西北工业大学宁波研究院智能传感芯片技术研究中心8英寸硅基MEMS中试平台位于浙江省宁波市国家高新区智造港A区,依托西北工业大学机械工程双一流学科、极端环境智能微系统国家重点实验室(培育)宁波基地、空天微纳系统教育部重点实验室宁波基地等优势平台,拥有顶级深硅刻蚀机、光刻机、键合机、全自动涂胶显影机、原子层沉积设备、电子束蒸镀设备(金/银/铝等金属、SiO2/Al2O3等介质)、激光隐切设备(硅/玻璃)、湿法腐蚀与清洗系统、椭偏仪、台阶仪等MEMS加工与测试专业设备,设备兼容8/6/4/2英寸晶圆加工,面向全国提供MEMS芯片结构设计、光刻、键合、镀膜、刻蚀、划片、封测、应用开发等全方位技术服务。8英寸晶圆,年设计产能5000片。
DMD高光谱成像仪
以小巧的数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)作为核心器件,利用DMD微镜的按列偏转代替了传统扫描部件的机械运动,开发出了不受使用地点限制的便携式显微高光谱成像系统,摒弃了庞大笨重的显微平台架构。为增加通用性,系统提供了三种成像模式,包括反射式、透射式和荧光式。
作为一种强有力的无损探测工具,它将空间成像与光谱分析两种技术融为一体,可获取样品丰富的三维空谱数据信息(二维空间影像信息和一维光谱成分信息)。同时,通过简单改变DMD微镜偏转列数便可实现并行扫描线数可调,面对不同应用场景系统可以提供最优的探测效率、扫描时间和数据量。目前可应用于医药化工分析、医疗疾病诊断、食品安全监测等领域,仪器性能指标可接受定制(可见光和近红外波段)。
微小型多光谱成像系统
智能微小型转轮式多光谱成像系统为各种成像应用的研发提供了一个多样化和灵活的平台,解决了目前商用机械转轮式多光谱相机体积大、质量重、成本高、定制难等问题。微小型多光谱成像系统基于MEMS技术研制了轻薄型PCB旋转驱动机构,采用独特工艺技术首次制备了圆片级转轮式光谱滤波芯片,芯片通道均可自由定制,该设计创造了一个任务定制、功能拓展与性能增强的超轻多光谱成像系统。
轻量化让它轻如鸿毛,仅有35g;紧凑化让它寸寸为赢,整体仅矿泉水瓶盖大小。它能够充分满足航拍、野外、实验室等多种环境,可用于多种领域的二维光谱研究,包括隐蔽侦察、产品筛选、机器视觉、智慧农业等,通道数量可定制。
微小型多光谱成像系统示意图 多通道光谱滤波芯片 典型应用展示(伪装目标识别)
MEMS动态可调光谱相机
基于MEMS动态可调珐珀滤波芯片的微小型光谱成像系统实现方法,突破了大孔径(1cm)滤波芯片的圆片级异质异构集成制造技术,自主研制出可见光和长波红外的动态可调微小型光谱成像相机,并面向特定场景下典型目标的探测与识别进行了试验验证。该技术在遥感遥测、生化分析、新药研制、食品安全等领域具有广阔的应用前景。
可见光动态可调珐珀滤波芯片及成像相机 长波红外动态可调珐珀滤波芯片及成像相机 最新研制的长波红外可调珐珀滤波芯片及其实验结果
模态可调偏振成像系统
可见光偏振成像相机由旋转扫描偏振滤波芯片、可见光镜头和USB 3.0成像模组组成,在获取传统强度信息的基础上可实现偏振信息采集,成像质量优良,可靠性高,性能稳定,能有效过滤干扰性反射光以及降低眩光,可广泛应用于高反射低对比度的表面划痕检测、透明材料的应力检测等高难度检测成像任务。同时,集成的旋转扫描偏振滤波芯片打破了商用分焦平面型成像系统的限制,不仅可实现任意方向偏振态信息的采集,而且有效提升了图像空间高分辨,有利于目标空间特征与偏振特征的精准解构。此外,该成像相机通过USB 3.0数据接口进行图像传输,并集成I/O (GPIO) 接口,具有操作简单、性能稳定等特点,适用于工业检测、医疗诊断、伪装识别等领域。
采用类似工作原理,本中心也完成了长波红外偏振成像相机的开发,是一款小巧经济型非制冷热辐射偏振成像相机,在非常紧凑的机壳空间内,集成了旋转扫描偏振滤波芯片和非制冷焦平面阵列机芯组件。该款偏振增强型红外相机可以有效区分人造物体与自然背景的偏振特征差异,适用于目标识别、油污检测、道路识别和生物医疗等各种检测任务。此外,以Camera Link为接口的系统具有多格式图像输出,可使用第三方兼容图像处理工具进行实时采集和分析。
可见光/长波红外偏振成像系统 MEMS动态可调偏振滤波芯片 智能交通监控:消车窗玻璃反光应用展示 工业过程监控:低对比度场景下的物体识别应用展示
定制化多光谱成像系统
定制型、模块化、集成式光谱滤波/成像新模式重点突破多通道光谱滤波芯片定制化设计制造、滤波芯片与探测器分立集成等核心关键技术,自主研制出光谱滤波/成像集成芯片和模块化光谱成像微系统样机,面向目标识别、光谱测量等应用进行了试验验证,在遥感遥测、食品安全、生化分析、气体检测等领域可广泛应用
流体壁面剪应力测试仪
流体壁面剪应力是形成流动摩擦阻力的基础,由于其量值极小、动态性高、被测流场极易受到干扰破坏而难以测量。采用微机电系统(MEMS)独特优势,开发出的流体壁面剪应力测试仪及相关微型传感器可以有效测量流体壁面剪应力、辨识边界层流动分离与转捩,应用于大型飞机、航空发动机、水下航行器、高铁、管道内流等流动摩擦阻力的测量与分析。
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