MOEMS光开关响应时间的分析计算

本文结合静电驱动扭臂式MOEMS光开关,给出了响应时间的计算方法,得出开关时间的计算公式.分析了器件几何参数对开关时间的影响,给出了开关时间随参数的变化趋势.通过优化结构给出一组几何参数,保证了驱动电压在10V左右,开关时间可以达到1至2ms.     

基于光纤检测技术的扭转敏感微机电系统加速度传感器

为实现微型化、抗电磁干扰、可长时间工作和可远距离传输的加速度传感器,提出了一种基于微机电系统(MEMS)非对称扭镜结构的光纤加速度计设计方案,并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度变化进行检测。MEMS光纤加速度计由MEMS非对称扭镜结构、驱动电极和双光纤准直器等组成。分析了器件的加速度敏感原理和光纤检测原理,介绍了器件综合设计考虑,并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS光纤加速度计样品。对加速度计进行了实验测试,加速度计的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明,该加速度计量程为±2g,带宽为600 Hz,分辨率优于10-4 g,且具有良好的线性度和重复性。该MEMS光纤加速度计将MEMS敏感结构与光纤检测相结合,兼备了两者的优点,结构紧凑、制作工艺简单。     

MOEMS光开关静电驱动的优化设计

给出基于硅的微机械光开关的设计分析。优化设计了光开关结构，提出了一种降低扭臂式结构光开关驱动电压的方法。并根据不同结构，给出了静电驱动等方面的分析结果。     

MOEMS光开关动力学过程分析

采用静电力驱动方式的MOEMS光开关,从运动机制上来说,是由静电力矩、恢复力矩、空气压膜阻尼力矩以及重力力矩等条件共同作用的结果．对于微驱动器驱动条件的研究,不能单纯地从力矩平衡的角度来分析,应从动力学出发,才能较好地描述其运动过程,得到精确的驱动条件分析结果．本文从MOEMS倾斜下电极扭臂式光开关出发,介绍了动力学分析方法的过程．通过数值求解方程,得到器件的可动部分的运动速度等方面的结果,将其在不同驱动条件下的运动状态描述出来,从而达到确定光开关静电驱动条件的目的．     

MOEMS光开关动力学过程分析

采用静电力驱动方式的MOEMS光开关,从运动机制上来说,是由静电力矩、恢复力矩、空气压膜阻尼力矩以及重力力矩等条件共同作用的结果.对于微驱动器驱动条件的研究,不能单纯地从力矩平衡的角度来分析,应从动力学出发,才能较好地描述其运动过程,得到精确的驱动条件分析结果.本文从MOEMS倾斜下电极扭臂式光开关出发,介绍了动力学分析方法的过程.通过数值求解方程,得到器件的可动部分的运动速度等方面的结果,将其在不同驱动条件下的运动状态描述出来,从而达到确定光开关静电驱动条件的目的.     

移相全桥DC/DC变换器的设计

针对全桥移相软开关变换器存在滞后桥臂难以实现ZVS,提出了一种新型的全桥移相ZVS变换器拓扑结构。论述了所提出拓扑结构的工作原理、工作过程,对主要器件进行了参数选择,根据所选取参数对主电路进行研究,给出了主要波形,实验结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

分立器件铜线的键合特点及其工艺研究

对铜线键合的优缺点及分立器件的结构特点进行了具体分析。根据分析结果,并结合具体的实验,给出了键合工艺条件和工艺参数对分立器件铜线键合过程的影响。此研究对提高分立器件铜线键合产品的质量及可靠性具有重要意义。     

nBn型InSb红外器件性能仿真

从能带结构方面分析了InSb nBn结构的势垒层,并使用Sentaurus TCAD软件计算并模拟了改进前后的器件IV性能,仿真结果表明,在势垒层靠近吸收层一侧加入渐变层可以有效改进器件性能。之后模拟仿真了势垒层Al组分、厚度对器件性能的影响。最后根据仿真结果选定结构参数进行实际分子束外延生长,并给出初步的器件结果。     

超薄体MOSFET的结构优化

对U TB器件的各结构参数进行了优化,给出了UTB器件设计的指导方向.在U TB器件的设计中,有三个重要参数,即器件的源漏提升高度、锗硅栅(Gex Si1 - x)中Ge含量的摩尔百分比和硅膜的厚度,并对这三个结构参数对器件性能的影响进行了模拟分析,给出了器件各结构参数的优化方向,找出了可行Ge含量的摩尔百分比和可行硅膜厚度之间的设计容区.通过模拟分析发现,只要合理选择器件的结构参数,就能得到性能优良的U TB器件     

碳纳米管场效应晶体管电子输运特性的研究

由于硅器件尺寸不断缩小至纳米尺度,人们因此对纳米尺度器件开展了理论与结构方面的广泛而深入的研究,其中最重要的纳米尺度器件是基于碳纳米管的电场效应器件并被称为碳纳米管场效应晶体管(CNTFET).本文分析了碳纳米管场效应晶体管沟道电子的传输特性,并给出了用器件端子参数描述的器件I-V特性方程表达式,计算了器件的I-V特性曲线并把结果与纳米器件专用分析软件nanoMOS-2.0给出的结果作了比较,发现本文模型的计算结果均大于nanoMOS-2.0给出的结果,表明本文模型尚需进一步的深入分析和优化.     

扭臂结构静电驱动式微驱动器动力学特性分析

基于扭转动力学原理，推导了用于分析静电微驱动器的驱动电压、响应时间和其它动力学参数的特性方程。对于忽略和考虑空气阻尼效应的2种情况，分别进行了详细的讨论，计算结果可以用于分析器件处于真空和空气条件下的工作状态。结果表明，当考虑空气阻尼时，悬臂梁的运动轨迹与忽略空气阻尼时相比较发生相当大的改变，从而吸合（pull—in）电压和响应时间等计算结果也发生改变。因此，对于微机电系统（MEMS）器件的设计和制作，空气阻尼效应是影响其性能和工作条件的重要因素。最后，介绍了一种光学测量方法，可用于器件的响应时间和悬臂梁扭转角度等参数的测试，得到的实验结果与理论分析结果有较好的吻合。     

静电执行的MEMS多层膜材料参数在线提取方法

基于静电执行结构,结合能量法,推导出不等宽多层两端固支梁在静电作用下发生吸合(pull-in)现象时吸合电压的解析表达式,并用数值方法进行了拟合修正,用Coventorware软件进行的模拟表明所得拟合表达式具有较高的精度.由于吸合电压与梁的材料参数和几何尺寸有关,通过改变梁的几何尺寸可以得到不同的吸合电压值,从而得到梁各层材料的参数,即多层膜各层的材料参数     

RF MEMS开关吸合电压的分析

吸合电压是MEMS静电执行器的重要参数,针对RF MEMS开关,详细分析了开关在不同执行方式下的吸合电压.对于执行电压是脉冲方式而言,开关梁受迫振动,不同于准静态方式,此时使开关发生吸合的执行电压为动态吸合电压,计算表明比准静态吸合电压小8%.通过简化的弹性系数和精确的电容计算公式,详细分析了基于CPW的双端固支梁开关的准静态和动态吸合电压.分析了环境阻尼对动态吸合电压的影响,阻尼使得开关的两种吸合电压差别变小.最后分析了射频输入功率对开关吸合电压的影响,射频输入功率会降低吸合电压,如果输入功率足够大,吸合电压将会降为零,此时MEMS开关会发生自执行失效.     

串联电容对扭转静电微执行器Pull-in稳定的影响

在MEMS执行器的设计中,求出准确的Pull-in电压值是至关重要的.针对扭转式静电微执行器,采用串联电容方法来拓宽MEMS执行器的Pull-in行程,提出了相应的Pull-in模型,并给出了算例的数值结果.这些结果对扭转式静电微执行器的设计具有一定的参考价值.     

驱动电极位置对扭转式静电微执行器Pull-in行程的影响

Pull-in失稳问题是静电微执行器的关键问题之一。为了提高静电微执行器的Pull-in稳定行程,提出了一些方法,例如采用串联电容等。对于扭转式静电微执行器,提出通过改变驱动电极位置的方法来改变Pull-in位置与Pull-in电压,导出了驱动电极位置与Pull-in参数的计算模型。实例计算结果表明,改变电极位置可以使扭转式静电微执行器达到满行程。这些结果对于扭转式静电微执行器Pull-in位置的设计具有较好的参考价值。     

MEMS悬臂梁的静态力学模型研究

研究分析了MEMS悬臂梁的静态力学特性。对比分析了集总式静力学模型和枢纽式静力学模型。对于集总式静力学模型,将MEMS悬臂梁的下拉位移假设为处处相等的普通电容极板,得到悬臂梁下拉位移和下拉电压。对于枢纽式静力学模型,将MEMS悬臂梁假设为下拉位移处处不等的转轴,通过寻找悬臂梁在下拉过程中的等效受力点,得到下拉位移和下拉电压。比较了两种模型的静电力学下拉位移与下拉电压的相对误差。结果表明,集总式静力学模型的误差为20.5%,枢纽式静力学模型的误差仅有5.3%。这表明,枢纽式静力学模型的特性优于集总式静力学模型。     

Generation of current conveyor based oscillators using nodal admittance matrix expansion

The residual stress in a polysilicon beam varies throughout its thickness and will cause a freestanding cantilever to curl upwards or downwards. Measurement of stress gradient for cantilever beam MEMS switches was studied by new procedure and its influences on pull-in phenomena of cantilever beam type were studied. The effect of non ideal anchors of fixed–fixed end type MEM switches were investigated in. The Generalized Differential Quadrature Method was used as a high order approximation to discretize the governing nonlinear differential equation yielding more accurate results with a considerably smaller number of grid points. Further, the results obtained were compared with other existing empirical and theoretical models.     

Principles and realizations of FBG wavelength tuning with elastic beams

FiberBragggrating(FBG)isasignificanttechnology thatisusedtodesignkeydevicesorcomponentsinthesystemsoffibercommunicationandfibersensing[1], suchastunablefiberlasers[2],WDW/DM[3],WADM[4],tunablefiberfilter[5],fiberdispersioncom pensation[6],gainflattingofEDFA[7],FBG typeinter ferometer[8]andfibergratingsensors[9,10].OneofthekeyresearchissuesonFBGdevicesistomakethetun ingwavelengthdeviceswhichhavegoodcharacteristics ofwidetunablewavelengthrange,stableoutput,goodmultiplexingcapability. …     

Investigation of Characteristics of Electrostatically Actuated MEMS Switch with an Active Contact Breaking Mechanism

The electrostatically actuated MEMS switch with resistive contact is presented. The movable electrode is a beam suspended on its torsion hinges. The contact material is platinum. The switch has an active breaking mechanism making it possible to protect it against stiction and provide a low actuation voltage. The measuring technique for the operating characteristic in the “hot” mode under a low direct current is described. The pull-in voltage and the breaking voltage, the switching time, and the dependence of the contact resistance on the number of actuation cycles are measured. The wear of contact surfaces is investigated. The operation of the switch in a bistable mode is demonstrated, in which the closed condition is maintained without applying the actuation voltage and the state transition occurs due to the active contact breaking mechanism.     

像散对聚焦正弦-高斯光束参数的影响

应用二阶矩法推导出了正弦-高斯光束通过像散透镜后束宽的解析表达式.通过数值计算对正弦-高斯光束通过像散透镜后的光束参数,例如束宽和远场发散角的相对误差进行了研究.结果表明:像散使x方向与y方向的束宽一般不相等,束宽的相对误差在传输距离z上存在零点,但x方向与y方向零点的位值不相同;几何焦面上x方向与y方向束宽的相对误差...