曲率测量技术在微机电系统薄膜残余应力测量中的应用

在比较曲率测量技术常用的Stoney公式及其修正式的基础上,利用有限元分析方法,建立薄膜/基底结构的有限元模型,给出一种薄膜残余应力的等效施加方法,从两个方面详细分析并对比这两个公式在微机电系统(Micro electromechanical systems,MEMS)薄膜残余应力测量中的检测精度.仿真及分析结果表明,修正后的Stoney 公式在很大程度上提高薄膜残余应力的测量精度,使曲率测量技术的适用范围得到较大扩展.但是当薄膜厚度接近于基底厚度或结构处于大变形状态下,修正式的计算精度也将受到较大影响,此时可以采用有限元分析方法来获得临界状态值,以提高残余应力的检测精度.同时,通过有限元分析,证实曲率测量技术应用中存在的另一个问题,即曲率的空间分布不均匀性现象.     

高压运算放大器PA69在MEMS光栅驱动控制中的应用

根据MEMS光栅的工作特点及结构参数,提取光栅的等效电容,并采用高压运算放大器PA69研制出一种新型的MEMS光栅的动态驱动电路.为了避免自激振荡的发生,电路中采用了频率补偿和并联反馈电容的方法,有效提高了电路的稳定性.经过测试,其动态性能与PSPICE10仿真的结果非常吻合.该动态驱动电路完全能够满足MEMS光栅动态复杂控制的需要.     

像素级光学滤波-探测集成器件的研究进展

传统光谱成像系统采用探测器与传统分光元件耦合的方式,体积较大、定制化能力不足。微/纳光机电系统的快速发展,为微型化光谱成像系统提供了解决途径。基于表面等离激元学和光学超表面的微纳滤波结构,可实现像素级的光场调控,有望替代传统滤波器件并具有与成像系统片上集成的潜力。近年来,集成了动态或静态滤波结构的光谱成像微系统已崭露头角,逐渐构建起全新的光谱成像方法,但在原理机制、器件性能、制造成本、集成装配工艺等方面还有许多需要攻克的难题。本文综述了国内外在像素级微纳滤波结构、滤波和成像器件的集成制造和装配等方面的研究进展,梳理了光学滤波-探测集成器件的发展脉络,探讨了其局限性并展望了发展趋势。     

MEMS微型可编程光栅的研究现状（下）

近十几年来,微机电系统--MEMS技术作为一种使能技术,在各个领域(如机械、生物、光学、射频、能源等)得到了迅速发展,并实现了一定的产业化应用,取得了良好的经济效益.光学MEMS使光学元器件具备了体积小、重量轻、性能稳定、成本及功耗低等显著优点,实现了器件中关键结构的动态可控性,这是传统技术所无法比拟的.本文将在前文的基础上,重点介绍国际上其他的科研机构在MEMS微型可编程光栅相关方面的研究情况,对于每一种光栅结构的特点、制作工艺及其面向的应用领域进行了详细说明,最后讨论了MEMS微型可编程光栅的发展趋势.     

一种新型CCD驱动电路设计方法

在结合直接数字电路驱动法与单片机口驱动法的基础上,设计了一种新型的CCD驱动电路,保留了原有两种方法各自的优点.仿真与实验结果表明该方法能提供多路驱动时序,驱动频率高,硬件电路简单,编程方便,具有较好的性价比及应用推广价值,已用于CCD图像采集系统的研制.     

MEMS微型可编程光栅的研究现状(上)

近10几年来,微机电系统--MEMS技术作为一种使能技术,在各个领域(如机械、生物、光学、射频、能源等)得到了迅速发展,并实现了一定的产业化应用,取得了良好的经济效益.光学MEMS使光学元器件具备了体积小、重量轻、性能稳定、成本及功耗低等显著优点,实现了器件中关键结构的动态可控性,这是传统技术所无法比拟的.本文以MEMS微型可编程光栅为核心,介绍了它的特点及其优异性能,并重点阐述了国外已经实现商品化应用的3种MEMS微型可编程光栅的工作原理、结构特点及其典型应用.     

基于MEMS技术的加速度测量组合装置

在研究基于MEMS技术的叉指式硅微型加速度计工作原理的基础上,制订了加速度二维测量组合装置的系统方案,设计了系统电路,研制和开发系统装置,讨论了系统抗干扰问题。最后,通过单片机及VB串口通信编程,实现装置与计算机的实时串口通信,直观地展现了加速度及位移的变化规律。     

一种新的微型可编程光栅的研究及其应用

在微机电系统技术的基础上, 采用两层多晶硅表面微加工工艺, 研制了一种新型的微型可编程光栅, 利用静电驱动方式实现对光栅闪耀角的动态控制。该微型可编程光栅具有结构简单、大闪耀角可调等特点。通过对样件主要性能指标的测试, 得到光栅的下拉电压在110～115 V范围、回复电压在74～65 V范围、谐振频率约78 kHz、调节时间约12 μs, 其最大可工作闪耀角超过5 °, 测量结果与仿真基本吻合。同时探讨了该微型可编程光栅作为光开关应用的可能性, 并针对现有样件存在的问题, 提出了改进意见。     

微型可编程光栅最大闪耀角测定及光学性能优化

作为一项重要的光学性能, 微型可编程光栅的最大闪耀角决定了其可用光谱波段。提出了两种微型可编程光栅最大闪耀角的实验测量方法, 同时搭建了一个简单的光学系统验证其可行性及有效性。测量结果与理论计算和数值仿真的结果比较吻合, 相对误差均小于3.5%。结合实验现象, 利用Matlab软件仿真分析了释放孔对衍射结果的影响, 为提高微型可编程光栅的光学性能提供了技术参考。