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.     

外参数激励MOEMS扫描镜动力学过程与追踪控制

随着MOEMS扫描镜的发展，其较高的谐振频率及IC兼容的低成本等优点在激光3D图像传感器中应用前景广阔，研究外参数激励MOEMS扫描镜动力学特性与控制问题具有重要的理论和应用价值。从欧拉方程出发，建立静电驱动MOEMS扭转动力学模型，利用四阶Runge-Kutta算法仿真表明:在外参数指令信号激励下，MOEMS扫描镜扭转状态经历阻尼运动、周期、倍周期和混沌等动力学过程，其中周期运动存在着一个较大的参数控制范围。根据Lyapunov稳定性理论，设计了一种连续混沌系统追踪控制器，使受控的MOEMS扫描镜扭转状态收敛于任意期望的指令信号。实验表明，李萨如图指令信号适用于激光3D图像传感器；几何矢量指令信号适用于激光3D打印系统，理论分析与实验相一致。     

静电驱动光开关的结构设计与驱动电压分析

对静电驱动光开关的驱动结构进行了研究分析,对比分析了采用平面下电极和倾斜下电极两种驱动结构光开关的驱动电压。采用倾斜下电极光开关的pull-in电压较低,在此基础之上,提出了一种双倾斜电极三明治驱动结构光开关。在微反射镜偏移相同距离时,该种驱动结构光开关的pull-in电压更低,从而能够更进一步地提高光开关的性能。     

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.     

体硅MOEMS阵列光开关的制作

设计了一种新型结构的MOEMS阵列光开关,开关由上电极阵列、倾斜下电极阵列和准直光纤阵列三部分组成.上电极阵列利用(110)硅片制作,其中包括反射镜阵列和扭臂驱动结构的上电极阵列.具有集成性好,制作工艺简单,微反射镜的表面平整垂直,各单元的微镜面平行,反射镜面的尺寸较大等优点.对光开关的参数进行了测试,指出了体硅MOEMS阵列光开关制作过程中存在的问题.     

MOEMS集成波长选择开关的设计及研究北大核心

研究一种基于电磁驱动微光机电系统(MOEMS)光开关阵列的串联集成波长选择开关结构,经过理论分析与计算,得出螺旋形线圈在相同电流密度下相比于八边形和四边形线圈能得到更大的电磁力;通过模态分析得到在设计的悬臂结构下,支撑臂响应时间约为22 ms。采用溅射、光刻、腐蚀和电铸等MOEMS工艺完成了光开关悬臂的制作,并通过制作对准标记及采用可见光与红外光相结合的装调方法,完成了1×8阵列的波长选择开关系统集成。经过测试得到,开关上升和下降的时间均约为20 ms,当电流为0.4 A时,支撑臂的挠度为1.28 mm,能达到系统光路转换的目的。该波长选择开关能够在2 V电压下,实现对8个不同波长信道的任意选择,其最大的插入损耗为1.741 dB,信道均匀性达到0.55 dB;插入损耗的测试结果与计算结果较吻合。     

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。     

基于微流控技术新型光开关器件设计

首先介绍了较为常用的几种光开关的工作原理、特点和应用。描述了MEMS、MOEMS、微流控技术。以MOEMS及微流控技术相接合,提出一种新的微流控光开关阵列结构,通过电控方法改变微流控芯片波导结构,实现光路变化。该光开关具有体积小,结构简单,功率损耗低,有利于光开关阵列集成化、微型化及制作。以电控方式控制光开关,在开关速度上比温控更快、更稳定,且控制电路简单等特点易构成大容量交换矩阵。     

国内MOEMS光开关的研究现状

阐述了国内MOEMS光开关的研制现状,列举了国内正在研制的各种MOEMS光开关的结构和性能参数,并且分析了影响光开关性能的各种因素。     

基于MEMS的光开关技术研究

介绍了光开关、MEMS和MEMS光开关的基本概念.基于功能实现,重点分析了二维和三维MEMS光开关的实现机理与特性.针对两者不足,研究了一维MEMS光开关.分析了MEMS光开关的驱动方式,并针对静电驱动、二维MEMS光开关,研究了MEMS光开关控制系统.     

基于MOEMS技术的F-P光开关的设计

Fabry—Perot(F—P)干涉仪是很多与波长相关的光学元器件的核心结构,通过研制基于MOEMS技术的F—P光开关,可以得到研制一大类MOEMS选频器件的基本设计方法和基本工艺步骤。文章给出了能完全与现有IC工艺相结合,采用Si,SiO2和Si3N4材料的多层介质结构的F—P光开关的设计方法和设计尺寸及其光性能的模拟结果,为今后研制光开关以及结构更为复杂的滤波器等打下了坚实的基础。     

Technologies and applications of silicon-based micro-optical electromechanical systems: A brief review

Micro-optical electromechanical systems (MOEMS) combine the merits of micro-electromechanical systems (MEMS) and micro-optics to enable unique optical functions for a wide range of advanced applications. Using simple external electromechanical control methods, such as electrostatic, magnetic or thermal effects, Si-based MOEMS can achieve precise dynamic optical modulation. In this paper, we will briefly review the technologies and applications of Si-based MOEMS. Their basic working principles, advantages, general materials and micromachining fabrication technologies are introduced concisely, followed by research progress of advanced Si-based MOEMS devices, including micromirrors/micromirror arrays, micro-spectrometers, and optical/photonic switches. Owing to the unique advantages of Si-based MOEMS in spatial light modulation and high-speed signal processing, they have several promising applications in optical communications, digital light processing, and optical sensing. Finally, future research and development prospects of Si-based MOEMS are discussed.     

光开关研究新进展

文章比较全面地综述了近几年来各种光开关技术的研究进展，包括微光机电系统(MOEMS)技术、气泡技术、液晶技术、全息光栅技术、热光技术及声光技术等，并详细分析了各种技术相应的发展状况、技术特点和发展趋势。     

光开关研究进展

概述了光开关的各种性能指标;综述了目前业已实用或正在研究的光开关阵列的各种制作技术,分析了其发展趋势;最后介绍了MOEMS光开关的结构和工作原理。     

MOEMS压力传感器的研究进展

微型光机电系统(MOEMS)技术作为一门新兴的技术,已广泛应用于光通信、光显示、数据存储和光学传感等诸多方面,而利用这种技术制作的光学压力传感器更是具有传统压力传感器无法比拟的优点.本文着重介绍了各类MOEMS压力传感器的结构、工作原理以及制作工艺,最后简要介绍了MOEMS压力传感器阵列的结构和制作工艺.