先进传感技术与器件专栏

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专栏导语

极端环境下的精确感知与高性能传感器的研发是现代工业装备与前沿科技发展的关键环节， 也是测试测量领域长期面临的技术挑战。随着航空航天、 能源开采、 高端装备制造等领域测量需求的日益增长， 传感器件在精度、 耐高温性及抗辐照能力上面临着更高的要求。传感机制的创新设计、 新材料体系的构建、 MEMS工艺的优化以及高精度信号处理算法的应用， 是突破传统传感瓶颈、 提升测试可靠性的重要内容。本专栏精选了4篇聚焦光纤法珀腔压力感知、 SOI宽温域及高温压力传感以及抗辐照MEMS振动传感等领域的研究成果， 涉及信号联合解调、 热应力仿真、 微观结构调控和隔离充油封装等关键技术， 力求为读者展现新型传感器领域的最新研究进展， 便于科研工作者借鉴和学习。

本专栏收录的各项研究均紧扣行业需求， 力求针对性解决极端环境传感技术难题： 聚焦光纤压力传感器解调精度差的问题， 提出基于傅里叶变换滤波和最小均方差的联合解调算法， 实现了高精度腔长匹配， 大幅提升了传感器的灵敏度与稳定性； 针对硅基器件在辐射环境下易受损的挑战， 制备了抗电子辐照铌酸锂薄膜MEMS振动传感器， 证实了其在高速率辐照下的结构稳定性与应用潜力； 针对SOI压阻式压力传感器在宽温域下的热零点漂移问题， 利用多物理场仿真优化了器件结构， 有效抑制了界面热失配现象； 聚焦高温恶劣工况下的压力测量需求， 设计了一款基于SOI的MEMS高温压力传感器， 采用E型岛膜结构与薄膜隔离充油封装工艺， 解决了高温漏电与金迁移问题， 实现了复杂工况下的稳定精准测量。上述研究通过创新传感机理、 研发新型功能材料、 优化MEMS器件结构与封装工艺、 升级高精度信号处理技术， 力求突破传统传感技术短板， 对支撑各战略领域工程化应用具有重要的行业价值与战略意义。

客座编辑简介

刘文耀， 教授， 博导， 国家高层次青年人才、 山西省优青。新时代青年先锋奖获得者、 山西省教学成果特等奖获得者、 国家一流课程负责人。面向无人机、 无人潜器等小型无人平台对高精度、 小型化导航与探测器件的需求， 开展了腔光量子传感新机理、 敏感结构微纳制造新工艺以及器件集成与传感应用等研究工作， 形成兼具精度与体积优势的惯性传感器应用于水下导航和目标探测。主持国家/省部级以上项目12项， 包括： 科技部国家重点研发项目1项， 国家自然科学基金3项， 省部级项目7项。发表一作与通讯论文SCI论文40余篇， 申请与授权专利20余项， 获得省级奖3项。