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集成光电子MEMS惯性传感技术研究综述

更新时间：2026-07-15 08:42:47 大小：19K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：光电子mems 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、引言

惯性传感技术是现代导航、定位与运动感知领域的核心支撑技术，能够在不依赖外部信号的前提下实现载体运动状态的连续测量，被广泛应用于航空航天、自动驾驶、工业物联网、消费电子等多个关键领域。传统的MEMS惯性传感器基于电容、压电、压阻等电学检测原理，受电学噪声、电磁干扰、温漂等固有问题限制，在高精度场景下的应用存在瓶颈。随着集成光电子技术的快速发展，将光检测原理与MEMS微纳加工技术结合形成的集成光电子MEMS惯性传感技术，凭借大带宽、低噪声、抗电磁干扰、灵敏度高等优势，成为当前惯性传感领域的研究热点，为突破传统MEMS惯性传感器的性能极限提供了全新的技术路线。

二、集成光电子MEMS惯性传感的基本原理

2.1 惯性传感核心机理

惯性传感器分为加速度计与陀螺仪两类，分别测量载体的线加速度与角加速度，经过积分运算后即可得到载体的速度、位置与姿态信息。对于MEMS惯性传感器，其核心敏感单元为可动的质量块结构：当载体存在线加速度时，质量块在惯性力作用下发生位移；当载体存在角加速度时，质量块在科里奥利力作用下产生偏转位移。集成光电子MEMS惯性传感的核心，就是通过光学方法高精度检测该位移变化，进而换算得到对应的惯性量。

2.2 光检测基本原理分类

根据光信号调制方式的不同，集成光电子MEMS惯性传感的检测原理主要分为三类：

· 干涉型检测：利用可动MEMS结构改变参考光与信号光的光程差，通过干涉条纹的变化反映位移大小，常见的结构包括马赫-曾德尔干涉仪（MZI）、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗干涉仪（F-P干涉）等，该方法能够实现亚波长级的位移检测灵敏度，是目前应用最广泛的技术路线。

· 谐振型检测：将MEMS可动结构与光学谐振腔耦合，通过质量块位移改变谐振腔的共振波长，通过检测波长漂移量得到位移信息，谐振型结构具有极高的品质因数，能够实现超低的检测噪声。


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