شتاب سنج میکرو اپتو الکترومکانیکی (moems) تک جهته مبتنی بر مدولاسیون طول موج مبتنی بر موجبر mim

در این پژوهش، طراحی و شبیه‌سازی یک ساختار نوآورانه از شتاب‌سنج میکرو-اپتو-الکترومکانیکی (moems) تک‌محوره مبتنی بر موجبر پلاسمونیکی فلز–دی‌الکتریک–فلز (mim) ارائه شده است. در این ساختار، بازوهای l شکل پیرامون جرم مرجع (proof mass) به‌گونه‌ای مهندسی شده‌اند، که با بهره‌گیری هم‌زمان از ویژگی‌های پلاسمونی و هدایت نوری در موجبر، حساسیت ساختار به‌طور چشمگیری بهبود یافته است. این رویکرد منجر به معرفی یک پیکربندی نوین برای شتاب‌سنج‌های پلاسمونیکی با عملکرد نوری بهینه و قابلیت یکپارچه‌سازی بالا در پلتفرم‌های mems گردیده است .مکانیزم عملکرد آن به گونه ای است که جابجایی مکانیکی جرم مرجع بر اثر شتاب ورودی با مدولاسیون طول‌موج رزونانس در موجبر فلز-عایق-فلز به سیگنال نوری قابل تشخیص تبدیل می‌شود. در این پژوهش، محور حساس در جهت y تعریف شده است، به‌گونه‌ای‌که شتاب اعمالی در این راستا موجب جابه‌جایی قائم جرم در محدوده ی خطی فنرها می‌شود. تحلیل عددی با استفاده از نرم‌افزارهای کامسول و لومریکال انجام گرفته است. نتایج نشان داد که حساسیت مکانیکی و نوری به‌ترتیب برابر با nm/g 07/20 و 4204/0بوده و حساسیت کل شتاب‌سنج به مقدار nm/g 43/8 می‌رسد. سنسور در محدوده  g5± دارای عملکرد خطی بسیار مناسبی است. فرکانس رزونانس اول برابر با 4/3 کیلوهرتز و پهنای باند کاری حدود 7/1 کیلوهرتز به ‌دست آمده است. بهره‌گیری از پدیده رزونانس پلاسمون سطحی در موجبر فلز-عایق-فلز موجب افزایش چشمگیر حساسیت سنسور شده و این ساختار را برای کاربرد در ناوبری دقیق، حسگرهای ژئوفیزیکی و آشکارسازهای ارتعاشات میکرو مقیاس مناسب می‌سازد. جدول مقایسه ی جامعی بین شتاب سنج پیشنهادی با کارهای دیگر آورده شده است که بیانگر این نکته است که ساختار پیشنهادی از عملکرد مطلوبی نسبت به کارهای دیگر برخوردار است.