触点式微型光热驱动器设计及实验研究

随着微电机系统(MEMS)在众多领域的广泛应用,各种形式的微型驱动器不断得到发展。介绍微尺度光热膨胀与光热微驱动的原理,设计与加工制作了基本型和优化型触点式微型光热驱动器,开展了光热微驱动的实验研究,证明了光热微驱动的可行性,并验证了优化型触点式微型光热驱动器的优化性能。

基于双激光束的微型光热驱动器研究

实现了一种利用双激光束(双光斑)的微型光热驱动的器(OTMA)。利用准分子激光微加工系统加工制作了膨胀臂宽为100μm、总长为750μm的非对称型OTMA;利用波长650nm的双激光束开展了OTMA的光热驱动实验研究,借助CCD显微视频运动测量系统,测定了光热偏转量与激光功率之间的关系曲线。实验结果表明,OTMA的光热偏转量与激光总功率之间近似成线性关系;当双光斑功率为4 mW时,OTMA获得的光热偏转量达到15.2μm,大于单光斑分别照射时的偏转量之和(13.1μm);同时,当双光斑照射与单光斑照射获得的光热偏转量相同时,双光斑的功率密度仅为单光斑的1/2甚至更小,从而可有效地避免单光斑照射时因局部温升过高而导致OTMA烧结损坏,延长了器件的工作寿命。本文的OTMA结构简单,易于加工,偏转量大,易于操作,并且可以实现无线远距离控制;可望在微纳米技术及微型光机电系统等领域获得广泛应用。