教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-05-0869)
- 作品数：7 被引量：24H指数：4
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- 薄膜残余应力对MEMS微型光栅性能的影响
- 2007年
- 微型光栅结构薄膜中由于残余应力的存在引起器件在光学和机械性能方面发生显著变化.有限元仿真和分析结果表明,膜内的残余拉应力越大,越利于提高和改善器件工作过程中的光学效率.然而,残余拉应力的增加将显著增大结构工作时的驱动电压,使驱动电路的设计与制作更加复杂;同时,还将导致结构的最大工作位移明显减小,极大限制了光栅的应用领域.另外,残余拉应力的增加也会使结构的共振频率变大,从而影响器件的工作带宽.因此,为了使光栅的使用和工作性能满足设计指标要求,在设计当中就要充分并折中考虑残余应力对各个性能参数的影响,并且在随后的加工和制作过程中对其进行严格控制.
- 虞益挺苑伟政梁庆乔大勇
- 关键词：残余应力有限元仿真
- MEMS微型可编程光栅的研究现状(上)被引量：2
- 2008年
- 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。
- 虞益挺苑伟政
- 关键词：衍射光栅微机电系统微光机电系统
- 分立活塞式MEMS微变形镜的系统级设计被引量：6
- 2006年
- 利用实验室自主研发的集成设计平台,搭建了分立活塞式MEMS微变形镜的系统级行为模型,并对其有效性和准确性进行了验证;在此基础上完成了微变形镜的结构设计,并由仿真得到了结构的性能参数.研究结果表明,采用系统级方法进行MEMS器件的设计能够在确保求解精度的前提下,显著提高设计效率,缩短设计周期,减小设计成本;所设计的MEMS微变形镜的各项性能指标完全能满足一般自适应光学系统的应用要求.
- 虞益挺苑伟政乔大勇李晓莹
- 关键词：微变形镜
- 一种在线测量微机械薄膜残余应力的新结构被引量：3
- 2007年
- 提出了一种利用临界屈曲法在线测量微机械薄膜残余应力的新结构,并采用表面微加工技术制作了两种测试样品.搭建了在线观测实验装置来实时监控释放过程中结构出现的临界屈曲变形模态,由此判断出结构内部的应力状态,同时在测得临界刻蚀深度的情况下,采用有限元方法计算出残余应力大小.借助有限元方法,先研究了多个参数对临界屈曲应力的影响,然后利用这种新结构对薄膜残余应力进行了实际测量,所得结果与微旋转结构的应力测量结果基本吻合.分析及实验表明,新结构在测量薄膜残余应力方面有许多优点,具有较高的实用价值,不仅能满足大量程的应力检测要求,而且只用一个结构就可以同时测量压应力和拉应力,从而极大提高了器件版图空间的利用率.
- 虞益挺苑伟政乔大勇梁庆
- 关键词：有限元方法
- 曲率测量技术在微机电系统薄膜残余应力测量中的应用被引量：8
- 2007年
- 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。
- 虞益挺苑伟政乔大勇
- 关键词：微机电系统有限元分析
- MEMS微型可编程光栅的研究现状(下)被引量：5
- 2008年
- 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。
- 虞益挺苑伟政
- 关键词：衍射光栅微机电系统微光机电系统
- 微型可编程光栅最大闪耀角的理论分析与实验被引量：4
- 2008年
- 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,设计并加工制作了一种闪耀角可调式的微型可编程光栅。介绍了微型可编程光栅的基本工作原理及结构设计特点,针对其最主要的一个光学参量——最大闪耀角,根据设计的光栅结构尺寸进行了理论计算,并利用ANSYS有限元仿真结合Matlab软件的数据处理功能进行了数值模拟。设计并搭建了一个简单易操作的光学实验系统,对最大闪耀角进行了实际测量。结果表明,理论计算、数值模拟以及实际测量的最大闪耀角非常吻合,制作的微型可编程光栅的最大闪耀角超过5°。
- 虞益挺苑伟政王兰兰乔大勇梁庆
- 关键词：微机电系统
