採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器的製造方法
2024-02-17 14:34:15 1
採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器，其特徵在於使用一個低噪聲的運算放大器，以開環的方式對SQUID電壓信號進行放大，並由單個運算放大器開環輸出直接驅動反饋電阻及反饋線圈。取代了傳統磁通鎖定環路中的前置放大器和積分器。所述的採用單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路有正、負端輸入接線方式，且正、負端輸入接線方式各有三種形式可選。本發明特點是只使用一個運算放大器實現SQUID磁通鎖定環路，電路簡單。避免了傳統電路中積分器的使用，減小環路延時，使磁通鎖定環路實現更高的帶寬。在SQUID多通道應用中具有重要的意義。
【專利說明】採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器，更確切地說涉及一種超導量子幹涉器件讀出電路，屬於電路【技術領域】。
【背景技術】
[0002]米用超導量子幹涉器件(SuperconductingQuantum Interference Device,以下簡稱SQUID)構建的磁傳感器是目前已知最靈敏的磁傳感器。廣泛應用於生物磁場、地球磁場異常、極低場核磁共振等微弱磁場探測應用領域，其磁場探測靈敏度已經達到飛特(10_15特斯拉)量級。是極微弱磁場探測和研究中重要的磁傳感器。
[0003]直流超導量子幹涉器(簡稱dc SQUID)是由兩個超導約瑟夫森結並聯形成一個超導環。在約瑟夫森結兩端引出接線，形成了一個兩端子元件。當SQUID兩端加載一定的偏置電流時，基於超導量子化效應和約瑟夫森效應，SQUID兩端產生的電壓將隨超導環感應外磁通大小而變化。由於SQUID輸出電壓與其探測磁通成非線性關係，無法直接通過測量SQUID兩端電壓來獲得探測的磁通大小。因此，實際應用的SQUID磁傳感器是由SQUID器件與放大電路構成的磁通鎖定環路(Flux-Locked Loop,以下簡稱FLL)來實現的。該磁通鎖定環路稱為SQUID讀出電路。
[0004]文獻【D.Drung and Μ.Miick, The SQUID Handbook, vol.1, J.Clarke andA.1.Braginski, Ed.ffeinheim:ffiley-VCH, pp.128 - 155，2006.】中典型的 SQUID 磁通鎖定環路如圖1所示。首先給SQUID加載一定偏置電流Ib使其具有最大的磁通電壓傳輸率。將SQUID電壓信號接入一個前置放大器進行放大。同時調節偏置電壓Vb，使得SQUID在具有最大磁通電壓傳輸率時輸出電壓的直流量為零。此時SQUID當前的偏置電流Ib、偏置電壓Vb及所加載磁通03取值狀態稱為工作點。前置放大器輸出接入積分器進行積分，積分器的輸出驅動反饋電阻向反饋線圈注入反饋電流，由反饋線圈與SQUID的互感產生反饋磁通耦合到SQUID中。
[0005]磁通鎖定環路的工作原理是:在磁通鎖定環路保持SQUID工作點穩定時，當被測磁通發生一個變化量Λ cD，SQUID端產生一個偏離工作點的電壓變化Λ V，經前置放大器放大後，送入積分器進行積分，調整積分器的輸出電壓。經反饋電阻、反饋線圈調整反饋磁通抵消上述外部輸入的磁通變化量，使SQUID在工作點輸入積分器的電壓為零，積分器停止積分，環路恢復穩定。工作點穩定狀態稱為讀出電路鎖定。在鎖定狀態下，磁通鎖定環路輸出電壓Vf就與SQUID感應的外磁通變化量成正比【D.Drung「High_Tc and 1w-Tc dc SQUIDelectronics」 Supercond.Sc1.Technol.161320 - 1336 (2003).】，即 Vf = Δ Φ.Rf/Mf,其中Λ Φ為SQUID檢測的磁通變化量，Rf為反饋電阻，Mf為反饋線圈與SQUID的互感。，
[0006]在電路實現上，傳統SQUID磁通鎖定環路通常使用前置放大器對SQUID微弱電壓信號進行低噪聲放大，再將放大後的信號接入積分器進行積分反饋。因此傳統的SQUID磁通鎖定環路採用至少一個前置放大電路與一個積分器級聯電路再連接反饋電阻、反饋線圈構成。在實際應用中，採用積分器的SQUID磁通鎖定環路存在以下幾個問題:
[0007]I)帶寬受限:採用積分器的讀出電路，使用至少兩級以上的放大電路，增大了環路信號的延時，使高頻信號傳輸產生相移，造成環路振蕩【D.Drung and M.Muck, The SQUIDHandbook, vol.1, J.Clarke and A.1.Braginski, Ed.ffeinheim:ffiley-VCH, pp.128 - 155, 2006.】，因此必須增大積分電容，消除振蕩，實現磁通鎖定環路穩定工作，積分電容的增大，降低了磁通鎖定迴路的帶寬。
[0008]2)擺率受限:積分電路的輸出是其輸入信號隨時間積分的結果，當檢測信號發生突變，積分器無法快速響應，因此傳感器電壓輸出的擺率受限。難以滿足高擺率磁場探測的要求。
[0009]3)至少使用兩個以上的運算放大器及外圍電路，電路複雜，功耗大。
[0010]SQUID器件的信號響應可以從直流到GHz，具有高速高帶寬特性。上述採用積分器的讀出電路在響應帶寬、擺率特性上限制了 SQUID磁傳感器性能。此外，SQUID晶片採用微電子技術製備，具有體積小，集成化的獨特優勢，在多通道，高解析度探測系統如採用SQUID的64通道心磁圖儀、200多通道的腦磁圖儀中廣泛應用。多通道系統對SQUID磁傳感器小型化提出更高要求。因此，簡化SQUID讀出電路設計對SQUID多通道應用具有重要意義和實用價值。本發明試圖在解決這方面問題作開創性工作。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在於提供一種採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器，本發明是針對多通道高度集成的SQUID系統，設計更簡化的讀出電路構建SQUID磁傳感器。
[0012]SQUID比半導體放大器具有更高的響應速度，它可與放大器實現穩定的負反饋迴路。因此本發明構思是只使用一個低噪聲的運算放大器，以開環的方式對SQUID電壓信號進行放大，並由單個運算放大器開環輸出直接驅動反饋電阻及反饋線圈。從而取代了傳統磁通鎖定環路中的前置放大器和積分器，實現了更簡單的SQUID磁通鎖定環路的構建。採用單個運算放大器的SQUID磁通鎖定環路有以下兩種接線方式:
[0013]I)正端輸入接線方式，如圖2所示。偏置電流源提供的偏置電流Ib加載到SQUID中，SQUID電壓信號接入運算放大器的正輸入端。偏移電壓Vb接入運算放大器的負輸入端。運算放大器的輸出端接反饋電阻Rf的一端，反饋電阻的另一端接反饋線圈，反饋線圈與SQUID通過互感耦合，運算放大器輸出電壓驅動反饋電阻Rf產生電流，通過反饋線圈與SQUID互感Mf產生反饋磁通，構成磁通鎖定環路。
[0014]所述的正端輸入接線方式有實施方式1、3和5(即A、B和C)三種中的一種(詳見【具體實施方式】)。
[0015]2)負端輸入接線方式，如圖3所示。偏置電流源提供的偏置電流Ib加載到SQUID中，SQUID電壓信號接運算放大器的負輸入端，偏移電壓Vb接運算放大器的正輸入端。運算放大器的輸出端接反饋電阻Rf的一端，反饋電阻的另一端連接反饋線圈，反饋線圈與SQUID通過互感耦合，運算放大器輸出電壓驅動反饋電阻Rf產生電流，通過反饋線圈與SQUID互感Mf產生反饋磁通,構成磁通鎖定環路。
[0016]所述的負端輸入接線方式有實施方式2、4和6 (即D、E和F)三種中的任一種(詳見【具體實施方式】)。
[0017]本發明只使用一個運算放大器實現SQUID磁通鎖定環路，電路簡單。避免了傳統環路中積分器電路的使用，減小環路延時，使磁通鎖定環路實現更高的帶寬。運算放大器直接輸出驅動反饋電阻和反饋線圈，避免了積分電容的影響，磁通鎖定環路可實現更高的擺率。此外，上述電路採用單個運算放大器和少量外圍電路構成，電路體積小，功耗低，大大減少多通道SQUID傳感器集成的整體體積和功耗，在SQUID多通道應用中具有重要的意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1.典型直讀式讀出電路原理。
[0019]圖2.SQUID正端輸入的單個運算放大器磁通鎖定環路原理圖。
[0020]圖3.SQUID負端輸入的單個運算放大器磁通鎖定環路原理圖。
[0021]圖4.單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路【具體實施方式】I ;圖中B1、B2分別為偏置電流或偏置電壓調節電路。
[0022]圖5.單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路【具體實施方式】2。
[0023]圖6.單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路【具體實施方式】3。
[0024]圖7.單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路【具體實施方式】4。
[0025]圖8.單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路【具體實施方式】5。
[0026]圖9.單個運算放大器SQUID磁通鎖定環路【具體實施方式】6。
【具體實施方式】
[0027]本發明有以下六種【具體實施方式】:
[0028]I)【具體實施方式】1，如圖4所示，即正端輸入接線方式A ;
[0029]1.供電電源+Vs和-Vs:整個電路採用雙極性電源供電，即正電源端+Vs接入正電壓電源和負電源端-Vs接入負電壓電源。正電源+Vs供電範圍從+5V到+15V，相應的負電源-Vs供電範圍在-5V到-15V之間。
[0030]2.SQUID偏置電流調節電路B1:其功能是給SQUID加載一個流向SQUID兩個約瑟夫森結的偏置電流，電流大小可調節。通過調節加載到SQUID的偏置電流的大小，使得SQUID獲得最佳的磁通電壓轉換特性。可調偏置電流電路具體實例如圖3中BI模塊所示:可調電位器Rai是一個三端子的可調電阻，其中電位器的I和2的兩端為一個固定阻值的電阻，其電阻值在1k歐姆到10k歐姆之間取值為最優。電位器的3端為可調電阻抽頭。電位器Rai的I和2兩端分別接到正電源+Vs和負電源-Vs。電位器Rai的3端輸出電位器電阻分壓，通過調節電位器抽頭位置產生可調電壓。該電壓輸出接電阻R1,電阻R1的另一端作為偏置電流源的輸出端與SQUID串聯。電阻R1的取值在50k歐姆?200k歐姆之間。通過調節可調電位器Rai可產生± 10uA範圍的直流偏置電流。
[0031]3.SQUID偏置電壓調節電路B2:其功能是產生一個可調節的直流電壓，接入運算放大器的負輸入端。通過調節使該電壓與SQUID工作點處的直流電壓相同，實現工作點調零。可調偏置電壓電路具體實例如圖3中B2模塊所示:可調電位器Ra2是一個三端子的可調電阻器，其中電位器的I和2兩端為一個固定阻值的電阻，其電阻值在1k歐姆到10k歐姆之間取值為最優。電位器Rai的I和2兩端分別接正電源+Vs和負電源-Vs，可變電阻引出抽頭端3端輸出電阻分壓，該電壓接電阻R3的一端，R3另一端與R2串聯，民另一端接地。在R2與R3連接端將產生的電阻分壓引出作為偏置電壓信號Vb。該偏置電壓的調節範圍為±100uV。電阻R3取值通常在I歐姆到10歐姆之間，以降低其在運算放大器輸入端引入的熱噪聲。電阻R2的取值範圍在1k歐姆到10k歐姆之間。
[0032]4.SQUID器件SQl =SQl使用低溫直流超導量子幹涉器件(放置在4.2K的液氦溫度下工作)或高溫直流超導量子幹涉器件(放置在77K的液氮溫度下工作)，是一個兩端子器件。SQl的一端接入運算放大器正輸入端，同時與偏置電流電路BI的電流輸出端相連。SQl的另一端接地。
[0033]5.反饋線圈L1:是一個與SQUID具有互感耦合的線圈，互感值為Mf。反饋線圈將反饋迴路產生的電流轉變成反饋磁通耦合到SQUID中，形成抵消磁通。反饋線圈LI 一端接反饋電阻Rf，另一端接地。
[0034]6.運算放大器Ul:採用雙極性供電的低噪聲運算放大器，具有正輸入端和負輸入端兩個電壓信號輸入端，一個電壓信號放大輸出端。圖中運算放大器正輸入端接SQUID電壓輸出，負輸入端接偏置電壓輸出，放大器輸出作為磁通鎖定環路的輸出，作為整個傳感器的輸出。同時接反饋電阻Rf。為了實現SQUID電壓信號的低噪聲放大和磁通鎖定環路高線性度輸出，本發明的運算放大器優選低輸入電壓噪聲和高帶寬、高開環增益特性的器件:放大器電壓噪聲在InV/ V Hz左右，開環增益大於120dB，帶寬增益積大於1MHz。常用的低噪聲運算放大器有美國ADI公司的AD797和凌特(Linear Technology)公司的LT1028。
[0035]7.反饋電阻Rf:反饋電阻Rf—端接運算放大器Ul的輸出，另一端接反饋線圈LI。反饋電阻&將放大器輸出電壓轉換為反饋電流輸入反饋線圈，產生反饋磁通。Rf取值在100歐姆到1k歐姆之間。
[0036]2)【具體實施方式】2，如圖5所示，即正端輸入接線方式D ;
[0037]將實施方式I中的SQUID電壓信號接入運算放大器Ul的負輸入端,偏置電壓信號接入運算放大器的正輸入端，其餘接線同【具體實施方式】I。
[0038]3)【具體實施方式】3，如圖6所示，即正端輸入接線方式B ；
[0039]磁通鎖定環路受外部幹擾會發生失鎖，造成輸出溢出。通過復位開關可以使磁通鎖定環路恢復鎖定。本實施方式3是在實施方式I的基礎上，增加一個復位開關Kl，實現復位功能。Kl的一端接運算放大器Ul的負輸入端，Kl的另一端接運算放大器Ul的輸出端。當復位開關閉合時，運算放大器Ul的輸出端與負輸入端等電位。運算放大器由開環高增益放大變為單位增益的放大，輸出迅速減小，電路實現復位。當復位開關Kl斷開時，電路重新鎖定。
[0040]4)【具體實施方式】4，如圖7所示，即正端輸入接線方式E ;
[0041]將實施方式3中的SQUID電壓信號接入運算放大器Ul的負輸入端,偏置電壓信號接入運算放大器的正輸入端，其餘接線同【具體實施方式】3。
[0042]5)【具體實施方式】5，如圖8所示，即正端輸入接線方式C ；
[0043]SQUID磁傳感器在上電使用時，需要重新調節偏置電流和偏置電壓，使SQUID獲得最佳工作點。本實施方式5是在實施方式3的基礎上，增加一個反饋電阻Rg和一個單刀雙擲開關SW1，使得磁通鎖定環路具備工作點調試功能。單刀雙擲開關具有三個接線端子，其中端子3定義為為單刀固定接線端，端子I定義為第一觸點接線端，端子2定義為第二觸點接線端。SWl的單刀固定接線端與運算放大器Ul的輸出端相連。SWl的端子I接線端與電阻Rg —端連接，Rg的另一端接運算放大器Ul的負輸入端。SWl的端子2接線端與接反饋電阻Rf —端相連，反饋電阻Rf另一端接反饋線圈LI。當SWl單刀開關與第二觸點斷開，與第一觸點接通，電阻Rg與運算放大器Ul輸出端連接。此時，磁通鎖定環路開環運行，運算放器Ul工作在比例放大模式，實現SQUID電壓信號的比例放大。監測運算放大器的輸出電壓Vf，可觀測磁通電壓傳輸特性曲線，輔助SQUID工作點，偏置電流和偏置電壓的調節。在完成最佳的偏置電壓、偏置電壓調節後，將SWl單刀開關與第一觸點斷開，與第二觸點接通，運算放大器Ul輸出端與反饋電阻Rf連接，此時磁通鎖定環路閉環實現鎖定輸出。
[0044]6)【具體實施方式】6，如圖9所示，即正端輸入接線方式F ；
[0045]將實施方式5中的SQUID電壓信號接入運算放大器Ul的負輸入端,偏置電壓信號接入運算放大器的正輸入端，其餘接線同【具體實施方式】5。
【權利要求】
1.一種採用單個運算放大器的超導量子幹涉器磁傳感器，其特徵在於只使用一個低噪聲的運算放大器，以開環的方式對SQUID電壓信號進行放大，並由單個運算放大器開環輸出直接驅動反饋電阻及反饋線圈，從而取代了傳統磁通鎖定環路中的前置放大器和積分器。
2.按權利要求1所述的傳感器，其特徵在於採用單個運算放大器的SQUID磁通鎖定環路有以下兩種接線方式: 1)正端輸入接線方式:偏置電流源提供的偏置電流Ib加載到SQUID中，SQUID電壓信號接入運算放大器的正輸入端；偏移電壓Vb接入運算放大器的負輸入端，運算放大器的輸出端接反饋電阻Rf的一端，反饋電阻的另一端接反饋線圈，反饋線圈與SQUID通過互感耦合，運算放大器輸出電壓驅動反饋電阻Rf產生電流，通過反饋線圈與SQUID互感Mf產生反饋磁通，構成磁通鎖定環路； 2)負端輸入接線方式:偏置電流源提供的偏置電流Ib加載到SQUID中，SQUID電壓信號接運算放大器的負輸入端，偏移電壓Vb接運算放大器的正輸入端，運算放大器的輸出端接反饋電阻Rf的一端，反饋電阻的另一端連接反饋線圈，反饋線圈與SQUID通過互感耦合，運算放大器輸出電壓驅動反饋電阻Rf產生電流，通過反饋線圈與SQUID互感Mf產生反饋磁通，構成磁通鎖定環路。
3.按權利要求2所述的傳感器，其特徵在於: (一)正端輸入接線方式有以下A、B和C三種中的任一種:
A: ①供電電源+Vs和-Vs:整個電路採用雙極性電源供電，即正電源端+Vs接入正電壓電源和負電源端-Vs接入負電壓電源； ②SQUID偏置電流調節電路B1:其功能是給SQUID加載一個流向SQUID的兩個約瑟夫森結的偏置電流，通過調節加載到SQUID偏置電流的大小，使得SQUID獲得最佳的磁通電壓轉換特性；可調偏置電流電路中可調電位器Rai是一個三端子的可調電阻，其中電位器的I和2的兩端為一個固定阻值的電阻，電位器的3端為可調電阻抽頭，電位器Rai的I和2兩端分別接到正電源+Vs和負電源-Vs ;電位器Rai的3端輸出電位器電阻分壓，通過調節電位器抽頭位置產生可調電壓；該電壓輸出接電阻R1,電阻R1的另一端與SQUID串聯； ③SQUID偏置電壓調節電路B2:其功能是產生一個可調節的直流電壓，接入運算放大器的負輸入端；通過調節使該電壓與SQUID工作點處的直流電壓相同，實現工作點調零，可調偏置電壓電路中的可調電位器Ra2是一個三端子的可調電阻器，其中電位器的I和2兩端為一個固定端，其電阻值在1k歐姆到10k歐姆之間，電位器Rai的I和2兩端分別接正電源+Vs和負電源-Vs，可變電阻引出抽頭端3端輸出電阻分壓，該電壓接電阻R3的一端，R3另一端與R2串聯，R2另一端接地；R2與R3的連接端將產生的電阻分壓引出作為偏置電壓信號\ ； ④SQUID器件SQl=SQl使用放置在4.2K的液氦溫度下工作的低溫直流超導量子幹涉器件或放置在77K的液氮溫度下工作的高溫直流超導量子幹涉器件，是一個兩端子器件，SQl的一端接入運算放大器正輸入端，同時與偏置電流電路BI的電流輸出端相連，SQl的另一端接地； ⑤反饋線圈L1:是一個與SQUID具有互感耦合的線圈，反饋線圈將反饋迴路產生的電流轉變成反饋磁通耦合到SQUID中，形成抵消磁通；反饋線圈LI 一端接反饋電阻Rf，另一端接地； ⑥運算放大器Ul:採用雙極性供電的低噪聲運算放大器，具有正輸入端和負輸入端兩個電壓信號輸入端，一個電壓信號放大輸出端；運算放大器正輸入端接SQUID電壓輸出，負輸入端接偏置電壓輸出，放大器輸出作為整個傳感器的輸出，同時接反饋電阻Rf; ⑦反饋電阻Rf:反饋電阻Rf—端接運算放大器Ul的輸出，另一端接反饋線圈LI。反饋電阻Rf將放大器輸出電壓轉換為反饋電流輸入反饋線圈，產生反饋磁通；
B: 在A的基礎上，增加一個復位開關Kl實現復位；K1的一端接運算放大器Ul的負輸入端，Kl的另一端接運算放大器Ul的輸出端，當復位開關閉合時，運算放大器Ul的輸出端與負輸入端等電位，運算放大器由開環高增益放大變為單位增益的放大，輸出迅速減小，電路實現復位；當復位開關Kl斷開時，電路重新鎖定。
C: 在B的基礎上，再增加一個反饋電阻Rg和一個單刀雙擲開關SW1，使得磁通鎖定環路具備工作點調試功能，其中，單刀雙擲開關具有三個接線端子，其中端子3定義為為單刀固定接線端，端子I定義為第一觸點接線端，端子2定義為第二觸點接線端；單刀雙擲開關的Sffl的單刀固定接線端與運算放大器Ul的輸出端相連，Sffl的端子I與電阻Rg—端連接，Rg的另一端接運算放大器Ul的負輸入端；SW1的端子2與反饋電阻Rf的一端相連，反饋電阻&的另一端接反饋線圈LI ;當SWl單刀開關與第二觸點斷開，與第一觸點接通，電阻Rg與運算放大器Ul輸出端連接；此時，磁通鎖定環路開環運行，運算放器Ul工作在比例放大模式，實現SQUID電壓信號的比例放大，監測運算放大器的輸出電壓Vf，觀測磁通電壓傳輸特性曲線，輔助SQUID工作點，偏置電流和偏置電壓的調節；在完成最佳的偏置電壓、偏置電壓調節後，將SWl單刀開關與第一觸點斷開，與第二觸點接通，運算放大器Ul輸出端與反饋電阻Rf連接，此時磁通鎖定環路閉環實現鎖定輸出。 (二)負端輸入接線方式有以下D、E和F中的任一種: ①D為(一)中A方式的SQUID電壓信號接入運算放大器Ul的負輸入端,偏置電壓信號接入運算放大器的正輸入端，其餘特徵同A ； ②E為(一)中B方式的SQUID電壓信號接入運算放大器Ul的負輸入端,偏置電壓信號接入運算放大器的正輸入端，其餘特徵同B ； ③F為(一)中C方式的SQUID電壓信號接入運算放大器Ul的負輸入端,偏置電壓信號接入運算放大器的正輸入端，其餘特徵同C。
4.按權利要求3所述的傳感器，其特徵在於: (1)正端或負端輸入接線方式中，正電源+Vs供電範圍從+5V到+15V，相應的負電源-Vs供電範圍在-5V到-15V之間； (2)SQUID偏置電流調節電路BI中電位器I和2的電阻值在1k歐姆到10k歐姆之間；電阻R1的取值在50k歐姆到200k歐姆之間；通過可調電位器Rai可產生160 μ A範圍的直流偏置電流； (3)SQUID偏置電壓的調節電路Β2中偏置電壓Vb的調節範圍為土 100 μ V，電阻R3取值在1-10 Ω之間，R2的取值範圍在1k-1OOk之間；(4)運算放大器電壓噪聲為InV/V Hz，開環增益>120dB，帶寬增益積大於1MHz ； (5)反饋電阻Rf取值在100Ω-1OkQ之間。
5.按權利要求4所述的傳感器，其特徵在於運算放大器的型號為美國ADI公司的AD797或凌特公司的LT1028。
【文檔編號】G01R33/035GK104198961SQ201410344300
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】王永良, 張懿, 常凱, 漢斯-約阿希姆·克勞斯, 徐小峰, 邱陽 申請人:中國科學院上海微系統與信息技術研究所, 於利希研究中心有限公司