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申请/专利权人：中北大学

摘要：本发明涉及光栅干涉式加速度传感器技术领域，具体是一种基于准BIC超表面的高灵敏度加速度传感器及测量方法。本发明解决了现有光栅干涉式加速度传感器灵敏度较低、欧姆损耗较大的问题。一种基于准BIC超表面的高灵敏度加速度传感器，包括激光器、掺铒光纤放大器、功率分离器、第一声光调制器、第一电光调制器、第二声光调制器、第二电光调制器、光环行器、封装盒、平衡光电探测器、数字仪；封装盒的顶壁贯通开设有透光微孔；封装盒的内腔封装有敏感单元；所述敏感单元包括两个硅支撑块、硅质量块、反射镜、两组氮化硅悬臂梁、硅基底、准BIC超表面结构、超表面增透膜。本发明适用于加速度信号的测量。

主权项：1.一种基于准BIC超表面的高灵敏度加速度传感器，其特征在于：包括激光器（1）、掺铒光纤放大器（2）、功率分离器（3）、第一声光调制器（4）、第一电光调制器（5）、第二声光调制器（6）、第二电光调制器（7）、光环行器（8）、封装盒（9）、平衡光电探测器（18）、数字仪（19）；封装盒（9）的顶壁贯通开设有透光微孔；封装盒（9）的内腔封装有敏感单元；所述敏感单元包括两个硅支撑块（10）、硅质量块（11）、反射镜（12）、两组氮化硅悬臂梁（13）、硅基底（14）、准BIC超表面结构、超表面增透膜；两个硅支撑块（10）均层叠于封装盒（9）的内底壁，且两个硅支撑块（10）呈左右对称分布；硅质量块（11）位于两个硅支撑块（10）之间，且硅质量块（11）的下表面高于两个硅支撑块（10）的下表面；反射镜（12）层叠于硅质量块（11）的上表面，且反射镜（12）的上表面低于两个硅支撑块（10）的上表面；第一组氮化硅悬臂梁（13）连接于硅质量块（11）的左表面与第一个硅支撑块（10）的右表面之间；第二组氮化硅悬臂梁（13）连接于硅质量块（11）的右表面与第二个硅支撑块（10）的左表面之间；硅基底（14）同时层叠于两个硅支撑块（10）的上表面；所述准BIC超表面结构包括层叠于硅基底（14）下表面且呈行列均布的多个底层硅凸块（15）；各个底层硅凸块（15）均呈椭圆形；第奇数行底层硅凸块（15）的椭圆长轴均呈横向设置，且第奇数行底层硅凸块（15）的尺寸均一致；第偶数行底层硅凸块（15）的椭圆长轴均呈纵向设置；第偶数行底层硅凸块（15）的第奇数个底层硅凸块（15）的尺寸均一致，且该尺寸小于第奇数行底层硅凸块（15）的尺寸；第偶数行底层硅凸块（15）的第偶数个底层硅凸块（15）的尺寸均一致，且该尺寸等于第奇数行底层硅凸块（15）的尺寸；相邻两行底层硅凸块（15）交错设置；所述超表面增透膜包括层叠于硅基底（14）上表面的二氧化硅层（16）、层叠于二氧化硅层（16）上表面且呈行列均布的多个顶层硅凸块（17）；各个顶层硅凸块（17）均呈椭圆形，且各个顶层硅凸块（17）的尺寸均一致；第奇数行顶层硅凸块（17）的椭圆长轴均呈横向设置；第偶数行顶层硅凸块（17）的椭圆长轴均呈纵向设置；相邻两行顶层硅凸块（17）交错设置；激光器（1）的出射端通过掺铒光纤放大器（2）与功率分离器（3）的入射端连接；功率分离器（3）的第一个出射端依次通过第一声光调制器（4）、第一电光调制器（5）与平衡光电探测器（18）的第一个入射端连接；功率分离器（3）的第二个出射端依次通过第二声光调制器（6）、第二电光调制器（7）与光环行器（8）的第一端口连接；光环行器（8）的第二端口与封装盒（9）上的透光微孔连接；光环行器（8）的第三端口与平衡光电探测器（18）的第二个入射端连接；平衡光电探测器（18）的信号输出端与数字仪（19）的信号输入端连接。

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