硅光子学正迅速扩展到传感和微波光子学等新应用领域 [1]。此类应用需要可调谐滤波器,而可使用波导环形谐振器 (RR) 高效构建。此类无限脉冲响应 (IIR) 滤波器也可采用可配置的循环波导网格灵活实现,但由于光学长度较长且采用多个分立元件,因此品质因数 (Q) 和自由光谱范围 (FSR) 较低。此外,由于采用了热光驱动,当前代工平台中可用的有源元件功耗在 mW 级。基于 MEMS 的元件对于可编程电路而言颇具吸引力,因为它们可以在短光学长度内高效调整相位或功率,功耗低于 µW [2]。MEMS 执行器已用于可调 RR [3-5],但尚未出现可控制相位和两个耦合器的紧凑型分插环。 Chu 和 Hane 展示了一种光学长度极短、谐振调谐范围大的 RR,但 Q 值限制为 1.6 × 103 [ 3 ]。Park 等人报道了完全可重构环,但 FSR 低于 0.2 nm [ 5 ]。这里,我们展示了一个分插环谐振器,其 FSR 为 4 nm,并且对相位(失谐)和两个定向耦合器均进行了模拟控制。该设备是在 IMEC 的 iSiPP50G 代工平台上实现的,经过了一些后处理步骤。
2 泰国微电子中心(TMEC)、国家电子和计算机技术中心、国家科学技术发展局、Chachoengsao 24000,泰国电子邮件:a s6209091960016@email.kmutnb.ac.th,b,* ekachai.j@tggs.kmutnb.ac.th(通讯作者),c hwanjit.rattanasonti@nectec.or.th,d putapon.pengpad@nectec.or.th,e karoon.saejok@nectec.or.th,f chana.leepattarapongpan@nectec.or.th,g ekalak.chaowicharat@nectec.or.th,h wutthinan.jeamsaksiri@nectec.or.th 摘要。本文针对低压工作范围提出了一种改进的微机电系统 (MEMS) 压阻式压力传感器设计,该传感器由花瓣边缘、横梁、半岛、三个横梁和一个中心凸台组合而成,以提高传感器性能,即灵敏度和线性度。利用有限元法 (FEM) 预测 MEMS 压阻式压力传感器在 1-5 kPa 施加压力下的应力和挠度。利用幂律制定纵向应力、横向应力和挠度的函数形式,然后将其用于优化所提设计的几何形状。仿真结果表明,所提设计能够产生高达 34 mV/kPa 的高灵敏度,同时具有 0.11% 满量程 (FSS) 的低非线性。半岛、三个横梁和中心凸台的设计降低了非线性误差。通过增加花瓣边缘宽度可以提高灵敏度。还将所提设计的传感器性能与文献中先前的设计进行了比较。比较结果表明,所提设计的性能优于先前的设计。关键词:MEMS、压阻式压力传感器、有限元法、灵敏度、线性度。