微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectromechanical systems,MEMS）是指由微型傳感器、微型機(jī)械結(jié)構(gòu)和高性能電子集成器件等于一體的微型器件或系統(tǒng),在高新技術(shù)領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。微懸臂梁作為MEMS器件中常用的微傳感器,其所具有的成本低、質(zhì)量輕、功耗低、體積小、靈敏度高、響應(yīng)速度快以及可批量生成的優(yōu)點(diǎn),使其在物理量探測、化學(xué)量探測、生物分子檢測及環(huán)境監(jiān)測等諸多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。微懸臂梁作為傳感器應(yīng)用時(shí),其檢測方式主要為靜態(tài)檢測方式和動(dòng)態(tài)檢測方式。動(dòng)態(tài)檢測模式因具有更高的穩(wěn)定性和靈敏度而取得了廣泛應(yīng)用。動(dòng)態(tài)檢測模式應(yīng)用的前提條件是對微懸臂梁進(jìn)行有效地共振激勵(lì)�；谝陨媳尘�,本論文對微懸臂梁的新型激勵(lì)方法、光熱激勵(lì)效率的提高、光對微懸臂梁共振特性的調(diào)控、高階共振激勵(lì)及相關(guān)應(yīng)用出口等方面做了深入的研究。本論文的正文部分共有六章,分別是第一章緒論;第二章基于光聲效應(yīng)激勵(lì)微懸臂梁振動(dòng);第三章利用局域等離激元結(jié)構(gòu)提高光熱激勵(lì)效率;第四章利用雙光束系統(tǒng)調(diào)節(jié)微懸臂梁的共振特性及其應(yīng)用;第五章基于低頻調(diào)制光的高階傅里葉諧波激發(fā)微懸臂梁的高階共振;第六章結(jié)論與展望。主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括:... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 微懸臂梁概述
        1.1.1 微懸臂梁結(jié)構(gòu)
        1.1.2 微懸臂梁振動(dòng)模型
        1.1.3 微懸臂梁的工作模式
    1.2 微懸臂梁的品質(zhì)因子
        1.2.1 空氣阻尼損耗
        1.2.2 熱彈性損耗
        1.2.3 支撐損耗
        1.2.4 表面能量損耗
    1.3 基于微懸臂梁激勵(lì)方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 壓電效應(yīng)激勵(lì)
        1.3.2 電場力激勵(lì)
        1.3.3 撓曲電激發(fā)
        1.3.4 肖特基勢壘激勵(lì)
        1.3.5 磁場激勵(lì)
        1.3.6 聲波激勵(lì)
        1.3.7 光熱激勵(lì)
    1.4 微懸臂梁的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向
        1.4.1 懸臂梁的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.2 微懸臂梁傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.3 微懸臂梁的發(fā)展方向
    1.5 研究目的與擬解決的問題
    參考文獻(xiàn)
第二章 基于光聲效應(yīng)激勵(lì)微懸臂梁振動(dòng)特性的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及其可行性分析
        2.2.1 光聲效應(yīng)理論
        2.2.2 基于光聲效應(yīng)激勵(lì)微懸臂梁振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)方案的可行性分析
    2.3 光聲激勵(lì)和光熱激勵(lì)對微懸臂梁共振特性的影響
        2.3.1 光聲激勵(lì)和光熱激勵(lì)對微懸臂梁共振頻率的影響
        2.3.2 光聲激勵(lì)和光熱激勵(lì)對微懸臂梁品質(zhì)因子的影響
    2.4 光聲激勵(lì)微懸臂梁振動(dòng)振幅的光功率依賴
    2.5 光聲效應(yīng)聲源和梁距離對微懸臂梁振幅的影響
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 利用局域等離激元結(jié)構(gòu)提高光熱激勵(lì)效率
    3.1 引言
    3.2 金屬局域表面等離激元結(jié)構(gòu)及光熱性質(zhì)
        3.2.1 單個(gè)納米顆粒的光熱效應(yīng)
        3.2.2 納米顆粒群的光熱效應(yīng)
    3.3 懸臂梁表面局域等離激元結(jié)構(gòu)的制備和光學(xué)性質(zhì)
        3.3.1 濺射退火法制備金局域等離激元
        3.3.2 金局域等離激元結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)
    3.4 局域等離激元結(jié)構(gòu)微懸臂梁的光熱激發(fā)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        3.4.2 光熱激發(fā)效率的波長依賴性
    3.5 納米顆粒尺寸和占空比對激勵(lì)效率提高的影響
    3.6 微懸臂梁長度對激勵(lì)效率提高的影響
    3.7 功率依賴及應(yīng)用
    3.8 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 利用雙光束系統(tǒng)調(diào)節(jié)微懸臂梁的共振特性及應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
    4.3 不同激光功率下的梁頻率響應(yīng)
    4.4 光熱效應(yīng)調(diào)制共振頻率及應(yīng)用
        4.4.1 共振頻率的溫度依賴性
        4.4.2 應(yīng)用
    4.5 光熱效應(yīng)調(diào)制共振振幅及應(yīng)用
        4.5.1 共振振幅的溫度依賴性
        4.5.2 應(yīng)用
    4.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 基于低頻調(diào)制光中的高階傅里葉諧波激勵(lì)微懸臂梁的高階共振
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 光熱激勵(lì)效率的位置依賴性
    5.4 激發(fā)機(jī)制
    5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
    5.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 需要進(jìn)一步研究的問題
附錄
    1. 基于微懸臂梁的PM 2.5傳感器研究
    2. 檢測人體心率的可穿戴設(shè)備研究
致謝
攻讀博士期間已發(fā)表的論文及專利
附件
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3636512