体硅MOEMS阵列光开关的制作

设计了一种新型结构的MOEMS阵列光开关,开关由上电极阵列、倾斜下电极阵列和准直光纤阵列三部分组成。上电极阵列利用(110)硅片制作,其中包括反射镜阵列和扭臂驱动结构的上电极阵列。具有集成性好,制作工艺简单,微反射镜的表面平整垂直,各单元的微镜面平行,反射镜面的尺寸较大等优点。对光开关的参数进行了测试,指出了体硅MOEMS阵列光开关制作过程中存在的问题。

MOEMS集成波长选择开关的设计及研究

研究一种基于电磁驱动微光机电系统(MOEMS)光开关阵列的串联集成波长选择开关结构,经过理论分析与计算,得出螺旋形线圈在相同电流密度下相比于八边形和四边形线圈能得到更大的电磁力;通过模态分析得到在设计的悬臂结构下,支撑臂响应时间约为22 ms。采用溅射、光刻、腐蚀和电铸等MOEMS工艺完成了光开关悬臂的制作,并通过制作对准标记及采用可见光与红外光相结合的装调方法,完成了1×8阵列的波长选择开关系统集成。经过测试得到,开关上升和下降的时间均约为20 ms,当电流为0.4 A时,支撑臂的挠度为1.28 mm,能达到系统光路转换的目的。该波长选择开关能够在2 V电压下,实现对8个不同波长信道的任意选择,其最大的插入损耗为1.741 dB,信道均匀性达到0.55 dB;插入损耗的测试结果与计算结果较吻合。

静电驱动MOEMS保险机构的设计与试验

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。

基于MOEMS敏感结构的非本征F-P干涉仪式光纤声压传感器

随着声学探测技术的不断进步,对声压传感器提出了高精度、小型化、抗电磁干扰能力强和易批量生产等要求。研制了基于微光电子机械系统(MOEMS)敏感结构的非本征Fabry-Perot(F-P)干涉仪式光纤声压传感器。利用圆片级集成技术实现MOEMS敏感结构与光学腔室的高精度对准,大大提高了传感器的一致性。声压传感器的声学性能测试结果表明,其具有高灵敏度和良好的线性响应度,信噪比达到78.3 dB,实现了对声压信号的优良响应。此外,该传感器既具有光纤传感技术精度高和抗电磁干扰能力强等优点,又具备了微电子机械系统(MEMS)体积小和易批量生产的优势。

微光机电系统(MOEMS)研究综述

在过去的十几年里,随着微机械加工技术的惊人发展,微机电系统(MEMS)与光学技术的结合应用成为可能,这种结合体被称为微光机电系统(MOEMS)。作为一个新兴的多学科交叉的研究领域,其也成为了光学器件发展的新方向。本文阐述了MOEMS基本理论、方法;介绍了MOEMS技术在国内外的发展现状及这一技术最新取得的进展;分析了光学系统中引入MEMS的重要性;列举了一些有代表性的MOEMS器件,并介绍了它们的制作过程以及它们与其它常规器件相比的性能优势;最后描绘了MOEMS技术的发展前景。

电磁式MOEMS扫描光栅微镜驱动系统优化设计

基于工农业发展对微型近红外光谱仪的需求,对用于微型近红外光谱仪的电磁式微光机电系统(MOEMS)扫描光栅微镜的驱动系统进行优化设计,从而解决扫描光栅微镜驱动信号大、扫描角度小等问题。通过对构成其驱动系统的线圈匝数、线圈间距等参数进行仿真分析,得到最优参数:驱动线圈在内圈、角传感线圈在外圈且以差分形式排布在驱动线圈两侧,驱动线圈匝数为21匝,角传感线圈匝数为2匝,线圈间距为0.020 mm。实验结果表明:驱动频率为604.4 Hz,驱动线圈电阻为114.537Ω,两端角传感线圈电阻分别为404.820和404.970Ω;驱动电流为5 mA时,偏转半角达到6.321°,机械偏转角达到12.642°,并且角传感器灵敏度为1.4425 mV/°。因此,电磁式MOEMS扫描光栅微镜具有驱动信号小、偏转角度大和灵敏度高的特点。研究结果对于扩大近红外光谱仪的光谱检测范围以及提升检测精度具有实际应用价值。

Modeling and Simulation of MOEMS Gyroscope Based on TE-TM Mode Converter

A novel structure design of micro optic electro mechanical system（MOEMS）gyroscope is presented in this paper.The structure combining surface acoustic wave（SAW）sensor,optical waveguide diffractive component,electro-optical modulator etc.is integrated on a LiNbO3 substrate as the gyroscope for sensing rotating angular velocity,and an optical readout device is added on the traditional SAW typed TE-TM mode converter as the detecting device.The principles of the MOEMS are discussed in the paper,and simulation result shows that there would be apparent advantages of higher precision and stronger anti-vibration capacity.

基于磁致旋光效应的双路MOEMS加速度传感方法

基于磁致旋光效应的加速度传感机理,提出了一种双路加速度传感方法。通过设置双路磁光晶体,利用其中一路磁光晶体敏感加速度信号引起的磁致旋光效应,另一路磁光晶体敏感外界的磁、热噪声并作为参考信号,通过对双路信号的同步差分检测,以去除外界磁、热噪声对磁光晶体的干扰。实验结果表明,基于磁致旋光效应的双路微光电子机械系统(MOEMS)加速度传感方法的灵敏度为314.3 mV/g,噪声谱密度为■,零偏不稳定性为29.1μg,表现出了较高的传感性能。相较于单路系统,双路差分检测有效去除了外界磁、热噪声的影响,提高了加速度传感的检测精度及应用范围。

波长调制型光波导集成MOEMS加速度传感器设计

为了设计一种高灵敏度、稳定性好、测试简便的光学加速度计,选择了对光源稳定性要求低、抗噪能力强的波长调制检测模块。基于建立的光学模型,分析了活动光栅数、光栅间距和光栅厚度等主要影响因素。根据透射光谱的变化规律,获得了满足加速度计需求的模型尺寸和结构。结合微细加工条件,设计出加速度计的微机械结构。经仿真计算,传感器的机械灵敏度为3.83μm/g,光学检测灵敏度为0.52μm/g,分辨率为19×10^(–6) g,谐响应频率为471 Hz。提出的高分辨率加速度计适用于强磁场、远程遥控等环境中的振动监测。

引信微光机电系统安全系统研究现状与发展趋势

随着引信微小型化和智能化不断发展,电磁兼容性要求不断提升,对其安全系统提出了更高的要求。基于微光机电系统(MOEMS)技术的器件具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和可批量生产等特点,在引信安全系统中有较好的应用前景。对引信MOEMS安全系统的国内外研究现状开展分析,介绍了引信MOEMS安全系统的基本原理,分析了MOEMS安全系统驱动方式、加工与封装工艺、激光起爆技术与安全系统性能测试方法的现状与发展规律,归纳了当前引信MOEMS安全系统研制过程中亟待解决的问题,为推动MOEMS安全系统在火炮引信中的应用提供重要的借鉴。

基于微流控技术新型光开关器件设计

首先介绍了较为常用的几种光开关的工作原理、特点和应用。描述了MEMS、MOEMS、微流控技术。以MOEMS及微流控技术相接合,提出一种新的微流控光开关阵列结构,通过电控方法改变微流控芯片波导结构,实现光路变化。该光开关具有体积小,结构简单,功率损耗低,有利于光开关阵列集成化、微型化及制作。以电控方式控制光开关,在开关速度上比温控更快、更稳定,且控制电路简单等特点易构成大容量交换矩阵。

高精度硅微简谐振子的设计与制作工艺

介绍了MOEMS加速度地震检波器中敏感元件——简谐振子的工作和设计原理,并详细讨论了影响简谐振子腐蚀质量的因素.在实验中采用硅各向异性腐蚀法,制作出了高精度的硅微简谐振子.改进浓度配比的腐蚀液,在80℃时,腐蚀速率控制在(0.53±0.2)μm.测试结果表明:SiO2控制精度达到0.1μm,可应用于光电集成加速度地震检波器的集成光学器件中.

MEMS光开关应用于机群系统光互连网络

建立了千兆位传输结构的高性能光互连网络 ,以提高计算机机群系统的网络性能 .利用MEMS 4× 4光开关和具有硬件路由功能的光互连网络PCI总线接口卡构成光互连链路 .光信号传输速率达 1Gbits/s以上 .基于MEMS的全光无堵塞光开关减少了光 电转换 ,开关方式与光信号的波长、速率和数据格式无关 .利用这种网络结构 ,可以最大限度地减少网络延迟和网络通信开销 ,提升了机群系统的总体性能 .利用MEMS 8× 8光开关设计了星型环型混合拓扑的光互连网络 .采用了具有硬件路由功能的光互连网络接口卡 ,并以Ethernet为控制网络实现了对MEMS光开光的动态配置 .分析并测试了光互连网络的通信性能 :峰值数据传输率可达 1Gbits/s ;数据量在 3Mbytes以上时 。

光栅平动式光调制器光学特性分析(英文)

提出了一种基于微光机电系统的可用于投影显示及相关器件的新型光栅光调制器,介绍了其结构、工作原理和加工流程。对器件进行光学分析,优化和仿真,得出器件结构参数与光学特性之间关系。器件的可动光栅占空比e=0.5,光栅常数d=6μm,长度L=39μm,宽度w=36μm,边距w0=1.5μm时,理论上±1级衍射效率η=37.0%,对比度V=625;可动光栅与下电极在开态和关态时间距分别为0.65μm和0.78μm,器件单像素尺寸为51μm×51μm。

可调光衰减器的光衰减量线性补偿

设计制成一种数字化电磁驱动微机械MOEMS可调光衰减器 与传统可调光衰减器相比 ,该器件不仅可实现光衰减量数字化电控调节 ,并且可通过器件结构的优化设计 ,对光衰减量的非线性进行补偿 ,最终得到线性衰减 器件性能测试表明 ,插入损耗IL <0 .3dB ,偏振相关损耗PDL <0 .1dB ,波长相关损耗WDL <0 .2dB ,衰减范围 0～ 4 0dB ,回波损耗RL >5

微机电光开关

对微机械光开关的特点和应用作了简要的论述 ,并对近年国外几种典型微机械光开关的结构、原理和研制方法作了简要的介绍和评述。这类新型的开关器件的主要优点是串话小 ,插入损耗小 ,消光比高 ,对波长和偏振不敏感 ,且体积小 ,造价低等 。

基于半导体和金属相变的热光效应光调制器

基于二氧化钒薄膜在约68℃半导体和金属间的可逆相变,通过控制温度来实现高透过率到高反射率的转换,实现对光的调制作用.通过表面微机械低热质单元来实现隔热,保证各单元在无串扰的情况下具有独立的开关功能.在工作过程中,单元的温度通过单元上的集成电阻或空间寻址热辐射源来控制.采用微机械工艺成功制备出32×32二氧化钒热光效应光调制器阵列,该热光效应调制器由于没有可移动的部件,其最大的优点就是高可靠性和低制造成本.

MEMS红外光源研究及其应用

首先介绍了红外光源的类型,从波长范围、调制频率、输出功率以及制作成本等方面比较了三种不同类型红外光源的优缺点。分析了基于微机电系统(MEMS)加工技术的红外光源工作原理和类型。系统综述了MEMS红外光源的国内外研究现状,包括不同辐射层材料和不同结构的MEMS红外光源。详细描述了MEMS红外光源在红外气体传感器、目标识别装置、红外通信装置中的应用。讨论了其在结构设计和加工过程中存在的高辐射率发光材料的制作、红外光源薄膜热应力的释放以及机械强度低等技术瓶颈问题,并简单展望了MEMS红外光源的未来发展趋势。

电控可调光衰减器性能及分析

为了实现数字化电控调节光衰减量,提出一种电磁线圈驱动的微光机电系统(MOEMS)可调光衰减器,该衰减器主要通过电磁力步进驱动微加工齿轮/齿条机构,带动偏心轮,从而移动挡光片调节光衰减量,实现单模光纤中光传输功率的数字化电控调节.器件采用非硅基底MOEMS技术制作,并具有断电自锁功能.主要对该器件的损耗,光功率衰减量作了理论计算,并进行器件性能测试,测得主要技术指标原始插入损耗< 0.3 dB,波长相关损耗< 0.2 dB,衰减范围0～40 dB,回波损耗> 50 dB.