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大角度微镜的评估与分析

作　者: 刘佳明
导　师: 姜铭
学　校: 扬州大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: MOEMS 微镜倾转微镜 SOI技术
分类号: TH-39
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
引　用: 0次
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内容摘要

MOEMS (Micro-Opto-Electro-Mechanical-Systems)微光机电系统是一个具有高效率、高表现以及低成本等特点的,非常具有吸引力的对于一般的光学问题的解决方案。Hochschule Furtwangen University已经开发了基于SOI (Silicon-On-Insulator)硅片技术的一个用于激光反射的一个微镜系统。对于这个已经实现的微镜系统来说,其基本的技术参数为,当驱动电压为200V时,微镜镜面的旋转角度为±1.9mrad,约为±0.120。本论文的目标为,选择合理的驱动方式使微镜镜面能够有一个较大的为200转动角度。微镜系统的常用的主要的驱动方式为：磁力驱动、电热驱动、静电场驱动、压电驱动和磁致伸缩驱动。在研究中,对于这些驱动的方式的各个方面,即各个驱动方式的优缺点都进行了一个详细的比较。最终,在各个方案的比较中选择静电场驱动方式以及磁力驱动方式。针对于这两个微镜的驱动方式,设计了一系列的不同的微镜驱动结构,并且对每个具体的微镜结构进行了详细的模拟、计算分析。然后,对于论文的要求来说多层结构的磁力驱动方式和梳状结构的静电驱动方式最合适的。论文的进一步工作就是对于一个测试样品的加工流程的完善,设计加工流程中的具体参数。通过加工获得一个微镜的测试样品。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-11
  1.1 MEMS和光学MEMS的介绍  7-9
    1.1.1 微机电系统Micro-Electro-Mechanical Systems(MEMS)  7
    1.1.2 微制造技术  7-8
    1.1.3 硅的机械特性  8-9
    1.1.4 光学MEMS(MOEMS)  9
  1.2 基于MEMS技术的光学微镜  9-10
  1.3 本章小结  10-11
第2章微镜的驱动方式  11-20
  2.1 微镜的静电驱动方式  11-14
  2.2 微镜的磁力驱动方式  14-15
  2.3 微镜的电热驱动方式  15-17
  2.4 微镜的压电驱动方式  17-18
  2.5 微镜的其他的驱动方式(磁致伸缩驱动)  18-19
  2.6 本章小结  19-20
第3章大角度微镜的计算与模拟  20-45
  3.1 微镜的静电场驱动  20-38
    3.1.1 平板电容器的静电力以及能量  20-22
    3.1.2 基于平板执行器结构的微镜结构  22-29
      3.1.2.1 基于平板执行器结构的微镜结构A  22-25
      3.1.2.2 基于平板执行器结构的微镜结构B  25-27
      3.1.2.3 基于平板执行器结构的微镜结构C  27-29
    3.1.3 微镜的梳状驱动结构  29-38
  3.2 微镜的磁力驱动模式  38-41
  3.3 梳状结构微镜、静电驱动结构微镜的工作应力和共振频率  41-44
    3.3.1 工作应力  41-43
    3.3.2 扭转共振频率  43-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章微镜的加工流程  45-50
  4.1 梳状结构微镜的加工流程  45-46
  4.2 磁力驱动微镜的加工流程  46-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章工作总结与展望  50-52
  5.1 工作总结  50
  5.2 课题展望  50-52
参考文献  52-57
致谢  57-58

大角度微镜的评估与分析

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