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题名:
大行程MEMS微变形镜研究
作者: 王大甲
学位类别: 硕士
答辩日期: 2009-05-25
授予单位: 中国科学院光电技术研究所
授予地点: 光电技术研究所
导师: 姚军
关键词: MEMS微变形镜 ; SOI晶片 ; 旋转放大原理 ; 自适应光学
学位专业: 精密仪器及机械
中文摘要: 近年来,在自适应光学应用领域,基于MEMS技术的变形镜相比于传统变形镜具有体积小、重量轻以及结构紧凑等优点,成为了微小型自适应光学系统研究的热点。当前的MEMS微变形镜主要采用硅基表面牺牲层工艺,但由于受到工艺本身以及静电驱动吸合(Pull-in)效应的限制,使得MEMS微变形镜的行程受限,只能达到MEMS工艺牺牲层间隙的1/3,导致微变形镜可校正的波前畸变量较小,如何通过有效手段增加MEMS微变形镜的行程成为研究需要解决的一个重要问题。 本文主要是通过对静电力驱动和弹性梁理论的研究、微变形镜结构配置的确定以及微机械工艺技术的选择,研究了大行程MEMS微变形镜:1)、将体硅加工技术和表面硅加工技术结合起来,设计了基于SOI晶片的MEMS微变形镜以及相应可行的加工工艺流程,并对该微变形镜的机械特性进行了理论和有限元分析;2)、根据商用标准表面硅牺牲层工艺,设计了三层结构的MEMS微变形镜。该变形镜利用旋转放大原理,相比于在相同工艺条件下研制的微变形镜,提高了行程,增加了可校正的波前畸变量。 文中的最后根据自适应光学技术,通过有限元数值仿真方法,分别研究了基于SOI材料的连续面形微变形镜阵列以及基于旋转放大原理的分立式微变形镜阵列对像差波前的光学拟合能力。同时,还对采用表面硅微加工技术在微变形镜镜面引入的牺牲孔所带来的衍射效应进行了分析。 总而言之,本文针对自适应系统小型化发展的需求,深入研究基于MEMS技术的大行程微变形镜,并且分析了它们的机械和光学性能,取得了阶段性成果,为探索MEMS技术在自适应光学及其它领域中的应用做出了贡献。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/369
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王大甲. 大行程MEMS微变形镜研究[D]. 光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2009.
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