一、光波导封装机器人系统研究现状（论文文献综述）
秦伟[1]（2021）在《基于光纤光栅的柔性手指多参数感知研究》文中研究指明软体机器人在结构和材料上的特殊性使其具有一定的柔性和顺应性,能够实现弯曲、扭转、拉伸等动作,并且在操作中具有一定的连续性和良好的交互性,显着地提高了软体机器人在各种工作环境中的适应能力和安全性。其中,柔性机械手是软体机器人研究的重要组成部分,关于柔性手指多参数触觉感知的研究对柔性机械手的发展具有重要意义。本文主要研究内容如下:1)总结了国内外柔性机械手的研究现状,包括材料结构,驱动方式,重点是传感方案。提出将光纤布拉格光栅（FBG）应用于柔性手感知系统,FBG具有具有体积小、质量轻、灵敏度高、抗电磁干扰、可复用等优势,将其作为传感系统的基础元件。2)介绍了传感系统基础检测单元光纤光栅的基本原理,包括光纤光栅的结构,制作方法,应变、温度测量原理以及FBG传感器中的多路复用技术等。最后介绍了 FBG测量的关键因素。这部分对FBG的介绍为下文传感器感知研究中提供理论基础。3)通过结构仿真和有限元分析设计出一款气动手指,通过3D打印和硅胶浇注制作了实物。并加入高抗拉纤维,提高了弯曲性能。4)对柔性手指进行了以压力检测和弯曲检测为主的传感系统搭建。研究分析了在柔性手指内部嵌入FBG的压力感知,并针对弯曲性能研究确定了指尖位置、偏转角、弯曲角3个重要参数,进行了检测和分析。提出一种基于梯度下降的接触检测方法,这种从原始数据出发的识别方法,成本低,准确可靠,为柔性手指的控制和操纵提供了指导,避免抓取或者释放的延迟和不确定性,有利于抓取稳定性分析。为实现初步手指主动感知设计了一款可以通过调整形状来改变传感状态的褶曲传感器,利用褶曲表面的形态来改变嵌入感测元件（FBG）的姿态,进而改变感测元件的感知特性（灵敏度）,并进行了滚动检测初步验证了这一点。5)针对压力检测能力的不足,设计出一款新型分级检测传感器,给柔性机械手感知系统提供了一套全新全面的检测方案。实现了对轻微压力保持较高灵敏度的同时,还能提高力的检测范围,该设计对于机器人手指以及人工皮肤研究具有重要意义,实现了复杂接触环境下的力感知能力。最后总结了整个课题工作,提出本研究的创新点和针对当前研究不足需要改进的地方,并对接下来的研究工作进行了展望。
姚俊杰[2]（2021）在《微光机电加速度计关键技术研究》文中进行了进一步梳理加速度计作为重要的惯性元件之一,广泛应用于工业生产、科学研究、现代军事、社会生活中。其中,微光机电加速度计作为微机械加速度计的下一代产品,符合高精度、小型化、芯片式的未来发展趋势,是国内外惯性传感器的研究热点。本文针对现有微光机电加速度计方案不能同时兼顾高精度、大动态范围、小型化的应用需求,结合微纳光子技术和微机械加工技术,开展微光机电加速度计关键技术研究,突破了现有加速度传感器在精度和体积尺寸上的技术限制,实现加速度传感器的高精度、小型化、芯片式,具有重要的科学意义和实际应用价值。本文的主要研究内容包括:（1）提出了基于迈克尔逊干涉仪结构的微光机电加速度计的总体方案,基于微光机电加速度计的基础理论,开展了加速度计传感链路的理论分析,建立了加速度计灵敏度、谐振频率的理论模型;从光的偏振和干涉原理出发,基于相干矩阵和琼斯矩阵,建立了宽谱光源条件下加速度计的偏振相关误差模型,验证了全偏振迈克尔逊干涉仪检测系统测量加速度的可行性。仿真分析表明,在加速度计敏感单元尺寸为7.5×3×0.42mm3,检测精度为10-7rad的条件下,该加速度计具有10-7g级的分辨率,量程范围大于±100g,动态范围大于93dB。该方案满足了加速度计高精度、大动态范围、小型化的应用需求。（2）开展了微光机电加速度计的工艺研究,提出了将硅衬底铌酸锂薄膜作为加速度计芯片材料的技术方案,结合硅和铌酸锂材料的各自优势,通过微纳光子技术和微机械加工技术,研制了加速度计芯片,实现了偏振控制器、相位调制器、迈克尔逊干涉仪传感光路、敏感单元微结构一体化单片集成,有效解决了传感光路的偏振控制问题,抑制了干涉系统的偏振相关误差。仿真分析表明,干涉仪光路的偏振消光比为80dB时,干涉系统的偏振相关误差为10-8 rad量级。（3）针对微光机电加速度计耦合封装小型化问题,基于耦合模理论,设计并制备了用于微光机电加速度计的紧凑型模斑转换器,有效降低了加速度计的耦合损耗,解决了加速度计耦合封装小型化的问题。（4）搭建了原理样机的信号调制解调和采集系统,完成了微光机电加速度计的性能测试工作,测试系统采用双闭环回路进行反馈控制和反馈回路增益误差的实时监控与补偿,降低微光机电加速度计因环境温度变化带来的漂移,实验制备得到加速度计原理样机的尺寸大小为20×4×0.42mm3,灵敏度为1.01rad/g,等效加速度噪声密度为10-6g.Hz-1/2量级,机械谐振频率约为400Hz。
范超[3]（2020）在《基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像交互系统的设计与开发》文中研究表明随着显示行业的不断发展,新型显示方式不断涌现,人们对视觉的追求一直没有停止过,全息显示被认为是理想显示方式。技术上我们发现通过负折射率现象可以实现无介质空中成像,伴随无介质空中成像技术成熟,需要一个稳定可靠的交互系统来识别用户在空中的各种操作。该系统可以准确识别用户在空中点击的位置信息,并将该位置信息反馈给主控系统,通过模拟HID设备或者鼠标点击,从而让用户和空中的实像完成一次完整交互。无介质空中成像技术是一种新型的显示方式,他是利用光场重构的原理,将像源中的图像等效的重构在无介质的空气中,形成一个实像平面,该实像是数千万的真实发光点组成,因此不同于普通的虚像,用户是可以直接触碰到实像平面。交互系统使用的传感器包括Realsense SR300、Azure Kinect DK、Airbar三种。其中Realsense SR300提供了用户手部的22个骨骼点的三维坐标数据,通过对应的接口,可以轻松获取交互点的信息。Azure Kinect DK提供宽视角的深度图,让交互区域的范围变得更大,通过对深度图分析我们实现了重心爬坡算法,来获取交互点的信息。Airbar是一种一维传感器实现二位定位的红外技术,它具有特定角度的红外发射器和红外接收器,我们通过ASN.1协议解析可以对交互区域进行配置,从而让任意位置的实像画面都能实现交互。系统基于RealSense SR300硬件,使用C++开发完成,并且在最新的Azure Kinect DK硬件上进行了优化,提高了识别的精度和稳定性。系统同时实现了基于Airbar红外模组的交互方式,该交互系统已经在医院自助机,电梯轿厢内等无介质空中成像设备中使用,并收到预期的效果。
沃华蕾[4]（2019）在《电容式三维力柔性触觉传感器的设计与制备》文中研究表明随着智能机器人技术和智能假肢技术的发展,柔性触觉传感器以其适应复杂表面结构和实时传感的优势受到了广泛的关注。在实际生活中,智能机器人、生物医疗等方面的一些具体应用场景对柔性触觉传感器提出了三维力检测的要求。目前,现有的柔性三维力触觉传感器研究在平衡测量范围和灵敏度感知方面仍有改善空间,需要设计新型结构,以在一定测力范围内实现三维接触力高灵敏检测。对于涉及到复杂结构设计的传感器而言,层间对准封装方式的探究尚未得到充分关注。在此,本文开展了三维力柔性触觉传感器的结构设计与制备研究。首先,本文对已发表的研究的情况进行了比较与分析,确定了具体的设计方向。其次,设计了基于电容原理的三维力柔性触觉传感器结构,包含表面凸起、图案化的电容电极层、复合结构的中间介电层;并分析其三维力的检测原理。然后,根据设计的结构,探索了分层制造、集合封装的微纳加工工艺流程。最后,对所设计的传感器进行了动态性能、重复性和三维力测量方面的测试与分析。第一章,阐述论文的研究背景和意义,介绍国内外三维力柔性触觉传感器的研究现状,并进行了比较,确定本文的研究目标。第二章,对电容式三维力柔性触觉传感器进行了材料选择和结构设计。在材料选择上,对常用材料进行了比较与选择,测试了不同配比的PDMS材料的杨氏模量并进行相应的选择。在结构设计上,提出了“十”字型电容极板对的结构设计,使得平移错位和受压变形情况下电容极板正对面积基本保持不变;利用了“田”字型墙与微圆柱阵列相结合的复合介电层结构,提供了测量范围、检测灵敏度的调节方式;采用一个表面凸起层对应四个电容的结构,实现三维接触力检测的功能。最后,对整体结构进行了理论分析。第三章,探索出了一套电容式三维力柔性触觉传感器的制备方法。本文主要采用分层制造、集合封装的方式开展传感器的制备制造。通过光刻、磁控溅射等微纳加工工艺在PI薄膜上制备Cr-Cu电容极板结构;通过硅片上光刻-干法刻蚀的加工工艺制备介电层模具,搭建层间对准封装平台,并优化介电层与电容极板层的封装操作;通过模具倒模的方式完成表面凸起层的制备。各个分层结构通过未固化的PDMS进行封装。第四章,为研究柔性触觉传感器的接触力检测性能,本文搭建了电容阵列扫描测量系统,并借助于机械学院的三维力加载实验平台开展了实验测试。研究了传感器的动态响应速度、测量重复性、三维接触力灵敏度测试。实验结果表明本文研制的电容式触觉传感器具有较好的三维接触力检测应用前景。
唐杰[5]（2019）在《谐振式聚合物集成光学陀螺的基础研究》文中指出集成光学陀螺是以集成光学理论为基础,运用微纳加工技术实现光学陀螺中多种光学器件的片上集成化,它兼具光学陀螺高精度、大动态和集成光学技术集成化、芯片化的优点,是光学陀螺微型化发展的重要方向,在惯性技术领域有着极为广泛的应用前景。集成光学陀螺的发展得益于集成光学技术的进步,它是集成光学技术在光学惯性传感领域的典型应用。当前用于研制集成光学陀螺的波导材料主要包括硅、二氧化硅、铌酸锂、半导体等无机光波导材料以及有机聚合物材料。相比于无机光波导材料,有机聚合物材料具有非线性效应强、材料性能可分子尺度调控及制备工艺灵活等突出优点,针对聚合物光波导材料和器件的研究近年来一直是国际上集成光学领域的研究热点,尤其是在新型的表面等离激元波导出现之后,聚合物波导材料制备工艺灵活和非线性效应强的优势得到了充分的发挥,也将集成光学由微米尺度集成推向了纳米尺度集成化。因此,开展聚合物集成光学陀螺的研究,对未来实现单片全集成化、低成本、低功耗、高性能的集成光学陀螺具有重要的探索意义和极高的实用价值。本论文的研究目的在于探索厘米级高Q值聚合物光波导环形谐振腔的设计方法和制备工艺及其在谐振式集成光学陀螺中的应用,发挥聚合物光波导材料工艺灵活、电光效应强的特点,实现集成化的陀螺谐振腔芯片,并验证聚合物光波导环形谐振腔的陀螺效应,为未来实现低成本、高性能的集成光学陀螺提供理论指导和技术支撑。同时,探索新型表面等离激元波导器件在集成光学陀螺中的潜在应用。本论文首先从集成光学陀螺的研究背景、国内外集成光学陀螺的发展历程及其采用的波导材料和工艺技术等几个方面概述了该技术领域的发展情况,随后围绕谐振式聚合物集成光学陀螺开展了相关器件的设计、制备和性能测试等研究工作。主要研究内容如下:（1）首先研究了光学陀螺的基本原理,以真空中和介质中Sagnac效应的理论推导为基础,得出了谐振式光学陀螺谐振频率差的表达式。随后针对谐振式光学陀螺的核心传感单元——光波导环形谐振腔,推导了直通式和反射式两种光波导环形谐振腔的电场强度传递函数和典型特征参量的表达式,对比分析了两种谐振腔在不同耦合状态下的传输特性。最后,针对谐振式集成光学陀螺的系统设计,建立了陀螺极限灵敏与谐振腔特征参量之间的关系,并分析了谐振式光学陀螺的基本工作原理,以调相谱信号检测方案为基础,建立了解调信号的数学模型,为后续光波导环形谐振腔的研制及陀螺效应的验证提供了理论指导。（2）针对谐振式集成光学陀螺的需求研制了厘米量级尺寸的低损耗聚合物光波导环形谐振腔。首先设计制备了单模传输的聚合物光波导,其传输损耗低至0.118 d B/cm。以此为基础,对光波导环形谐振腔中的弯曲波导和定向耦合器进行了优化设计,并制备出了高质量的聚合物光波导环形谐振腔,在输入TM偏振光时,谐振腔的Q值达到了6×105,为进一步开展集成光学陀螺的研究提供了高质量的核心传感单元。随后基于该谐振腔构建了开环谐振式集成光学陀螺系统,测试得到了谐振腔双向谐振谱线,理论分析了陀螺的开环输出特性,为陀螺的转动测试奠定了基础。（3）针对闭环谐振式集成光学陀螺的需求,利用聚合物电光材料研制了聚合物Y分支电光调制器。首先分别利用掺杂和键合的方式,获得了DR1/FPI主客掺杂型和PUI侧链键合型聚合物电光材料,并测量了其折射率和电光系数,结果表明PUI电光材料的电光系数为56.31 pm/V,DR1/FPI电光材料的电光系数根据掺杂浓度可在16.8 pm/V至49.75 pm/V间调谐。随后设计了倒脊型的Y分支光波导,对其波导横截面结构尺寸和Y分支的分支角进行了优化设计,并研制出了Y分支电光调制器,测试结果表明,PUI聚合物Y分支电光调制器的半波电压仅为1.875 V,10%DR1/FPI聚合物Y分支电光调制器的半波电压为3.89 V,研制出的低半波电压的聚合物电光调制器为构建闭环集成光学陀螺提供了核心器件。（4）基于聚合物光波导环形谐振腔及聚合物Y分支电光调制器的研究工作,研制出了谐振式聚合物集成光学陀螺谐振腔芯片,并实现了陀螺效应的验证。利用聚合物光波导的工艺实现了聚合物光波导分束器、电光相位调制器和光波导环形谐振腔的同片集成,测试结果表明,在TM偏振状态下,谐振腔的Q值高达9.49×105。随后设计了PI反馈电路,搭建了闭环谐振式聚合物集成光学陀螺系统,通过转动测试,验证了聚合物光波导环形谐振腔的陀螺效应,对未来研制高精度聚合物集成光学陀螺奠定了技术基础。（5）探索研究了表面等离激元波导在集成光学陀螺中的潜在应用。首先研究了表面等离激元的基本原理,随后对聚合物长程表面等离激元波导横截面的结构尺寸进行了优化设计,并制备出了高质量的聚合物长程表面等离激元波导,其传输损耗在1550 nm处低至1.92 d B/cm。以此为基础,构建了光纤/表面等离激元混合谐振腔,该谐振腔具有优良的单偏振谐振特性,仅TM偏振分量能够在该谐振腔中产生谐振,对集成光学陀螺而言,有望解决其偏振噪声问题。最后基于聚合物长程表面等离激元波导,研制了一种柔性聚合物表面等离激元可调光衰减器,为未来实现无偏振噪声的可调谐陀螺谐振腔提供了新的研究思路和技术途径,对拓展表面等离激元的应用领域以及推动光学惯性传感技术的进步具有重要的意义。
卢倩[6]（2018）在《基于压电驱动的六自由度混联精密定位平台关键技术研究》文中研究说明在光波导器件连接和封装过程中,需要解决的关键问题是如何提高精度,实现连接封装过程的自动化,这对大行程、多自由度精密定位工作台提出了需求。已有装备采用电磁电机经丝杠驱动六自由度工作台运动,实现阵列光纤与光波导器件的对准。由于传动链较长,致使系统刚度低,响应慢,系统精度难以进一步提升,只能依靠其它驱动方式进行更高精度的补偿,这使系统对作动器的控制难度增加。另外,工作台自身的导向精度也是限制对准精度进一步提高的关键因素。本文提出了具备多种工作模式、大行程、快响应和高精度特点的压电电机,作为串并混联六自由度精度定位平台的作动器,进而构建基于压电作动器直接驱动的六自由度高精密定位平台,其具体设计目标是具备连续大行程工作范围和高精度定位能力,平动定位精度为1μm,转动定位精度为0.0005°。首先,设计了柔性正交式、柔性杠杆式和柔性菱形式三种不同结构的非共振式压电作动机构,提出了连续驱动和步进驱动两种作动模式,分别满足较远距离高速运动和临近目标精确定位要求。另一方面,面向柔性铰链的结构参数展开了参数化设计研究,提出了新的结构参数ε和柔度参数λ,详细探讨了参数ε对柔性铰链结构柔度的影响机制,以及参数λ-ε的之间的影响关系。在此基础上面向三种不同结构的压电作动机构展开了不同的优化设计方法研究,并采用多种方法验证了其优化设计的有效性,最后对三种压电作动机构进行了实验研究。实验结果证明,优化后的三种柔性压电直线作动机构有效的提升了步进作动的分辨率,具有高精度的运动分辨率和稳定的宏观连续运动能力,能够直接应用到多自由度精密定位平台中。其次,在对比了串联机构和并联机构的优缺点之后,采用2T1R串联平台+2R1T并联平台的构型,设计了串联与并联混合构型的六自由度精密定位平台;其中3-DOF并联平台采用3条斜面牵引并联支路对称布置结构方案,设计了大行程圆柱柔性铰链,提出了基于模糊优化算法的圆柱柔性铰链结构参数优化设计方法,构建了基于大行程圆柱柔性铰链的3-DOF并联平台刚度模型,分析了大行程圆柱柔性铰链在3-DOF并联平台中的有效性和可靠性。另一方面,构建了6-DOF混联精密定位平台的完整运动学与动力学模型,借助于齐次坐标变换方法给出了6-DOF混联精密定位平台的运动学位姿正反解;利用拉格朗日动力学模型给出了动力学广义驱动力的求解模型;最后采用多刚体动力学仿真软件ADAMS对所构建的6-DOF混联精密定位平台开展了仿真研究,仿真结果表明所设计的6-DOF混联精密定位平台具有较好的运动学能力,在给定外力（力矩）条件下可以实现大行程工作空间范围内的宏观运动与定位,满足6个自由度的运动设计要求。最后,搭建了面向6-DOF混联精密定位平台的实验系统,设计了实验测量方法,开展了步进作动模式实验研究和连续作动模式实验研究。实验结果表明,在步进作动实验中,X轴平动的步进分辨率为1.2μm,Y轴平动的步进分辨率为1.4μm,Z轴平动的步进分辨率为1.0μm;X轴转动的步进分辨率为8.6μrad,YU轴和YV轴转动的步进分辨率分别为11μrad和10μrad,Z轴转动的步进分辨率为3μrad;在连续作动实验中,X轴平动的宏观运动速度为1.82mm/s,Y轴平动的宏观运动速度为1.89mm/s,Z轴平动的宏观运动速度为312μm/s;X轴转动的宏观运动角速度为29000μrad/s,YU轴和YV轴转动的宏观运动角速度分别为29400μrad/s和28000μrad/s,Z轴转动的宏观运动角速度为26400μrad/s。各轴的平动定位分辨率和转动定位分辨率已基本达到预期设计目标;各轴的平动和转动的工作行程区间均已实现预期设计目标。另一方面,对6-DOF混联精密定位平台进行了运动误差影响因素分析,给出了各轴的运动误差棒分析图,对于进一步提高所设计的6-DOF混联精密定位平台的定位精度和运动性能具有指导意义。本研究课题所设计的6-DOF混联精密定位平台,采用非共振式压电直线电机直接作为各轴运动的作动机构,显着缩短了传动链,简化了系统控制方式,也有利于提高定位平台的作动响应速度;利用非共振式压电直线电机的步进作动模式和连续作动模式,即可实现6-DOF混联精密定位平台高精度微动与大行程宏动,具有广阔的应用前景。
万峰华[7]（2016）在《集成光学加速度计及测试系统的设计》文中进行了进一步梳理加速度计是惯性导航、制导和控制系统的重要测试元件,广泛应用于导弹制导、飞机导航、人造卫星的姿态控制、刹车系统控制、大型电器设备的振动测量以及石油地震勘探等领域。近年来,随着微机械加工技术和集成光学技术的发展,兼具微机械加速度计集成化、微型化与光学加速度计高精度、抗电磁干扰等显着优势的微光机电（MOEMS）加速度计得到了国内外广泛研究。与传统机械式、光纤加速度计性能参数的表征不同,MOEMS加速度计的性能表征涉及光学、电学与材料力学等各项性能参数,因此设计合理的MOEMS加速度计测试系统就显得尤为重要。本文主要研究了一种基于马赫一曾德尔（Mach-Zehnder, MZ）干涉式光波导结构的MOEMS加速度计和创新性提出的一种基于Fano谐振式光波导结构的高精度MOEMS加速度计,包括光波导的结构设计、仿真分析与工艺制备,并针对这两种MOEMS加速度计设计了信号检测系统,建立了加速度计动态测试分析平台,测试了两种加速度计的传感性能。本文的主要研究内容具体包括以下几个方面：1、详细推导了基于MZ干涉式/Fano谐振式光波导加速度计传感模型,得到了光波导结构的传输函数和灵敏度公式,并分析了悬臂梁结构参数和波导结构参数对加速度灵敏度的影响。2、根据所推导的光强与加速度关系式,仿真分析了加速度灵敏度的各个影响因素。仿真结果表明加速度灵敏度主要受悬臂梁的厚度和杨氏模量、传输损耗、耦合系数参数影响；Fano谐振式加速度计的理论灵敏度是MZ干涉式加速度计灵敏度的393倍,加速度计理论灵敏度分别为111.75mW/g、0.28 mW/g。3、针对两种加速度结构进行了实验研究。分别用两种不同折射率的氟化聚酯材料作为芯层进行了波导结构和工艺流程的优化设计,得到了具有良好的通光效果和柔韧性的传感芯片。4、设计了基于集成光学加速度计信号检测系统,完成了信号调理电路的硬件设计,调理电路最小可检测光功率为-30 dBm,信号调理电路的输出电压与光功率具有良好的线性关系。编写了ADC采样程序和LCD液晶屏显示程序,调试了信号检测系统的软件,实现了调理电路的信号采集,最后在LCD液晶屏上完成了采样信号的波形显示。5、搭建了集成光学加速度计动态测试分析平台,对所制备的MZ干涉式加速度传感芯片进行了动态加速度性能测试,测试结果表明MZ干涉式加速度传感器的灵敏度为192.31 mV/g,传感芯片的输出电压与基准加速度的线性度非常好。加速度传感芯片的分辨率为10-2g,动态范围为±2g。
刘大伟[8]（2008）在《光纤阵列与光波导耦合系统的研究》文中提出21世纪我们将进入信息时代,与之密切相关的光纤通讯行业必将获得高速的发展。而随着光通讯行业的迅猛发展,对光通讯器件的需求与日俱增,进而导致对光通讯器件生产封装设备的需求也日趋强烈。而在光通讯器件中,由光纤阵列和光波导封装而成的光波导分路器芯片,无论是在骨干网、通信干线上的密集波分复用器还是光纤到户接入网技术中,都得到广泛的使用。因此,光纤阵列和光波导的封装成为众多行业关注的焦点。而光纤阵列与光波导封装的关键技术在于实现光纤阵列与光波导的低损耗耦合。本文在对产生光纤耦合损耗原因进行深入分析的基础上,建立了光纤阵列与光波导耦合硬件系统;对光纤阵列与光波导耦合寻优方法进行了深入研究;设计了光纤阵列与光波导耦合的软件系统;并进行了相关的实验研究。首先,本文对产生光纤耦合损耗原因进行了深入分析。据此提出了光纤阵列与光波导耦合的三种耦合方案,确定了基于改进遗传算法的耦合方案。基于耦合方案建立了由伺服控制模块、光源-光功率计模块、显微视觉模块和辅助模块构成的光纤阵列与光波导耦合的硬件系统。其次,本文在对传统遗传算法进行简介的基础上,分析了传统遗传算法存在的缺陷。为了克服传统遗传算法的缺陷,对传统遗传算法的选择、交叉、变异等基本操作进行了一系列的改进,并通过对改进遗传算法和传统遗传算法的对比,证实了改进遗传算法的优越性。在此基础上将改进遗传算法应用于光纤阵列与光波导的耦合寻优中。再次,本文在对光纤阵列与光波导耦合系统进行需求分析后,对耦合系统的软件进行了概要设计和详细设计,开发出了由显微视觉模块、电机控制模块、光功率计模块和耦合控制模块构成的光纤阵列与光波导耦合的软件系统。最后,本文基于光纤阵列与光波导耦合的软、硬件系统,进行了光纤阵列与光纤阵列的单芯耦合实验、光纤位置偏差对耦合效率影响实验及光纤阵列与光波导的耦合实验,实现了光纤阵列与光波导的耦合。
隋国荣[9]（2008）在《光波导器件对接耦合的自动化技术研究》文中认为集成光波导器件具有体积小、功能集成度高、适于批量生产等优点,在光通信干线网的超高速传输、以及接入网的光纤到户技术中,得到了愈益广泛的应用。在光纤通信网络中导入波导器件,必须解决光纤和光波导的连结封装,关键工作有两个方面,一个是光纤列阵与波导的低损耗对接,另一个是稳定可靠的封装工艺。其中光纤列阵与波导的低损耗对接涉及多通道、亚微米精度的端面耦合,且要求达到批量生产水平,是尤为重要的关键技术。国外采用调芯流程自动化的方法来解决,自动调芯机理沿袭常规的人工操作思路,依靠严密的逻辑判断和高精度的伺服操作,调芯系统由高品质设备构成,工作环境要求高度稳定,系统成本很高。常规自动调芯方案要求的系统稳定性和硬件指标从经费和技术上都给国内自主研发拔高了门槛,为此本论文工作围绕光波导芯片封装技术的关键,主要针对自动调芯对接耦合技术,旨在开发有望降低系统要求和硬件指标的新的自动调芯方案及其样机系统。本论文研究工作对光波导-光纤端面耦合做了比较详细的理论分析,结合遗传算法和演化算法等最优化理论,提出了中心积分调芯法、自适应遗传调芯法和多目标演化调芯法三种完全不同于常规方法的新的自动调芯方案,采用数值仿真技术验证了各方案的可行性,编制了程序控制软件,研制了相应的自动调芯样机系统。在同一波导样品的条件下,采用本论文工作开发的样机系统和中心积分调芯法与日本Moritex公司和日本骏河精机公司的调芯仪做了比对调芯实验,结果证实试制样机在实现低损耗端面耦合方面具备了与国外设备同等的效能。上述三种调芯方案之间也做了横向比对实验,结果显示,在插入损耗指标方面,中心积分法效果最好;在自动化程度方面,自适应遗传法和多目标演化法具有同等的优势;在均匀性和调芯速度指标方面,多目标演化法优势明显。另外,三种调芯方案被用于光纤-波导-光纤列阵系统的对接自动调芯结果表明,通道插入损耗和均匀性指标全部达到了Telcordia的GR-1209标准。采用本论文工作试制的样机系统实施了1×8、1×16和1×32三种石英光波导功分器的封装试验,封装后的样品在85℃和85%的湿度条件下,做了累计500小时的耐环境试验,结果表明各通道的插入损耗变动量和偏振相关变动量的数据完全满足国内外现行的行业指标。上述一些列实验结果表明,本论文的研究工作具有明显的实用价值,其成果对推进波导器件封装的技术进步,丰富自动调芯机理的学术研究具有重要意义。
晁代宏,刘荣,吴跃民,宗光华[10]（2004）在《光波导封装机器人系统研究现状》文中认为近年来,光电子封装机器人受到国内外研究者的关注。针对光波导封装的过程和特点,重点介绍了光波导封装机器人的研究状况。对于相关的研究工作,在内容和方法上具有一定的指导意义。
二、光波导封装机器人系统研究现状（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光波导封装机器人系统研究现状（论文提纲范文）
（1）基于光纤光栅的柔性手指多参数感知研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题研究目的和意义 |
| 1.2 柔性手研究现状 |
| 1.3 柔性手触觉传感现状 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 光纤光栅传感机理研究 |
| 2.1 光纤光栅传感技术理论 |
| 2.2 FBG传感器中的多路复用技术 |
| 2.3 光纤光栅解调方案 |
| 2.4 光纤光栅应变传感 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 柔性手指结构设计优化 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 柔性手指驱动方式 |
| 3.3 有限元分析(FEA) |
| 3.4 执行器截面分析 |
| 3.5 手指制作 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 执行器传感系统搭建及触觉实验 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 FBG—柔性基体介质层选型 |
| 4.3 压力感知实验 |
| 4.3.1 压力标定 |
| 4.3.2 多触摸点FBG响应 |
| 4.4 弯曲性能研究 |
| 4.4.1 位置检测 |
| 4.4.2 接触检测 |
| 4.5 褶曲传感器研究 |
| 4.5.1 基于弯曲/拉伸褶曲 |
| 4.5.2 充气式褶曲 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 分级压力检测传感器设计 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 分级检测设计原理 |
| 5.3 传感器设计和性能优化 |
| 5.4 分级传感器仿真分析 |
| 5.5 尺寸变化对检测性能影响 |
| 5.6 传感器衬底分析 |
| 5.7 传感器制作与实验平台搭建 |
| 5.8 动态性能实验 |
| 5.9 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文、专利和参与的项目 |
| 学位论文评阅及笞辩情况表 |
（2）微光机电加速度计关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 微光机电加速度计的研究现状 |
| 1.3 研究内容及创新性工作 |
| 2 微光机电加速度计的基础理论 |
| 2.1 光的偏振和干涉相关理论 |
| 2.2 硅衬底铌酸锂薄膜 |
| 2.3 晶体的光弹效应与应力应变效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微光机电加速度计系统方案 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.3 偏振误差建模与仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微光机电加速度计传感光路设计与制备 |
| 4.1 LNOI质子交换波导设计与制备 |
| 4.2 LNOI质子交换波导端面反射镜制备 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 微光机电加速度计微加工技术与耦合封装小型化 |
| 5.1 敏感单元微结构加工 |
| 5.2 微光机电加速度计耦合封装小型化 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 微光机电加速度计信号检测与性能测试 |
| 6.1 系统搭建 |
| 6.2 信号的检测与误差补偿 |
| 6.3 样机性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文完成的工作 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
（3）基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像交互系统的设计与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题意义和目的 |
| 1.3 现状调研 |
| 1.4 开发环境 |
| 1.4.1 硬件参数 |
| 1.4.2 软件环境 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 相关技术介绍 |
| 2.1 等效负折射率平板透镜技术 |
| 2.2 RealSense SR300传感器 |
| 2.3 Azure Kinect DK传感器 |
| 2.4 Airbar传感器 |
| 2.5 Git版本控制 |
| 2.6 C++技术 |
| 2.7 OpenCV技术 |
| 第3章 需求分析 |
| 3.1 功能需求 |
| 3.1.1 深度识别交互需求 |
| 3.1.2 红外触摸交互需求 |
| 3.1.3 模拟交互点需求 |
| 3.1.4 用户界面需求 |
| 3.2 非功能需求 |
| 第4章 系统设计 |
| 4.1 系统总体框架 |
| 4.2 等效负折射率平板透镜设计 |
| 4.3 交互传感器位置设计 |
| 4.4 标定屏幕队列设计 |
| 4.5 用户界面设计 |
| 第5章 系统实现 |
| 5.1 无介质成像实现 |
| 5.2 深度识别交互的实现 |
| 5.2.1 手部信息提取实现 |
| 5.2.2 感兴趣点提取实现 |
| 5.2.3 屏幕标定的实现 |
| 5.2.4 模拟鼠标的实现 |
| 5.3 红外触摸交互的实现 |
| 5.3.1 ASN.1协议格式 |
| 5.3.2 通信方式 |
| 5.4 用户界面实现 |
| 5.5 其他功能实现 |
| 第6章 系统测试 |
| 6.1 用户界面测试 |
| 6.2 功能测试 |
| 6.2.1 测试描述及目标 |
| 6.2.2 RealSense SR300硬件测试 |
| 6.2.3 Azure Kinect DK硬件测试 |
| 6.2.4 AirBar硬件测试 |
| 6.2.5 等效负折射率平板透镜测试 |
| 6.3 压力测试 |
| 6.4 性能测试 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）电容式三维力柔性触觉传感器的设计与制备（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景 |
| 1.2 三维力柔性触觉传感器的研究现状及分析 |
| 1.2.1 三维力柔性触觉传感器各感测元件的常见布局方式 |
| 1.2.2 三维力柔性触觉传感器的工作原理分类 |
| 1.3 三维力加载实验平台及加载时接触方式的归纳分析 |
| 1.3.1 三维力加载实验平台的归纳 |
| 1.3.2 三维力加载时的接触方式的归纳分析 |
| 1.4 本论文研究内容及各章节安排 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容 |
| 1.4.2 各章节安排 |
| 第二章 电容式三维力柔性触觉传感器的结构设计及理论分析 |
| 2.1 电容式三维力柔性触觉传感器测量灵敏度的主要影响因素分析 |
| 2.1.1 法向力测量灵敏度的主要影响因素分析 |
| 2.1.2 切向力测量灵敏度的主要影响因素分析 |
| 2.2 电容极板层的材料选择及结构设计 |
| 2.2.1 电容极板层的材料选择 |
| 2.2.2 电容极板层的结构设计及理论分析 |
| 2.3 介电层的材料选择及结构设计 |
| 2.3.1 介电层的材料选择 |
| 2.3.2 介电层的结构设计及理论分析 |
| 2.4 表面凸起层的材料选择及结构设计 |
| 2.4.1 表面凸起层的材料选择 |
| 2.4.2 表面凸起的结构设计 |
| 2.5 电容式三维力柔性触觉传感器的整体结构设计及理论分析 |
| 2.5.1 传感器的整体结构设计 |
| 2.5.2 传感器的工作原理 |
| 2.5.3 传感器的理论计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 电容式三维力柔性触觉传感器的制备 |
| 3.1 电容式三维力柔性触觉传感器的整体工艺流程 |
| 3.2 电容极板层的加工制备 |
| 3.3 介电层的制备及与电容极板层的封装 |
| 3.3.1 介电层模具制备工艺的比较选择 |
| 3.3.2 层间对准封装平台的搭建及操作探索 |
| 3.3.3 介电层制备及与电容极板层间封装的具体操作 |
| 3.4 表面凸起层的制备及与上电容极板层的封装 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 测试平台的搭建与传感器的性能测试 |
| 4.1 电容阵列测量系统的搭建 |
| 4.2 三维力加载实验平台的介绍 |
| 4.3 电容式三维力柔性触觉传感器的性能测试 |
| 4.3.1 传感器的动态响应测试 |
| 4.3.2 传感器的重复性测试 |
| 4.3.3 传感器的三维力标定测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要研究内容和成果 |
| 5.2 论文的不足之处及未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士期间取得的科研成果 |
（5）谐振式聚合物集成光学陀螺的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 集成光学陀螺的研究进展 |
| 1.3 集成光学陀螺的波导材料和工艺技术 |
| 1.4 本论文的研究目的和基本内容 |
| 第二章 谐振式集成光学陀螺的基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Sagnac效应 |
| 2.3 光波导环形谐振腔及其特征参量 |
| 2.4 谐振式集成光学陀螺的系统设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 聚合物集成光学陀螺谐振腔的传输特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚合物光波导的设计与传输特性研究 |
| 3.3 聚合物光波导环形谐振腔的设计与制备 |
| 3.4 聚合物光波导环形谐振腔的传输特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 聚合物Y分支电光调制器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 聚合物电光波导材料的制备 |
| 4.3 聚合物电光波导材料的电光效应 |
| 4.4 Y分支聚合物电光调制器的设计与制备 |
| 4.5 聚合物电光调制器的测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 聚合物集成光学陀螺的制备与测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 聚合物集成光学陀螺的研制 |
| 5.3 聚合物集成光学陀螺的实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 聚合物表面等离激元集成光学陀螺研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 表面等离激元的基本原理 |
| 6.3 聚合物长程表面等离激元波导 |
| 6.4 基于聚合物长程表面等离激元波导的陀螺谐振腔 |
| 6.5 柔性表面等离激元可调光衰减器 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（6）基于压电驱动的六自由度混联精密定位平台关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 多自由度精密定位平台发展概况 |
| 1.2.1 作动电机发展概况 |
| 1.2.2 定位平台发展概况 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 非共振压电电机研究现状 |
| 1.3.2 多自由度串/并联机构研究现状 |
| 1.3.3 基于压电作动的多自由度精密平台研究现状 |
| 1.4 需解决的问题 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 1.6 本文的内容安排 |
| 第二章 压电致动及多模式作动机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压电陶瓷的基本性能参数 |
| 2.2.1 介电常数 |
| 2.2.2 压电常数 |
| 2.2.3 弹性常数 |
| 2.2.4 机械品质因数 |
| 2.2.5 机电耦合系数 |
| 2.3 压电方程及压电振子的振动模式 |
| 2.3.1 压电方程 |
| 2.3.2 压电振子的振动模式 |
| 2.4 压电叠堆的结构与性能 |
| 2.4.1 压电叠堆的结构 |
| 2.4.2 压电叠堆的基本性能 |
| 2.5 压电叠堆作动系统设计 |
| 2.5.1 压电叠堆作动系统的动态特性 |
| 2.5.2 压电叠堆作动系统的柔性设计 |
| 2.6 压电电机的振动状态 |
| 2.6.1 共振 |
| 2.6.2 非共振 |
| 2.6.3 共振与非共振的比较 |
| 2.7 多模式作动机理 |
| 2.7.1 作动方式 |
| 2.7.2 工作模式 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 基于柔性铰链结构参数的柔顺机构参数化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 柔性铰链参数化分析 |
| 3.2.1 结构参数ε |
| 3.2.2 柔度参数λ |
| 3.2.3 柔顺机构参数化设计 |
| 3.3 基于柔性铰链参数的柔顺机构优化设计 |
| 3.3.1 柔顺机构柔性铰链优化设计 |
| 3.3.2 有限元仿真验证 |
| 3.3.3 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于柔性铰链的非共振式压电作动器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔性压电作动机构设计 |
| 4.2.1 柔性正交作动式 |
| 4.2.2 柔性杠杆作动式 |
| 4.2.3 柔性菱形作动式 |
| 4.3 柔性压电作动器优化设计 |
| 4.3.1 柔性正交作动器预紧机构小型化设计 |
| 4.3.2 基于柔性铰链结构参数的柔性杠杆作动器参数化优化设计 |
| 4.3.3 基于有限元的柔性菱形作动器多目标多参数优化设计 |
| 4.4 实验研究 |
| 4.4.1 实验平台系统 |
| 4.4.2 步进作动实验研究 |
| 4.4.3 连续作动实验研究 |
| 4.4.4 实验结果讨论与总结 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 6-DOF混联精密定位平台结构设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计目标 |
| 5.3 构型方案比较 |
| 5.4 6 -DOF混联精密定位平台系统结构设计 |
| 5.4.1 3 -DOF串联精密定位平台设计 |
| 5.4.2 3 -DOF并联精密定位平台设计 |
| 5.4.3 大行程圆柱柔性铰链设计与分析 |
| 5.5 6 -DOF混联精密定位平台运动学与动力学分析 |
| 5.5.1 3 -DOF串联精密定位平台运动学与动力学分析 |
| 5.5.2 3 -DOF并联精密定位平台运动学与动力学分析 |
| 5.6 6 -DOF混联精密定位平台仿真研究 |
| 5.6.1 仿真建模与验证方法 |
| 5.6.2 仿真结果与讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 6-DOF混联精密定位平台系统实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验系统构建 |
| 6.2.1 实验系统组成及选型 |
| 6.2.2 实验测量方法与步骤 |
| 6.3 6-DOF混联精密定位平台步进作动性能实验 |
| 6.3.1 3-DOF串联平台步进作动实验 |
| 6.3.2 3-DOF并联平台步进作动实验 |
| 6.4 6-DOF混联精密定位平台连续作动性能实验 |
| 6.4.1 3-DOF串联平台连续作动实验 |
| 6.4.2 3-DOF并联平台连续作动实验 |
| 6.5 实验结果讨论与分析 |
| 6.5.1 实验结果讨论 |
| 6.5.2 误差分析 |
| 6.5.3 优化建议 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 主要研究工作与创新点 |
| 7.1.1 主要研究工作 |
| 7.1.2 主要创新点 |
| 7.2 进一步研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）集成光学加速度计及测试系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 加速度计概述 |
| 1.1.1 加速度计测量原理 |
| 1.1.2 加速度计的应用范围 |
| 1.1.3 加速度计的发展 |
| 1.2 集成光学加速度计国内外研究现状 |
| 1.2.1 集成光学加速度传感器概述 |
| 1.2.2 国内外MOEMS加速度计研究进展 |
| 1.3 集成光学加速度计测试系统概述 |
| 1.3.1 光电探测的定义及意义 |
| 1.3.2 集成光学加速度计测试系统研究现状 |
| 1.4 本论文的研究目的及基本内容 |
| 第二章 集成光学加速度计的结构设计和理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 双光束干涉 |
| 2.1.2 多光束干涉 |
| 2.2 MZ干涉式柔性光波导加速度计结构设计与理论分析 |
| 2.2.1 MZ干涉式柔性光波导加速度计理论推导 |
| 2.2.2 MZ干涉式柔性光波导加速度计仿真分析 |
| 2.2.3 MZ干涉式柔性光波导加速度传感芯片制备 |
| 2.3 Fano谐振式柔性光波导加速度计结构设计与理论分析 |
| 2.3.1 Fano谐振式柔性光波导加速度计理论推导 |
| 2.3.2 Fano谐振式柔性光波导加速度计仿真分析 |
| 2.3.3 Fano谐振式柔性光波导加速度计传感芯片制备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 集成光学加速度计信号检测系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 集成光学加速度计信号检测系统方案设计 |
| 3.2 集成光学加速度计信号检测系统调理电路设计 |
| 3.2.1 光电探测器 |
| 3.2.2 MAX4004电流转电压模块 |
| 3.2.3 ADA4528电压放大器模块 |
| 3.2.4 稳压电源模块 |
| 3.2.5 硬件调试 |
| 3.3 集成光学加速度计信号检测系统软件设计 |
| 3.3.1 STM32嵌入式系统概述 |
| 3.3.2 ADC采样模块 |
| 3.3.3 液晶屏显示模块 |
| 3.3.4 软件调试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 集成光学加速度计传感性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 集成光学加速度计性能指标 |
| 4.1.2 集成光学加速度计动态测试分析平台的搭建 |
| 4.2 集成光学加速度计传感性能的测试与分析 |
| 4.2.1 基于Fano谐振式加速度传感性能测试 |
| 4.2.2 基于MZ干涉式加速度传感性能测试 |
| 4.3 集成光学加速度计噪声、分辨率的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）光纤阵列与光波导耦合系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状及分析 |
| 1.2.1 国外光纤阵列与光波导耦合系统的发展现状 |
| 1.2.2 国内在光纤阵列与光波导耦合方面的发展现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 光纤阵列与光波导耦合硬件系统的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤及光纤器件的简介 |
| 2.2.1 光纤的简介 |
| 2.2.2 光纤器件的简介 |
| 2.3 影响光纤耦合效率的主要因素 |
| 2.3.1 纤芯径向位错产生的损耗 |
| 2.3.2 纤芯角度倾斜产生的损耗 |
| 2.3.3 光纤端面间轴向距离产生的损耗 |
| 2.3.4 端面间的菲涅尔反射引起的损耗 |
| 2.3.5 对各种误差进行分析 |
| 2.4 光纤阵列与光波导耦合系统的耦合方案和原理 |
| 2.4.1 基于普通CCD进行图像处理与质心法相结合的耦合方案 |
| 2.4.2 基于红外CCD进行图像处理与遗传算法相结合的耦合方案 |
| 2.4.3 基于改进遗传算法的耦合方案 |
| 2.4.4 三种方案的分析比较及最终方案的确定 |
| 2.4.5 依据耦合方案确定最终的耦合系统原理 |
| 2.5 光纤阵列与光波导耦合系统搭建 |
| 2.5.1 系统元器件的选择及设计 |
| 2.5.2 光纤阵列与光波导耦合系统的搭建 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 基于改进遗传算法的耦合寻优方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统遗传算法基本原理 |
| 3.2.1 传统遗传算法的生物学背景及其基本思想 |
| 3.2.2 传统遗传算法控制参数 |
| 3.2.3 传统遗传算法的基本操作 |
| 3.3 对传统遗传算法的若干改进 |
| 3.3.1 基于模拟退火的适应度函数尺度变换 |
| 3.3.2 自适应调整交叉率和变异率 |
| 3.3.3 μ+ λ跨世代精英选择 |
| 3.3.4 自适应改变交叉和变异的位置及多点交叉 |
| 3.3.5 精英保留和劣种不活策略 |
| 3.3.6 小生境排挤策略 |
| 3.4 改进遗传算法与传统遗传算法的性能对比 |
| 3.5 基于改进遗传算法的耦合寻优 |
| 3.5.1 编码 |
| 3.5.2 初始种群的产生 |
| 3.5.3 适应度函数的确定 |
| 3.5.4 遗传算子的设计 |
| 3.5.5 遗传算法的终止条件 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 光纤阵列与光波导耦合系统的软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤阵列与光波导耦合系统软件的需求分析 |
| 4.2.1 软件的功能需求 |
| 4.2.2 软件的性能需求 |
| 4.3 光纤阵列与光波导耦合系统软件概要设计 |
| 4.3.1 软件的开发环境 |
| 4.3.2 软件的模块划分 |
| 4.3.3 软件的总体框架设计 |
| 4.3.4 软件的界面设计 |
| 4.4 光纤阵列与光波导耦合系统软件详细设计 |
| 4.4.1 显微视觉模块 |
| 4.4.2 电机控制模块 |
| 4.4.3 光功率计模块 |
| 4.4.4 耦合控制模块 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 光纤阵列与光波导耦合的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤阵列与光纤阵列的单芯耦合仿真及实验 |
| 5.2.1 基于改进遗传算法的单芯耦合仿真 |
| 5.2.2 基于改进遗传算法的单芯耦合实验 |
| 5.3 纤芯的位置偏差对耦合效率的影响实验 |
| 5.3.1 径向误差实验 |
| 5.3.2 轴向误差实验 |
| 5.3.3 角度误差实验 |
| 5.4 光纤阵列与光波导耦合实验 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）光波导器件对接耦合的自动化技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光波导器件的耦合封装技术 |
| 1.2.1 间接耦合 |
| 1.2.2 直接耦合 |
| 1.3 常规的自动调芯机理及其控制方法 |
| 1.4 本课题的意义、研究内容和结果 |
| 1.5 本论文的构成 |
| 1.6 本论文的创新点以及有待改善的问题 |
| 第二章 光波导耦合理论 |
| 2.1 光波导基本概念 |
| 2.1.1 波导模式 |
| 2.1.2 单模光纤和单模波导 |
| 2.2 端面耦合 |
| 2.2.1 耦合原理 |
| 2.2.2 端面耦合损耗分析 |
| 2.2.2.1 单模波导端面耦合基本理论 |
| 2.3 本章小节 |
| 第三章 中心积分调芯法的原理和程序流程 |
| 3.1 常规自动调芯方法 |
| 3.1.1 螺旋搜索过程 |
| 3.1.2 直线爬山搜索过程 |
| 3.2 中心积分调芯法基本原理 |
| 3.3 中心积分调芯法的实现 |
| 3.3.1 改进的螺旋搜索过程 |
| 3.3.2 中心积分调芯法流程 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 自适应遗传调芯法的原理和程序流程 |
| 4.1 遗传算法简述 |
| 4.2 遗传算法的导入 |
| 4.2.1 遗传算法的编码 |
| 4.2.2 遗传算法的种群规模和适应度函数 |
| 4.3 调芯法的数值模拟 |
| 4.4 遗传调芯法流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多目标演化调芯法的原理和流程 |
| 5.1 多目标演化算法 |
| 5.1.1 演化算法的基本理论 |
| 5.1.2 演化算法的特点 |
| 5.2 多目标优化问题 |
| 5.2.1 多目标优化的数学描述 |
| 5.2.2 传统的多目标优化方法 |
| 5.3 多目标演化算法 |
| 5.3.1 目前较流行的多目标演化算法 |
| 5.3.2 基于稳定淘汰策略的多目标演化算法 |
| 5.3.2.1 算法流程 |
| 5.3.2.2 Pareto 秩的计算 |
| 5.3.2.3 拥挤距离的计算 |
| 5.3.2.4 多父代交叉 |
| 5.3.2.5 随机变异 |
| 5.3.2.6 蚁群爬山法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 自动调芯系统硬件结构设计和试制 |
| 6.1 调芯系统结构 |
| 6.2 系统硬件 |
| 6.2.1 计算机控制部分 |
| 6.2.2 精密调整执行机构 |
| 6.2.2.1 精密六维调整台和波导芯片固定台 |
| 6.2.2.2 气垫式避震台 |
| 6.2.2.3 精密调整台控制器 |
| 6.2.3 光源及测量系统 |
| 6.2.4 显微观测系统 |
| 6.3 本章小节 |
| 第七章 软件结构设计 |
| 7.1 软件总体构架 |
| 7.2 软件整体流程和人机交互单元设计 |
| 7.3 接口通信设计 |
| 7.3.1 GPIB 总线 |
| 7.3.2 接口通信连接与设计 |
| 7.4 本章小节 |
| 第八章 单芯自动调芯实验和结果 |
| 8.1 实验条件及工艺流程 |
| 8.1.1 实验条件及准备工作 |
| 7.1.2 调芯工艺流程 |
| 8.2 实验结果及分析 |
| 8.2.1 单模光纤与单模光纤调芯实验结果 |
| 8.2.2 单模光纤－单模波导－单模光纤调芯实验结果 |
| 8.3 本章小结 |
| 第九章 列阵调芯方案设计 |
| 9.1 列阵调芯方案分析 |
| 9.2 端面位置关系分析 |
| 9.3 列阵调芯的方案设计 |
| 9.3.1 采样通道的选取 |
| 9.3.2 实施方案及流程 |
| 9.4 本章小结 |
| 第十章 列阵调芯的自适应遗传法设计 |
| 10.1 遗传算法引入 |
| 10.2 遗传算法用于列阵调芯的具体措施 |
| 10.2.1 编码表示 |
| 10.2.2 产生初始群体 |
| 10.2.3 个体适应度评价函数的确立 |
| 10.2.4 选择操作 |
| 10.2.5 交叉算子、变异算子的设计 |
| 10.2.6 遗传终止条件 |
| 10.3 标准遗传算法的缺陷及改进 |
| 10.4 自适应遗传法双芯对接方案的数值模拟 |
| 10.5 本章小结 |
| 第十一章 列阵调芯的多目标演化法设计 |
| 11.1 基于多目标演化算法的列阵调芯原理 |
| 11.1.1 编码 |
| 11.1.2 目标函数的确立 |
| 11.1.3 Pareto 秩和拥挤距离的计算 |
| 11.1.4 遗传操作 |
| 11.2 多目标演化算法列阵自动对接方案的数值模拟 |
| 11.2.1 调芯流程 |
| 11.2.2 数值仿真及其结果 |
| 11.3 本章小结 |
| 第十二章 列阵调芯实验和结果对比分析 |
| 12.1 列阵调芯工艺流程 |
| 12.2 列阵调芯实验 |
| 12.2.1 中心积分调芯法列阵调芯实验结果 |
| 12.2.2 自适应遗传调芯法阵列调芯实验结果 |
| 12.2.3 多目标演化调芯法阵列调芯实验结果 |
| 12.3 三种调芯法的列阵调芯结果对比分析 |
| 12.4 与国外同类调芯仪器的比较 |
| 12.5 本章小结 |
| 第十三章 波导封装试验 |
| 13.1 封装实验流程 |
| 13.2 封装样品测试数据 |
| 13.3 本章小结 |
| 第十四章 总结 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 |
| 致谢 |
（10）光波导封装机器人系统研究现状（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 光波导封装过程简介 |
| 3 光波导封装机器人研究现状 |
| 4 存在的问题 |
| 5 展 望 |
四、光波导封装机器人系统研究现状（论文参考文献）
- [1]基于光纤光栅的柔性手指多参数感知研究[D]. 秦伟. 山东大学, 2021(12)
- [2]微光机电加速度计关键技术研究[D]. 姚俊杰. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于等效负折射率平板透镜的无介质空中成像交互系统的设计与开发[D]. 范超. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]电容式三维力柔性触觉传感器的设计与制备[D]. 沃华蕾. 浙江大学, 2019(01)
- [5]谐振式聚合物集成光学陀螺的基础研究[D]. 唐杰. 东南大学, 2019(05)
- [6]基于压电驱动的六自由度混联精密定位平台关键技术研究[D]. 卢倩. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [7]集成光学加速度计及测试系统的设计[D]. 万峰华. 东南大学, 2016(03)
- [8]光纤阵列与光波导耦合系统的研究[D]. 刘大伟. 哈尔滨工业大学, 2008(S2)
- [9]光波导器件对接耦合的自动化技术研究[D]. 隋国荣. 上海理工大学, 2008(03)
- [10]光波导封装机器人系统研究现状[J]. 晁代宏,刘荣,吴跃民,宗光华. 仪器仪表学报, 2004(S2)