一种新型微机械陀螺的研究

设计了一种检测模态和驱动模态具有相近品种因子的微机械陀螺。这种我们称之为栅型结构的陀螺由悬空弹簧将具有栅条的检测质量块与衬底相联。计算结果表明,这种器件在大气压条件下其驱动模态和检测模态的品质因子几乎同为140。同时,计算结果还表明可以获得比较平坦的较大带宽。采用硅－玻璃键合和深反应离子刻蚀技术制作了这种器件。     

MOEMS阵列光开关的微反射镜的制作

通过各向异性湿法腐蚀工艺利用 (110 )硅片制作了 8× 8阵列光开关的微反射镜阵列 ,反射镜面为 { 111}面 ,表面粗糙度低于 10nm ,垂直度好于用同样的方法在 (10 0 )硅片上制作的反射镜。     

单晶铌酸锂薄膜光波导的制备研究

为了优化单晶铌酸锂薄膜光波导的性能,研究了基于单晶铌酸锂薄膜材料的光波导刻蚀工艺。虽然Ar⁺物理刻蚀能够达到最高95 nm/min的刻蚀速率,但难以获得光滑的波导侧壁,且以Cr作为掩膜的刻蚀选择比为1∶1,这意味着较差的选择性使其难以实现铌酸锂的深刻蚀。而采用反应离子刻蚀(RIE)得到的刻蚀速率较低,但是以Cr作为掩膜的刻蚀选择比能够达到6∶1以上,同时能够获得光滑、陡直的侧壁形貌。最终在450 nm厚度的单晶铌酸锂薄膜上,采用RIE制备了宽度为4μm、高度为370 nm的脊型光波导,并以端面耦合的方法进行测试,得到该波导的传输损耗约为5.2 dB/cm。     

旋转体自身驱动的硅微机械陀螺

报道了一种利用旋转体自身角速度作为驱动力，通过各向异性刻蚀硅片制作的硅微机械陀螺。介绍了该陀螺敏感结构（硅摆）的设计、制作与封装工艺，用仿真器测试了旋转体的角速率。模拟试验和性能测试表明，该陀螺结构原理正确，可用于敏感旋转体的偏航或俯仰角速度，以及旋转体自身的角速度。     

自由空间的微闪耀光栅光开关

微光学元件在现代光学中具有重要的作用,通过制作8台阶的微闪耀光栅列阵,控制周期参数,利用其在空间的闪耀输出与级连,可以实现2×2、4×4以及8×8的光开关功能,光信号交换透明,无光电-电光转换过程。对微闪耀光栅输出信号的串扰分析表明,微闪耀光栅光开关可以有效的抑制串扰问题,在全光网络通信中具有一定的应用。     

低电压缴反射镜型微机械光开关的设计与制作

利用 (1 0 0 )硅片和偏 2 5°的 (1 1 1 )硅片制作了静电驱动扭臂结构微反射镜型 2× 2光开关。微反射镜、自对准V型槽和扭臂结构是在 (1 0 0 )硅片上制作的 ,反射镜与光纤槽之间靠晶向自对准 ,反射镜与光轴垂直度较好。在偏 2 5°的 (1 1 1 )硅片上制作倾斜下电极结构 ,实验测得的 pull in电压为 1 3 2V ,几乎比平面下电极的 pull in电压降低一半。采用准直光纤耦合 ,开关的插入损耗小于 1 4dB ,串话小于 - 5 0dB。     

体硅微机械湿法加工技术研究进展

湿法腐蚀技术成本低,是硅微机械(Micromachining)加工中最基础、最关键的技术。着重讨论了3种主要湿法技术的优缺点,概述了硅的各向同性存在侧向腐蚀、各向异性受晶格限制以及电化学腐蚀受图形尺寸限制的缺点和局限性,探讨了国内外研究现状和湿法腐蚀技术存在的问题及今后电化学腐蚀技术在湿法技术中的地位。     

一种微流控阵列光开关芯片

介绍一种微流控阵列光开关芯片,通过对光开关中微流体位置的控制,来控制光路中的光束的透射及全反射,以此实现光的"开"和"关"的动作.讨论光开关的耦合损耗等参数.该器件具有结构简单、功耗低、能实现集成化和微型化制作等特点.     

CF4流量及射频功率等对反应离子刻蚀硅基材料的影响

通过一系列的刻蚀实验,研究了在反应离子刻蚀(RIE)过程中,CF4流量及射频功率等工艺参数对刻蚀硅基材料的影响,采用不同工艺条件,得出了对应的刻蚀速率、均匀性、选择比等刻蚀参数,并对结果进行了比较与分析,得到了相对最佳的工艺条件,能较好地实现硅的各向异性刻蚀,为硅基材料刻蚀技术在半导体工艺中的应用做了一定的实验探索.     

一种高制动效率大角度硅扭转微镜MEMS光开关的设计

提出了一种利用静电力制动扭转梁带动微镜旋转,从而实现二维开关功能的MEMS光开关.使用ANSYS和COVENTOR软件对器件结构进行了模态、静态和瞬态分析,并对微镜制动梳齿的位置、器件的尺寸和扭转梁结构进行了优化.通过在微镜下方设计大空腔实现微镜90°的大角度扭转,使用新型衬底梳齿和结合扭转梁设计实现高静电制动效率,将制动电压降至18V.引入背面梳齿提高开关响应速度,模拟结果表明,光开关具有毫秒量级响应时间.与其他设计相比,该设计的微镜具有扭转角度大、制动效率高且开关速度较快的优点.     

一种新型腔体式共面波导型微机械射频开关

提出了一种新型的腔体式共面波导型微机械射频开关的结构,可动的金属/电介质的复合膜结构的共面波导既可作射频开关,同时也构成微波信号的传输路径。在普通电阻率(4-8Ω·cm)的硅片上,采用表面微机械加工技术制作出体积大小为:1000μm×600μm×300μm的射频开关,驱动电压为35V,在射频信号频率为50MHz到10GHz的范围内,该开关的插入损耗低于2dB,隔离度高于40dB。     

基于MEMS技术的微型模具制作工艺研究

针对微型模具的结构和精度要求,在研究硅模具和背板生长两种工艺路线的基础上,提出了无背板生长工艺路线,并介绍了工艺路线中所涉及的三种MEMS加工方法,即UV-LIGA技术中的光刻、微电铸以及硅MEMS加工技术中的湿法刻蚀.实验结果表明,硅模具和背板生长模具呈54.74°的斜面,且硅模具容易损坏,背板生长模具受应力影响易产生变形;而无背板生长工艺能够获得侧壁垂直、表面细致、使用寿命长的模具,满足结构和精度要求.     

基于MEMS技术的自适应光学系统的研究

用自适应光学系统来校正由大气湍流等产生的波前畸变,能够得到很好的效果.通过对自适应光学系统的工作原理进行研究,提出了一种基于MEMS技术的微小型自适应光学系统校正波前畸变的方法,将MEMS技术应用于变形反射镜,并构建了具体的实验平台,用来校正一种人为产生的波前畸变,且阐述了具体的实验过程.实验结果表明,基于MEMS技术的自适应光学系统能够很好地闭环校正波前畸变,且其体积小、质量轻、校正性能稳定,为自适应光学技术在星载相机上的应用提供了依据.     

基于SOI衬底加工的微型电场传感器研究

提出了一种基于微机械技术的微型电场传感器．该器件由振动部分和感应电极组成，通过静电梳齿结构驱动，并利用溅射到衬底的栅状金电极作为工作电极．基于SOI衬底加工的设计流程能够简化悬浮结构的制备．由于器件运动中受滑膜阻尼作用，因此可在大气下测试和封装，能够节约成本．阐述了器件的工作原理、结构仿真以及其键合／减薄工艺流程．该器件具有小尺寸和批量生产的优势，有望在安全预警和航天器升空环境探测等方面得以应用．