激光扫描显示MEMS微镜研究
MOEMS介绍20111129
学科定位
MEMS：集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路， 甚至接口电路、通信和电源于一体。 微光机电系统是MEMS 技术的一个重要的研究方向，它是由微 光学、微电子和微机械相结合而产生的一种新型的微光学结构 系统。 一种可控的微光学系统，微光学元件在微电子和微机械装置的 作用下对光束进行汇聚、衍射、反射等控制，从而实现光开关、 衰减、扫描和成像等功能。
2．微光机电系统在空间的应用
◦ 光通信和光遥感是MOEMS在空间的主要应用
体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀 体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀
湿法腐蚀
◦ 各向同性 各向异性
体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀 体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀
干法刻蚀
◦ 特点：各向异性、尺寸精确、高深宽比 ◦ 主要方式：溅射刻蚀、等离子体刻蚀、离子束刻蚀、反应离子刻蚀 (RIE) 及深反应离子刻蚀(DRIE) 等
代表性器件
光互联
◦ 计算机或其他电子系统内建立面板间或芯片间GHz带宽互联的需要 ◦ 电互连在高频时具有信号完整性和交扰等问题 ◦ 光互连可避免电互连系统的互连带宽瓶颈
前景与展望
多学科综合交叉的新兴技术体系 具有对光束在时间和空间上的精确控制能力以及体积小、可批 生产、功耗低和价格合理等优势 广泛应用于光通信、大规模数据存储、图像显示、光互连计算、 大型光学孔径的航天器实现小型化等方面 既可以带动一些重要的基础课题研究，又可以带动大量概念全 新的功能部件开发
参考文献
《微光机电系统》 . 张文栋，熊继军编著. 机械工业出版社. 2006-8-1 微光机电系统及其应用. 李文军,赵小林,蔡炳初,戴旭涵. 微细加 工技术. 2001年第3期 国外微光电子机械系统技术的研究现状. 罗家强. 世界电子元器 件. 2002年03期 MOEMS光学系统的发展与应用. 耿凡. 红外与激光工程. 第34卷 第一期. 2005年2月
MEMS微变形反射镜校正波前静态畸变实验
离式 ＭＥ ． Ｍｓ ＭＳＤ 校正 了实验 系统 中位相板 引入 的 波前 畸 变，实验 结果 显示 离焦 项 Ｚ ｒｉｅ系数 相 对 ｅ ｋ ｎ
最 大 ， 造 成 整 个 波 面 畸 变 的 最 重 要 的 原 因 。ＭＥ ． Ｍｓ 低 阶 波 前 畸 变校 正 较 好 ， 阶 波 前 畸 变校 是 ＭＳＤ 对 高
谭 佐 军 ， 海清 ， 竞 然 。陈 康 ，张 坤
（． 中科 技 大 学 光 电 子 科 学 与 工 程 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ； １华 湖 ３ ０ ４
２华 中农 业 大学 理 学院 应用 物理 系 ， 北 武汉 ４０ ７ ） ． 湖 ３ ０ ０
摘 要 ： 变 形 反 射 镜 （ ＭＳＤ ） 用 于 自适 应 光 学 中 波 前 校 正 的 重要 元 件 。对 微 变 形 镜 波 前 微 ＭＥ ． Ｍｓ是 校 正 原 理 进 行 了分 析 ， 计 了基 于 自适 应 光 学 系 统 的 测 试 系统 ， 过 闭 环 控 制 技 术 成 功 地 利 用 一 种 分 设 通
关键 词 ： 自适 应光 学 ； 微 变形镜 ； Ｚ ｍｉ ｅ ｋ ｅ多项式 ； 波前 畸 变
中 图 分 类 号 ： Ｎ２ １ Ｔ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ７ ２ ７ （ ０ ８ ０ —１ ７ — ４ １ ０ — ２ ６２ ０ ） ６ ０ ０ ０
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｏ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ａ ｉ ｔ ｏ ｔ ｅ ｓａ ｉ ｖ ｆ ｏ ｔ ｐ ｒ ｍ ｎ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔｏ ｂ ｌ ｙ ｔ ｈ ｔ ｔｃ ｗａ ｅ ｒ ｎ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔＭ Ｅ Ｓ ｄ ｆｒ ｂｅ ｍｉ ｏ （ Ｅ Ｓ－ ｓ ｓ ａ ｖ ｒ ｍｐ ｒ ｎ ｌｍｅ ｔｉ ｄ ｐｉｅ ｏ ｔ ａ ｓｒ ｃ ： Ｍ ｅｏｍａ ｌ ｒ ｒ Ｍ Ｍ ＤＭ ）ｉ ｅｙ ｉ ｏｔ ｔｅｅ ｎ ｎ ａ ａ ｔ ｐｉ ｌ ｒ ａ ｖ ｃ
视频眼镜中微显示器技术：LCD、LCoS、OLED和MEMS
视频眼镜中微显示器技术：LCD、LCoS、OLED和MEMS网上经常出现一些关于微显示器（microdisplay）的应用名词，例如头盔显示器（Head Mounted Display， HMD）、 头戴显示器（Head Mounted Display，HMD）、视频眼镜（iWear、video glasses）、眼镜影院（eyescreen、iTheater）等。
其实，这些形形色色、拥有时尚外观的便携式数码产品所指的是同一技术——微显示器（microdisplay），也正是它推动着头盔显示产品的演进，一步步发展成头戴式、眼镜式，即目前大家看到的视频眼镜等。
在头盔显示器的演进过程中，其动力主要是微显示器技术的进步。
按照显示模块工艺的不同，我们可以将微显示器分为LCD、LCoS、OLED和MEMS四种。
LCD微显技术有源矩阵液晶显示器（AMLCD）属于透射型微显示技术，其背光源发出的光在经过每一像素时受到液晶单元的调制，而液晶单元受显示屏上晶体管的控制。
这种微显示器有用多晶硅晶体管的，也有用单晶硅晶体管的。
AMLCD是一种成熟的显示技术，其工艺与目前的CMOS兼容。
AMLCD微显示方案有美国高平公司（Kopin）的Cyberdisplay方案，合作企业有深圳东方景等公司、日本Scalar公司、Tekom、三菱电机、奥林巴斯（Olympus）公司、美国Microoptical公司、Yello Mosquito公司等。
高平公司在AMLCD微显方面拥有多项专利：IC剥离（lift-off）工艺、低电压LCD技术、多区域垂直排列（multi-domain vertical alignment，MVA）。
早在2005年，高平就与晶门科技结成市场推广联盟，借助于晶门科技（Solomon Systech）的强大渠道优势，目前中国市场上的AMLCD视频眼镜产品大多采用了高平公司方案。
在日本，微显示器用透射式LCD面板制造大厂SONY，自1987年起就有头盔显示器的构想，1991年起先从投影显示器技术着手，1996年开始有商品发售，当时的头盔形式显示器已被修改成大型眼罩式，到了1998年底，SONY已经有0.55吋、18万画素数的LCD面板做为影像源，其PLM-S700产品的显示器部分重量已经可以减轻到95克，并利用偏心光学曲面设计的透镜， 显示相当于人眼2m前52吋的大画面。
MEMS技术及相关产品介绍
MEMS技术及相关产品介绍目录1、MEMS的定义 (2)2、MEMS的历史 (2)3、MEMS的发展趋势 (3)（1）传感MEMS技术： (3)（2）生物MEMS技术： (4)（3）信息MEMS技术： (4)（4）微型生物芯片： (5)（5）微型机器人： (5)4、MEMS技术相关产品 (6)MEMS加速度计 (6)MEMS陀螺仪 (7)MEMS麦克风 (8)MEMS传感器 (9)5、展望 (10)MEMS技术及相关产品介绍摘要：本文简述了MEMS技术的定义，回顾了MEMS技术的发展历史，列举了MEMS 技术的发展趋势，并且重点介绍了MEMS相关产品，及对MEMS技术的展望。
关键词：MEMS、微机电、机械系统、微细加工、传感器。
1、MEMS的定义微电子机械系统即MEMS，是Micro Electro Mechanical Systems的缩写，也可简称为微机电系统。
MEMS是一类器件的统称，其特点是尺寸很小，制造方式特殊。
MEMS器件的特征长度从1毫米到1微米，1微米可是要比人们头发的直径小很多。
微电子机械系统MEMS 通常是一个包含有动能、弹性形变能、静电能或静磁能等多个能量域的复杂系统，主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是微电子系统与其它微型信息系统（各种能进行信息与能量传输和转换的系统）相结合的产物，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
2、MEMS的历史MEMS技术发展至今已经历40余年，开辟了一个全新的技术领域和产业，就像近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。
MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初，当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。
由于薄硅片振动膜在压力下变形，会影响其表面的压敏电阻曲线，这种变化可以把压力转换成电信号。
MEMS
20世纪80年代后期：
MEMS在世界范围内受到了广泛重视，在美国、欧洲和亚洲，投入 的研究资金和研究人员都以令人惊讶的速度在大幅增长。MEMS正 在处于蓬勃发展的关键时期，不断地有新型器件和新型技术给予 报道，人们见证了基于MEMS技术的喷墨打印头、压力传感器、流 量计、加速度计、陀螺仪、非冷却红外成像仪和光学投影仪等设 备的不断开发和产业化的进程。（如同IC）
在军事上的应用
MEMS已在空间超微型卫星上得到应用 ,该卫星外形尺寸为 2. 54 cm ×7. 62 cm ×10. 6 cm,重量仅为 250 g 。2000年 1月 ,发射的两颗试验小卫星是证明空基防 御能力增强的一个范例。对小卫星试验来说幸运的是 ,因其飞行寿命短 ,所以 ,暴 露在宇宙辐射之下并不是关键问题。小卫星上基于硅的 RF开关在太空应用中表
MEMS的发展过程
20世纪80年代：
“表面微加工”技术在加速度计、压力传感器和其他微电子 机械结构制作中得到了应用。
1982年，K. Petersen的综述性论文 “Silicon as a mechanical materials” ，概 括了当时MEMS最高水平的微加工技术和 微机械器件，被看作是MEMS研究进入系 统化阶段的标志，开创了MEMS发展的纪 元。
微斩光器 微干涉仪
微光扫描器 光编码器 微光开关 微光阀 微透镜
各国对MEMS的研究
MEMS自20世纪80年代中期发展至今一直受到世 界各个国家的广泛重视，许多有影响的大专院校和 研究机构纷纷投巨资建立实验室，投入到MEMS的 研究开发中。
美国 日本 在美国政府巨额经费的资助下，包括麻省理工大 学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、IBM、 AT&T等三十余个大学、国家实验室和民间实验 1991年，日本成立了国家MEMS开发中心，并 机构都投入到这个项目的研究中，取得了令人瞩 在10年内投入了250亿日元开展“微型机械技术” 目的研究成果。至今美国的科学家不仅已经制作 德国的卡尔斯鲁研究中心在1987年提出了LIGA 研究开发。由于高强度的资金支持，日本在一 出各种整体尺寸几百微米量级的微机械部件，能 工艺而闻名于世，该技术采用X射线曝光和精 些MEMS研究方面也达到了世界领先地位。此 够将它们应用到各类传感器的制作中，而且有相 密电镀相结合，将半导体工艺技术的准三维加 外，日本发展了微细电火花EDM、超声波加工、 此外，如荷兰、英国、俄罗斯、新加坡、加拿 当种类的MEMS器件实现了产业化。 工推向真正的三维加工，加工深度可达几百微 激光纳米加工等的精密加工技术。 大、以色列、韩国、台湾等国家和地区也取得 米，并且具有更高的尺寸精度，现在这种工艺 了相当不错的研究成果。 已被许多国家的研究人员所采用。
MEMS传感器研究现状和发展趋势
MEMS传感器研究现状和发展趋势摘要：微型化、集成化及智能化是当今科学技术的主要发展方向。
随着微机电系统（MicroElectroMechanicalSystem，MEMS）和微加工技术的发展，微型传感器也随之迅速发展。
介绍了MEMS传感器概念及种类，并对其研究现状、应用领域进行了分析总结和介绍。
最后，对MEMS传感器的一些发展趋势进行了论述和展望。
关键词：MEMS；传感器；微系统0引言MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
第一个微型传感器诞生于1962年，至此开启了MEMS 技术的先河[1]。
此后，MEMS传感器作为MEMS技术的重要分支发展速度最快，长期受到美、日、英、俄等世界大国的高度重视，各国纷纷将MEMS传感器技术作为战略性技术领域之一，投入巨资进行专项研究。
随着微电子技术、集成电路和加工工艺的发展，传感器的微型化、智能化、网络化和多功能化得到快速发展，MEMS传感器逐步取代传统的机械传感器，占据传感器主导地位，并在消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药、生物等领域得到了广泛应用。
1MEMS传感器及分类从微小化和集成化的角度，MEMS（或称微系统）指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统[2]。
微机电系统（MEMS）是在微电子技术的基础上发展起来的，融合了硅微加工和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统。
是20世纪末、21世纪初兴起的科学前沿，是当前十分活跃的研究领域，涉及多学科的交叉，如物理学、力学、化学、生物学等基础学科和材料、机械、电子、信息等工程技术学科[3]。
MEMS技术发展概述
MEMS技术的研究现状与进展摘要：介绍了MEMS技术在国内外的发展状况，MEMS的技术特点，主要加工工艺以及加工材料，并对MEMS目前的应用状况作出了分类总结。
关键词：MEMS ；加工工艺；应用状况The research and development of MEMS technology Abstract: This paper introduces the MEMS development status at home and abroad, the characteristics of MEMS technology, the main processing technology and processing materials, and summarizes the classification of current MEMS applications.Key Words：MEMS ；Processing technology；Processing status微小型化始终是当代科学技术发展的重要方向。
微电子技术的发展,不仅使计算机与信息技术等领域面貌一新,而且在许多领域引发了一场微小型化的革命。
以加工微米/纳米机构和系统为目的的微米/纳米技术在此背景下应运而生。
一方面,人们利用物理、化学方法将原子和分子组装起来,形成有一定功能的微米/纳米结构;另一方面,人们利用精细加工手段加工出微米/纳米结构。
前者导致了纳米生物学、纳米化学等边缘学科的产生；后者在小型机械制造领域开始了一场革命,导致了MEMS技术的出现[1]。
微机电系统（Micro Electro-mechanical Systems，MEMS）一般是指1μm～100μm的微米系统，或者说轮廓尺寸在毫米级，组成元件尺寸在微米数量级的系统。
随着产品尺寸的微小化，MEMS的应用范围日益扩大，包括无线传感网络、智能型药丸、芯片上实验室(Chip-On-Lab)等，并广泛应用于汽车、生物医学、通信以及消费类产品[2]。
光声显微成像技术的研究进展
光声显微成像技术的研究进展张建辉; 陈宁波; 王柏权; 刘成波; 龚小竞【期刊名称】《《数据采集与处理》》【年(卷),期】2019(034)005【总页数】18页(P771-788)【关键词】医用光学; 光声成像; 光声显微成像; 生物医学【作者】张建辉; 陈宁波; 王柏权; 刘成波; 龚小竞【作者单位】广州大学机械与电气工程学院广州 510006; 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学光学与分子影像研究室深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】Q631引言早在1880年，Bell[1]就发现了光声转换现象，并在给美国科学进展协会的报告中将这种物理现象称为“光声效应”，即光吸收体吸收经调制的光或脉冲光后，进行光热转换，热弹性效应使吸收体介质周期性的胀缩从而产生超声波。
然而，直到20世纪90年代，随着固体光声理论的完善，在激光、计算机和超声探测等技术的推动下，光声效应在散射介质和生物组织中应用取得重大突破，光声成像（Photoacoustic imaging，PAI）才被正式提出，在过去20余年间获得空前快速的发展，并正在成为生命科学研究和临床医学应用中的新型生物医学影像技术之一。
光声成像主要包括以下过程：纳秒激光脉冲照射生物组织—组织中光吸收体吸收光能量—组织热膨胀—周期性的振动产生超声波—宽带超声换能器探测超声波—根据探测的信号完成图像重建。
目前，国内外针对光声成像技术开展的研究正处于快速发展阶段，主要分为以下3个方向：光声显微成像（Photoacoustic microscopy，PAM）、光声计算层析成像（Photoacoustic computed tomography，PACT）、光声内窥成像（Photoacoustic endoscopy，PAE），每个研究方向又衍生出不同的研究分支[2,3]。
其中，PAM可实现亚微米至亚毫米级的空间分辨率，成像深度达百微米至数毫米，和依赖于重建算法的PACT相比，PAM仅依靠逐点光栅扫描的方式来获取光声信号，无需复杂算法即可完成图像重建，且PAM能够实现活体结构、分子与功能的多参量高分辨成像，故成为当前生物医学成像领域的研究热点。