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大位移多折叠梁静电驱动器的设计及力学性能分析 被引量：3
1
作者 赵江铭 陈晓阳 王小静 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期5-11,共7页
针对现有微静电梳状谐振器用作驱动器时输出位移极小的弱点，提出一种结构新颖、输出位移大、能工作于谐振状态和静电力状态下的多折叠梁微静电驱动器设计方案。建立该驱动器的力学分析模型，给出位移、弹性系数和谐振频率的解析公式。... 针对现有微静电梳状谐振器用作驱动器时输出位移极小的弱点，提出一种结构新颖、输出位移大、能工作于谐振状态和静电力状态下的多折叠梁微静电驱动器设计方案。建立该驱动器的力学分析模型，给出位移、弹性系数和谐振频率的解析公式。研究表明，当特征尺寸相同时，与常用的直脚型和蟹脚型谐振器相比，在相同电压下其输出位移可提高7倍-14倍，而在相同最大应力条件下其位移输出能力可提高4倍-9倍。 展开更多
关键词 微机电系统 微静电驱动器 大位移输出 结构设计
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静电排斥型微机电系统变形镜驱动器 被引量：6
2
作者 胡放荣 姚军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期41-44,共4页
为了克服常规静电微机械驱动器所存在的静电吸合现象,基于非均匀分布的静电场可以产生排斥力的原理,设计了一种新型的微机电系统变形镜驱动器。驱动器由5组电极构成,最大的一组由中心质量块和位于正下方的下电极组成,其它4组分别位于各... 为了克服常规静电微机械驱动器所存在的静电吸合现象,基于非均匀分布的静电场可以产生排斥力的原理,设计了一种新型的微机电系统变形镜驱动器。驱动器由5组电极构成,最大的一组由中心质量块和位于正下方的下电极组成,其它4组分别位于各条边上。中心质量块由4根L形弹簧支撑,每根弹簧分别固定于驱动器的4个锚点。利用有限元软件对驱动器的频率响应和暂态响应特性进行了仿真,结果表明,谐振频率高达4kHz,暂态响应时间小于0.05s。利用表面硅工艺加工出了驱动器,并利用白光扫描干涉仪对驱动器的静态位移电压特性进行了测试,测得驱动器在70V激励电压下的形变量为1.4μm。 展开更多
关键词 微电子机械系统 自适应光学 静电驱动器 表面微加工
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微加工静电排斥驱动器特性分析 被引量：1
3
作者 陶逢刚 姚军 +3 位作者 汪为民 庄须叶 张恒 胡放荣 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期41-47,共7页
基于非均匀电场可产生静电排斥力的原理,设计制造了单元尺寸为300μm的MEMS静电排斥型离面驱动器。此驱动器不受静电吸合效应的限制,行程较传统静电吸引型驱动器有显著提高。利用表面硅工艺完成了该驱动器的加工。为研究静电排斥型驱动... 基于非均匀电场可产生静电排斥力的原理,设计制造了单元尺寸为300μm的MEMS静电排斥型离面驱动器。此驱动器不受静电吸合效应的限制,行程较传统静电吸引型驱动器有显著提高。利用表面硅工艺完成了该驱动器的加工。为研究静电排斥型驱动器的动态响应特性,建立了该驱动器的等效模型并利用数值计算方法分析了驱动器的压膜阻尼特性和幅频特性。采用白光干涉仪对微驱动器进行了静态和动态测试,测试结果表明,所设计的MEMS静电排斥驱动器在100V的电压下实现了2.1μm的驱动位移,工作带宽为2kHz,具有较快的响应速度。 展开更多
关键词 MEMS 静电排斥微驱动器 压膜阻尼效应 动态分析
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基于硅塑性变形的蛇形梁垂直梳齿驱动器 被引量：2
4
作者 肖育华 宋朝辉 +1 位作者 戈肖鸿 车录锋 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第3期141-144,共4页
设计了基于硅塑性变形的垂直梳齿驱动器,中央可动微镜由四组蛇形曲折梁支撑。驱动器的制作采用硅—硅键合技术,首先利用DRIE干法刻蚀技术释放可动梳齿与固定梳齿,然后通过各向异性湿法腐蚀制作的施压凸台实现可动梳齿和固定梳齿的精确... 设计了基于硅塑性变形的垂直梳齿驱动器,中央可动微镜由四组蛇形曲折梁支撑。驱动器的制作采用硅—硅键合技术,首先利用DRIE干法刻蚀技术释放可动梳齿与固定梳齿,然后通过各向异性湿法腐蚀制作的施压凸台实现可动梳齿和固定梳齿的精确自对准,最后利用硅塑性变形使可动梳齿和固定梳齿在垂直方向上产生位错,成功制作出在Z方向依靠位错梳齿实现垂直驱动的蛇形梁静电梳齿驱动器。 展开更多
关键词 蛇形曲折梁 塑性变形 垂直驱动 静电梳齿驱动器
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静电驱动MOEMS保险机构的设计与试验 被引量：8
5
作者 刘加凯 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期334-340,共7页
为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信... 为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信安全与解除保险的目的。设计了MOEMS保险机构的总体结构和耦合光路,并对它进行SOI+DRIE工艺设计和加工。通过开展静电微驱动器性能测试试验和光路性能测试试验得出,静电微驱动器能够实现130μm的大位移输出,MOEMS保险机构的解除保险时间和恢复保险时间分别为13 ms和5 ms,光能传输效率为46.1%。所设计的MOEMS保险机构能够满足功能要求,具备天然的抗电磁干扰能力,有效提高了引信的本征安全性。 展开更多
关键词 微光机电系统 引信 保险机构 静电微驱动器 光路耦合
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静电微反射镜的发展与应用 被引量：2
6
作者 任大海 杜杰 +1 位作者 阎梅芝 尤政 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期3-5,共3页
本文从静电微反射镜结构、驱动方式、加工工艺等方面对目前静电微反射镜的原理和实现方法进行总结,分别讨论了它们的功能特点和应用方向,分析了不同应用领域的静电微反射镜的性能要求和结构方式,重点介绍了静电微反射镜在投影显示器和... 本文从静电微反射镜结构、驱动方式、加工工艺等方面对目前静电微反射镜的原理和实现方法进行总结,分别讨论了它们的功能特点和应用方向,分析了不同应用领域的静电微反射镜的性能要求和结构方式,重点介绍了静电微反射镜在投影显示器和空间光通信等领域的应用,最后讨论了静电微反射镜在光学特性分析、驱动方式、工艺设计、动态特性和控制方法等方面的关键问题及发展方向。 展开更多
关键词 微光机电系统 静电微反射镜 静电驱动器 角锥棱镜 衍射
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硅微陀螺梳齿驱动的面内失准分析 被引量：1
7
作者 刘梅 周百令 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第2期73-77,共5页
静电梳齿微驱动器因其结构简单、功耗低、灵敏度高、受温度影响小,成为硅微陀螺仪的主要驱动方式。静电梳齿微驱动器通常由活动梳齿和固定梳齿组成。理想情况下,活动梳齿平行地位于两固定梳齿中心位置。但由于加工误差、驱动结构不对称... 静电梳齿微驱动器因其结构简单、功耗低、灵敏度高、受温度影响小,成为硅微陀螺仪的主要驱动方式。静电梳齿微驱动器通常由活动梳齿和固定梳齿组成。理想情况下,活动梳齿平行地位于两固定梳齿中心位置。但由于加工误差、驱动结构不对称、扰动等因素,使得活动梳齿相对固定梳齿发生偏转。该文应用能量法及虚功原理,建立了梳齿之间的力与力矩平衡方程。得出了非理想情况下,偏离距离和转角的解析表达式,并分析得出了梳齿间的临界电压。经过数值仿真发现,梳齿面内既偏转又转动时的临界电压小于只发生偏转或转动时的临界电压。 展开更多
关键词 静电梳齿微驱动器 面内失准 临界电压 能量法 虚功原理
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微机电可调硅基三族氮化物光栅 被引量：2
8
作者 李欣 施政 +3 位作者 贺树敏 高绪敏 张苗 王永进 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2945-2949,共5页
将静电梳齿微驱动器与三族氮化物光栅集成,获得了利用静电梳齿微驱动器调节光栅周期的硅基三族氮化物光栅。首先,以硅基三族氮化物基片为基础,设计了微机电可调光栅,光栅的设计周期为1.1μm,设计线宽为0.8μm。然后,利用严格耦合波分析... 将静电梳齿微驱动器与三族氮化物光栅集成,获得了利用静电梳齿微驱动器调节光栅周期的硅基三族氮化物光栅。首先,以硅基三族氮化物基片为基础,设计了微机电可调光栅,光栅的设计周期为1.1μm,设计线宽为0.8μm。然后,利用严格耦合波分析法研究了横向磁场模式下可调光栅的光学响应特性;研究显示改变光栅周期和占空比,光栅的谐振波峰出现了明显偏移。最后,介绍了结合电子束光刻、三族氮化物干法刻蚀和深硅刻蚀技术制备微机电可调三族氮化物光栅的方法。严格耦合波分析和实验表明:制备的微机电可调三族氮化物光栅具有良好的质量;在静电驱动器上施加电压,可将光栅的谐振波峰由1.345μm调节至1.40μm,满足了利用微机电技术调节三族氮化物光栅光学响应特性的要求。 展开更多
关键词 可调光栅 氮化物光栅 静电驱动器 微机电系统
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140单元MEMS变形镜研制及测试分析 被引量：2
9
作者 汪为民 王强 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期98-106,共9页
为了满足自适应光学技术更广泛的应用需求,针对传统变形镜体积大、成本高的问题,本文研制了基于微机电系统技术的MEMS变形镜并进行了实验测试。本文研制的变形镜共有140个六边形平行板电容静电驱动器,驱动器为12×12正方形排列,间距... 为了满足自适应光学技术更广泛的应用需求,针对传统变形镜体积大、成本高的问题,本文研制了基于微机电系统技术的MEMS变形镜并进行了实验测试。本文研制的变形镜共有140个六边形平行板电容静电驱动器,驱动器为12×12正方形排列,间距400μm。采用表面MEMS工艺加工了变形镜样品,并利用陶瓷PGA管壳和石英玻璃盖板对样品进行了封装,同时还研制了与之配套的小型化多通道高压驱动电源。测试结果表明,该变形镜表面PV值411 nm,RMS值78 nm,在600 nm到900 nm波段的反射率接近80%,行程1.8μm,交连值约15%,工作带宽13 k Hz,阶跃响应时间23μs,具有体积小、成本低、响应快等优势。除了进行了单元性能的测试之外,还开环控制变形镜进行了Zernike像差的拟合测试,验证了变形镜的校正能力。结果表明,该变形镜能初步满足自适应光学系统的应用需求。 展开更多
关键词 微机电系统 变形镜 自适应光学 静电驱动器
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单晶硅微构件力学特性片上测试系统 被引量：4
10
作者 苏才钧 吴昊 +2 位作者 郭占社 孟永钢 温诗铸 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期456-459,共4页
设计一种集成静电梳状驱动器和测试结构,专用于单晶硅微构件断裂、疲劳性能测试的片上测试系统。详细介绍测试系统的结构和工作原理。对静电梳状驱动器的驱动电压—驱动力关系、结构刚度以及谐振频率进行计算。利用MEMS(microelectromec... 设计一种集成静电梳状驱动器和测试结构,专用于单晶硅微构件断裂、疲劳性能测试的片上测试系统。详细介绍测试系统的结构和工作原理。对静电梳状驱动器的驱动电压—驱动力关系、结构刚度以及谐振频率进行计算。利用MEMS(microelectromechanicalsystem)体硅工艺制造该测试系统,加工得到的测试系统在显微镜工作台上进行静态和动态弯曲实验,并将实验结果与ANSYS分析结果进行对比。结果表明,该测试系统性能稳定,能够实现对单晶硅微构件的弯曲断裂和疲劳测试。 展开更多
关键词 微电子机械系统 单晶硅 片上测试 静电梳状驱动器 疲劳
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