Исследователи из IMEC 'ы связанных лаборатории Гентского университета изобрели новый способ изготовления сдвига датчика для использования на гибких поверхностях, например, человека или робота кожей. Новых датчиков на основе оптических технологий встроенных в тонких гибких подложках.
Shear мера датчики напряжения сдвига, то есть стресс, который применяется параллельно поверхности материала, в отличие от стресса, который применяется перпендикулярно. Большинство сдвига датчики на основе микроэлектромеханических систем (MEMS), и изготавливаются на жестких подложках Si. Эти датчики могут иметь высокую плотность и чувствительность, но они довольно толстые и отсутствие гибкости. Более того, их деятельность основана на электрических измерений, так что они чувствительны к электромагнитным помехам.
Схема датчика стек, с силиконовым слоем деформироваться через напряжение сдвига.
Существует значительный спрос на датчики, которые могут измерять напряжения сдвига ненавязчиво. Эти должны быть компактными и гибкими, чтобы их можно было использовать на движущихся частях тела и обернуты вокруг изогнутых поверхностей. Спроса приходится особенно из медицинского сообщества, которое будет использовать сдвига датчика, например, для измерения поверхностного трения между протезом и пень. Но они также могут быть использованы в других областях применения. В робототехнике, например, гибкого сдвига датчика может помочь создать чувствительные искусственной кожи.
IMEC исследователи недавно сообщили о способа изготовления таких гибких датчиков сдвига с использованием оптических технологий. Оптические датчики имеют высокую чувствительность, широкий динамический диапазон, и не восприимчивы к электромагнитным помехам. Кроме того, они могут быть внедрены в гибких подложках, что делает их потенциально очень компактный, надежный и гибкий.
Инновационные датчики изготавливаются с процессом, который позволяет встраивать оптических компонентов в очень тонких и гибких подложках (до 50 мкм). Один из таких датчиков является стек, состоящий из вертикальным резонатором-излучающих лазер (ВИЛ) источник и фотодиод, разделенные прозрачной деформируемый слой из силикона. В стеке, VCSEL и фотодиод лицом друг к другу и выровнены так, чтобы фотодиод захватывает наиболее лазерный свет, когда нет напряжения сдвига применяется к стеку. Когда напряжение сдвига применяется, лазер и фотодиод движутся относительно друг друга. Изменения в лазерном свете захвачен фотодиод является мерой напряжение сдвига.
Прототип датчика были сделаны с использованием слоя силиконового материала Sylgard 184. Деформация силиконового материала показал, линейный отклик на применяемые напряжение сдвига. В следующем шаге, исследователи работают адаптировать датчик конструкцию, поэтому он может также указывать направление напряжения сдвига.