倍增管同光波導(dǎo)等高，并且它們關(guān)于光波導(dǎo)加速度傳感器的中間軸對(duì)稱。
第三步入射激光的波長(zhǎng)為780.0nm，測(cè)得金膜的折射率為ε＝-23.3895+i1.84。計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，使激光光束入射光學(xué)玻璃板的入射角約為0.34°。此時(shí)，能按要求激發(fā)共振吸收峰，并處于導(dǎo)模線性區(qū)的下降沿。入射光為橫電波。
第四步當(dāng)光波導(dǎo)加速度傳感器響應(yīng)外界加速度時(shí)，接收并測(cè)量反射激光的光強(qiáng)，數(shù)據(jù)處理得到探測(cè)質(zhì)量塊相對(duì)外層金屬膜的位移變化，實(shí)時(shí)測(cè)量外界加速度大小。

權(quán)利要求
1.一種平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器，包括外框架(1)、探測(cè)質(zhì)量塊(2)、懸臂梁(3)、光學(xué)玻璃板(4)、外層金屬膜(5)、空氣隙(6)、內(nèi)層金屬膜(7)，其特征在于，探測(cè)質(zhì)量塊(2)通過懸臂梁(3)同外框架(1)固定，外層金屬膜(5)沉積在光學(xué)玻璃板(4)上，光學(xué)玻璃板(4)通過螺絲固定在外框架(1)的側(cè)面，內(nèi)層金屬膜(7)沉積在探測(cè)質(zhì)量塊(2)上，光學(xué)玻璃板(4)上的外層金屬膜(5)背向探測(cè)質(zhì)量塊(2)上的內(nèi)層金屬膜(7)，并且兩者中間保持有空氣隙(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器，其特征是，外層金屬膜(5)、光學(xué)玻璃板(4)、空氣隙(6)、內(nèi)層金屬膜(7)構(gòu)成一個(gè)雙面金屬包覆波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其中光學(xué)玻璃板(4)和空氣隙(6)是導(dǎo)波層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器，其特征是，使用時(shí)，固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(8)上，光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(8)支撐整個(gè)傳感器。
4.一種平面光波導(dǎo)的微重力加速度測(cè)量方法，其特征在于，將激光器發(fā)射的激光入射到光學(xué)玻璃板上的外層金屬膜，當(dāng)滿足耦合條件后，光耦合進(jìn)入由外層金屬膜、光學(xué)玻璃板、空氣隙、探測(cè)質(zhì)量上的內(nèi)層金屬膜構(gòu)成的平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，利用反射光隨導(dǎo)波層厚度的改變而變化極為敏感的特性，從外層金屬膜與空氣分界面上反射的光強(qiáng)隨著外層金屬膜與探測(cè)質(zhì)量塊上的內(nèi)層金屬膜的間距改變而變化，通過檢測(cè)反射光強(qiáng)度的變化量，得到探測(cè)質(zhì)量塊上沉積的內(nèi)層金屬膜相對(duì)光學(xué)玻璃板沉積的外層金屬膜位置的改變，從而實(shí)時(shí)測(cè)得加速度大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面光波導(dǎo)的微重力加速度測(cè)量方法，其特征是，以下對(duì)所述的方法作進(jìn)一步的限定第一步選用材料和參數(shù)，形成外層金屬膜-光學(xué)玻璃板-空氣隙-內(nèi)層金屬膜的雙面金屬包覆波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，探測(cè)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)選用高硬度的材料，將其加工成探測(cè)質(zhì)量塊通過懸臂梁與外框架連接的結(jié)構(gòu)，外框架和探測(cè)質(zhì)量塊之間通過線切割方式保持一連接懸臂梁，探測(cè)質(zhì)量塊的厚度略小于外框架的厚度，然后將探測(cè)質(zhì)量塊表面用光學(xué)研磨的方法拋光，將光學(xué)玻璃板加工成同框架半徑相同的圓形，并用光學(xué)研磨的方法對(duì)其表面進(jìn)行拋光，在拋光后的探測(cè)質(zhì)量塊和光學(xué)玻璃板上濺射鍍膜，將鍍膜后的光學(xué)玻璃板同探測(cè)質(zhì)量塊組裝起來；第二步將傳感器固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上轉(zhuǎn)盤，并使得光波導(dǎo)加速度傳感器的外層金屬膜經(jīng)過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心，將光電探測(cè)器固定在光學(xué)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的下轉(zhuǎn)盤上，使得激光器與光電探測(cè)器與光波導(dǎo)加速度傳感器等高，并且它們關(guān)于光波導(dǎo)加速度傳感器的中間軸對(duì)稱；第三步選擇激光波長(zhǎng)、入射角度以及偏振方法，激光器輸出的激光束以一定的入射角度入射到光學(xué)玻璃板上，入射角的選擇要求在能激發(fā)共振吸收峰的范圍內(nèi)，并處于吸收峰的下降沿，偏振方式選擇TE?；蛘逿M模，通常選擇橫電波入射，同時(shí)調(diào)節(jié)光學(xué)小孔使得入射光束的光斑較?。坏谒牟疆?dāng)傳感器響應(yīng)外界加速度信號(hào)時(shí)，測(cè)量從外層金屬膜和空氣分界面上反射激光的光強(qiáng)，根據(jù)反射光強(qiáng)的變化實(shí)時(shí)計(jì)算得到外界加速度大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面光波導(dǎo)的微重力加速度測(cè)量方法，其特征是，探測(cè)質(zhì)量塊的厚度0.1~1mm，光學(xué)玻璃板厚度為5mm~10mm，內(nèi)、外層金屬膜的金屬選用金或銀，外層金屬膜的厚度為26~50nm，內(nèi)層金屬膜厚度大于300nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面光波導(dǎo)的微重力加速度測(cè)量方法，其特征是，傳感器的中間導(dǎo)波層為光學(xué)玻璃板和空氣隙，其中空氣隙厚度為0.1mm~1mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面光波導(dǎo)的微重力加速度測(cè)量方法，其特征是，激光器的出射激光波長(zhǎng)在560nm~890nm范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于精密儀器和精密測(cè)量領(lǐng)域的平面光波導(dǎo)的微重力加速度傳感器及測(cè)量方法，傳感器中的探測(cè)質(zhì)量塊通過懸臂梁同外框架固定，外層金屬膜沉積在光學(xué)玻璃板上，光學(xué)玻璃板通過螺絲固定在外框架側(cè)面，內(nèi)層金屬膜沉積在探測(cè)質(zhì)量塊上，外層金屬膜背向內(nèi)層金屬膜，并且中間保持有空氣隙。測(cè)量方法為將激光器發(fā)射的激光入射到光學(xué)玻璃板上的外層金屬膜，當(dāng)滿足耦合條件后，光耦合進(jìn)入由外層金屬膜、光學(xué)玻璃板、空氣隙、內(nèi)層金屬膜構(gòu)成的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，從外層金屬膜與空氣分界面上反射的光強(qiáng)隨著探測(cè)質(zhì)量塊與外層金屬膜的間距改變而變化，通過檢測(cè)反射光強(qiáng)度的變化量，來測(cè)量探測(cè)質(zhì)量相對(duì)光學(xué)玻璃板位置的改變，從而實(shí)時(shí)測(cè)得加速度的大小。
文檔編號(hào)G01P15/03GK1588094SQ20041005260
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者陳凡, 曹莊琪, 沈啟舜, 顧江華, 馮耀軍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)