静电排斥驱动六边形MEMS微镜
MEMS扫描镜介绍,MEMS微镜按原理区分
MEMS扫描镜介绍,MEMS微镜按原理区分MEMS微镜是指采用光学MEMS技术制造的，把微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起的光学MEMS器件。
MEMS微镜的运动方式包括平动和扭转两种机械运动。
对于扭转MEMS微镜，当其光学偏转角度较大（达到10°以上），主要功能是实现激光的指向偏转、图形化扫描、图像扫描时，可被称为“MEMS扫描镜”，以区别于较小偏转角度的扭转MEMS微镜。
MEMS扫描镜是激光应用必不可少的关键激光元器件，应用领域已渗透到消费电子、医疗、军事国防、通讯等。
这其中有已经量产的应用，还有许多概念性的应用。
主要应用领域有三个方面：激光扫描、光通讯、数字显示。
扫描镜主要可用在激光雷达LiDAR、3D摄像头、条形码扫描、激光打印机、医疗成像；光通讯主要指光分插复用器、光衰减器、光开关、光栅；数字显示指高清电视、激光微投影、数字影院、汽车抬头显示（HUD）、激光键盘、增强现实（AR）等方面的应用。
MEMS微镜在激光雷达的应用MEMS微镜在3D摄像头中的应用MEMS微镜在光学通讯中的应用MEMS微镜在激光虚拟键盘的应用MEMS微镜在DLP的应用是一个成功的例子。
DLP显示的核心技术则是采用静电原理的MEMS微镜组成的阵列，每一面微镜构成一个单色像素，由微镜下层的寄存器控制特定镜片在开关状态间的高速切换，将不同颜色的像素糅合在一起。
DLP技术在1987年问世，最初仅用于国防，直到1996年才投入商业化应用：投影仪。
与传统的35毫米胶片电影相比，DLP影院显示技术所呈现的影像色彩更鲜艳、更精准。
这多亏了DLP显示引擎光学效率的BrillianColor（极致色彩）技术，这种技术不仅让电影公司在影片的包装和发行上变得更得心应手，同时也让观众能享受到更精彩的视觉盛宴。
更重要的是，DLP芯片出色的高稳定性和高可靠性也是让其能够在影院大放异彩的重要原因之一。
德州仪器DLP芯片技术发明者Larry Hornbeck博士，他因其与多名工程师发明的微镜装置，于2015年的奥斯卡“科学技术奖”上被授予奥斯卡奖！MEMS微镜按原理区分，主要包括四种：静电驱动、电磁驱动、电热驱动、压电驱动。
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理摘要：微执行器是构成MEMS动力部分，是MEMS的操作和执行机构。
本文介绍了常用的电场力、磁场力和热效应驱动的三种驱动的MEMS微执行器特点及工作原理。
关键词：MEMS 微执行器工作原理1、背景微型机电系统，即MEMS（Micro Electric-Mechanical System）是指及微型传感器、执行器及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微电子机械系统。
MEMS是在微电子学科基础上发展起来，同时，它又有是多学科交叉的学科。
MEMS可以将所观测对象的压力、温度、光强度等信号转换成所需要的电信号，并通过微执行器按照要求进行对目标的控制。
同时，每个系统不是独立的，它可以通过接口与其他的系统进行互联。
其中，微执行器是MEMS的核心部分，它既可以为微系统提供动力，也可以成为微系统的操作和执行单元。
因此微执行器有许多种不同的驱动方式。
常见的驱动方式主要有：静电驱动、电磁驱动、热驱动、光驱动、形状记忆合金（SMA）驱动和磁致伸缩驱动等形式。
本文将介绍静电驱动、磁场力驱动和热效应驱动的微执行器。
2、微执行器的分类及特点从驱动形式角度来看，有许多种微执行器，但常用的只有三种：电场力、磁场力和热效应驱动。
由于静电微执行器的体积小，结构简单，是目前应用最多的一种微执行器。
它的工作原理是主要利用电荷见的库仑力来驱动做功的部件。
但是它的输出力的大小与其他电驱动的微执行器相比要小得多，比如微马达。
热执行器是利用热膨胀效应使驱动部件产生一定的形变，改变驱动部件的结构，对目标物体施加所要求的作用力。
但热驱动力的功耗较大，而且精度不易控制。
磁微执行器是利用电与力的相互作用产生力矩。
它有两种力的驱动方式：洛伦兹力和磁场力。
目前，主要利用磁驱动的微执行器是微马达。
由于磁驱动微马达能产生较大的力矩和较高的转速，现已被广泛应用。
3、三种微执行器的工作原理3.1一种平板式静电微执行器静电执行器的基本工作原理：平板式静电执行器由两个极板组成。
mems微振镜作用
mems微振镜作用mems微振镜是一种具有微小尺寸和快速振动特性的光学器件，广泛应用于光学投影、激光扫描、光学通信等领域。
本文将介绍mems微振镜的工作原理、应用以及未来的发展趋势。
一、工作原理mems微振镜是利用微机电系统技术制造的一种微小尺寸的振动镜片。
其核心部分是由单个或多个微小反射镜组成的结构，通过外部施加电压或电磁场的方式使其产生微小振动。
这种振动可以实现反射面的精确定位和改变，从而实现光束的精确控制。
mems微振镜的振动是通过压电效应或电磁效应实现的。
在压电型mems微振镜中，施加电压会使得振动片上的压电材料发生形变，从而引起反射镜的振动。
而在电磁型mems微振镜中，施加电流会在磁场作用下产生力矩，驱动反射镜振动。
二、应用领域1. 光学投影：mems微振镜被广泛应用于投影仪中，可以实现图像的快速扫描和定位，提高投影质量和分辨率。
同时，由于mems微振镜具有小尺寸和轻量化的特点，可以使得投影仪的体积更小、更便携。
2. 激光扫描：mems微振镜可以用于激光扫描系统中，实现激光束的快速扫描和定位。
通过控制振镜的振动频率和幅度，可以实现高速、高精度的激光扫描，广泛应用于3D打印、激光雕刻等领域。
3. 光学通信：mems微振镜可以用于光路的切换和光束的定位，实现光纤通信系统的快速切换和精确控制。
同时，mems微振镜的小尺寸和低功耗特点也使其成为光学通信系统中的重要组件。
4. 生物医学：mems微振镜在生物医学领域有广泛的应用，可以用于显微成像、细胞操作和组织切割等。
通过控制mems微振镜的振动，可以实现高分辨率的显微成像和精确的细胞操作，为生物医学研究和临床诊断提供了有力的工具。
三、发展趋势随着微纳技术的不断发展和进步，mems微振镜在尺寸、性能和应用方面都将得到进一步的提升和拓展。
未来，mems微振镜将更加小型化、高性能化和多功能化。
1. 小型化：随着微纳制造技术的不断发展，mems微振镜的尺寸将进一步缩小，可以实现更高的分辨率和更精确的控制。
MEMS扫描镜介绍,MEMS微镜按原理区分
MEMS扫描镜介绍,MEMS微镜按原理区分MEMS微镜是指采用光学MEMS技术制造的，把微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起的光学MEMS器件。
MEMS微镜的运动方式包括平动和扭转两种机械运动。
对于扭转MEMS微镜，当其光学偏转角度较大（达到10°以上），主要功能是实现激光的指向偏转、图形化扫描、图像扫描时，可被称为“MEMS扫描镜”，以区别于较小偏转角度的扭转MEMS微镜。
MEMS扫描镜是激光应用必不可少的关键激光元器件，应用领域已渗透到消费电子、医疗、军事国防、通讯等。
这其中有已经量产的应用，还有许多概念性的应用。
主要应用领域有三个方面：激光扫描、光通讯、数字显示。
扫描镜主要可用在激光雷达LiDAR、3D摄像头、条形码扫描、激光打印机、医疗成像；光通讯主要指光分插复用器、光衰减器、光开关、光栅；数字显示指高清电视、激光微投影、数字影院、汽车抬头显示（HUD）、激光键盘、增强现实（AR）等方面的应用。
MEMS微镜在激光雷达的应用MEMS微镜在3D摄像头中的应用MEMS微镜在光学通讯中的应用MEMS微镜在激光虚拟键盘的应用MEMS微镜在DLP的应用是一个成功的例子。
DLP显示的核心技术则是采用静电原理的MEMS微镜组成的阵列，每一面微镜构成一个单色像素，由微镜下层的寄存器控制特定镜片在开关状态间的高速切换，将不同颜色的像素糅合在一起。
DLP技术在1987年问世，最初仅用于国防，直到1996年才投入商业化应用：投影仪。
与传统的35毫米胶片电影相比，DLP影院显示技术所呈现的影像色彩更鲜艳、更精准。
这多亏了DLP显示引擎光学效率的BrillianColor（极致色彩）技术，这种技术不仅让电影。
mems微振镜作用
mems微振镜作用mems微振镜作为一种微纳加工技术的产物，具有广泛的应用领域和巨大的发展潜力。
本文将从mems微振镜的定义、工作原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、mems微振镜的定义mems微振镜是一种利用微机电系统（MEMS）技术制造的微型振动装置，主要由微型反射面和驱动电极组成。
其反射面可以通过电极的控制而在特定频率下产生微小振动，从而实现光学信号的调控和探测。
二、mems微振镜的工作原理mems微振镜的工作原理基于电热效应和马格努斯效应。
当电流通过驱动电极时，会产生电热效应使振镜加热，从而引起气体的扩散和压力的变化。
当气体分子与振镜表面发生碰撞时，由于振镜表面的形状不规则，会产生不对称的气流流场，从而引起马格努斯效应，使振镜发生微小的旋转振动。
三、mems微振镜的应用领域1. 光学通信：mems微振镜可以用于光纤通信系统中的光路切换和光束偏转，实现光信号的快速调制和编码传输。
2. 光学投影：mems微振镜可以用于激光投影仪中的光束扫描和像素显示，实现高分辨率和高亮度的图像输出。
3. 光学传感：mems微振镜可以用于光学传感器中的光路调控和信号检测，实现对环境参数的快速响应和精确测量。
4. 生物医学：mems微振镜可以用于生物医学成像和激光治疗中的光束聚焦和显微镜观察，实现对细胞和组织的高分辨率成像和精确操作。
5. 光学显示：mems微振镜可以用于可穿戴设备和虚拟现实眼镜中的光学显示和图像投射，实现沉浸式的视觉体验和交互式操作。
四、mems微振镜的未来发展方向1. 多功能集成：mems微振镜将会进一步实现多功能的集成，通过优化设计和制造工艺，将更多的功能集成到一个微振镜芯片中，实现更高效和更小型化的光学系统。
2. 高性能驱动：mems微振镜的驱动电路和控制算法将会进一步改进，提高振镜的稳定性、精度和响应速度，以满足更高要求的光学应用。
3. 新材料应用：mems微振镜将会尝试使用新材料，如二维材料和纳米材料，来提高振镜的机械性能和光学性能，拓展更广泛的应用领域。
静电mems
静电mems静电MEMS是一种微型机电系统，是指利用静电力作为驱动力的微小机械结构，将它们制造并集成在集成电路芯片上，广泛应用于许多现代技术中。
在静电MEMS中，不同的构建元素之间的静电作用是用来做工作的。
通过这种技术可以实现微机电系统中的传感器、执行器、控制器等功能单元的制造和集成。
相比于传统的机械结构，静电MEMS 结构更加精细，体积更小，具有更高的机械灵敏度和有利的功率密度。
静电MEMS的制造是基于集成电路的制造工艺。
相信大家都知道，集成电路制造的核心就是利用光阻和金属线路的制造技术，先印上光阻，再通过紫外线曝光扫描显影技术将光阻中不需要部分的区域去除，最后通过蒸镀、刻蚀等工艺就可以制造出金属线路。
类似地，静电MEMS细节处理工序的制造基本步骤也包括光阻印刻、电极金属化、SE 材料沉积和SE材料裁剪等多个工序。
在制造微纳机械时，这些工艺步骤必须经过多次重复，具有较高的工艺控制精度和纯净度要求。
静电MEMS主要分为静电传感和静电执行两大类。
静电传感器是利用结构上的机械电荷耦合变化实现测量的一种传感器。
最典型的例子是加速度传感器，它是静电MEMS的第一个应用领域。
静电加速度传感器最基本的结构一般由薄金属振荡质量体、静电吸附器和微型电容器等构成。
因为质量体是可振动的，当振荡体受到加速度的作用时，由于地球重力对它的影响不同，因而振动的状态会出现示波器上的变化量。
利用这种反应就可以测出某个物体产生的加速度。
静电执行器的应用范围更加广泛，包括：平面、直线和旋转执行器。
静电执行器有很多优点，如能量高、响应快、高精度和尺寸小等。
典型的应用包括：光学交换机、微流体阀门、微型操纵器等等。
静电MEMS技术的进展为其应用领域带来了更广阔的发展空间。
静电MEMS技术不仅可以应用于传感器和执行器领域，也可以应用于光学、无线通信领域。
例如，静电驱动机构的红外线调制器就是一种非常成功的应用，能够实现高速、低功耗和低成本。
MEMS反射镜静电斥力致动单元建模
'静电斥力致动单元的主要参数
致动器具有两层指端结构#所有固定的指端都附着在基底
上* 所有的移动指端由悬架弹簧支撑#连接在一起* f是固定
与移动指端间的垂直距离* 当电压施加到指端上时#产生净斥
力* 这种力将使移动指端离开固定指端向上移动*
!静电斥力致动单元建模
根据虚功原理#()) 对执行器移动指端施加的力 B为!
在一个实际的执行器中#每个指端的长度比它的宽度大得
多#而且比相邻指端间的距离也大得多* 因此#总电容可以通
过指端长度乘以单位长度上的电容量来获得!
) #V1)9-'KaWG-DKO
+3,
将公式+3, 代入公式+(, 中得!
A # U) +)9-'KaWG-DKO ) +P
+8,
由于致动器的指端结构具有周期性结构#所以 ) 是 9-'KaWG-DKO 所有基本电容单元的总和!
A #+>
+$,
+P
其中#B是施加到所有移动指端上的力#向上的方向为正
方向* ^是存储在指端结构中的能量#为!
> # $ U) )
+),
)
其中# :是 所 施 加 的 电 压# =是 固 定 指 端 与 其 相 对 的 移 动
指端间的电容* 由公式+$,+),推导出!
A # U) +)
+(,
) +P
Hale Waihona Puke ) #) &) XGWW
XGWWa988GY
XGWWaW".GY
mems微镜尺寸及应用
MEMS微镜是一种利用微电子制造工艺制作的微型光学元件，尺寸通常在几毫米到几百微米之间。
MEMS微镜具有体积小、响应速度快、功耗低等优点，因此被广泛应用于光学成像、光纤通信、激光打印、生物医学等领域。
常见的MEMS微镜包括以下几种：
1.偏振转换器：利用MEMS技术制作的微型偏振转换器可以实现光的偏振控制和调节，
被广泛应用于光学成像、光纤通信等领域。
2.微型扫描镜：微型扫描镜是一种能够在微小范围内进行快速扫描的微型光学元件，被广
泛应用于激光打印、显示技术等领域。
3.压电反射镜：压电反射镜是一种利用压电陶瓷制作的微型光学镜片，可以通过改变压电
陶瓷的形变来调节反射光束的角度和方向，被广泛应用于光路调节和精密定位等领域。
4.光学微机电系统：光学微机电系统是一种将MEMS技术和光学技术相结合的微型光学
系统，具有小型化、高分辨率、大视场等特点，被广泛应用于生物医学、环境监测等领域。
总体而言，MEMS微镜在微型化、集成化和个性化方面具有独特的优势，可以为光学成像、激光打印、生物医学等领域提供高效、低成本的解决方案。
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静电排斥驱动六边形MEMS微镜
胡放荣;王爱娜;邱传凯;姚军
【期刊名称】《纳米技术与精密工程》
【年(卷),期】2010(008)002
【摘要】为消除静电吸引型微镜因存在静电吸合效应而导致的短路现象,基于电场的非均匀分布可以产生静电排斥力的原理,设计了一种静电排斥型六边形微机械反射镜.微镜包含7组驱动电极,最大的一组驱动电极由镜面和其正下方的六边形下电极组成,其他6组分别位于微镜的各条边上,其中3组为梳齿结构,另外3组为U形弹簧,镜面由3组U形弹簧支撑.利用有限元软件对微镜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7 kHz,暂态响应时间小于0.000 3 s.利用表面硅工艺加工出了样片,并用白光干涉仪对其静态位移特性进行了测试,在50 V直流电压下微镜位移量为0.7 μm.由结果可知该微镜可消除静电吸合效应.故该微镜不仅可用于对反射光进行光程和相位的调制,也可用于自适应光学系统中波前畸变的校正.
【总页数】6页(P171-176)
【作者】胡放荣;王爱娜;邱传凯;姚军
【作者单位】中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都,610209;桂林电子科技大学电子工程学院,桂林,541004;中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都,610209;中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都,610209;中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都,610209
【正文语种】中文
【中图分类】TN241
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