基于径向磁场分布的MEMS双轴电磁驱动微镜研究

介绍了一种适用于激光雷达应用场景的电磁驱动式双轴MEMS微镜,并设计一种新颖的径向磁场致动系统.利用图案化单匝电镀铜线圈和同心永磁体组件形成的径向磁场作用,驱动直径2.6 mm的大孔径双轴微镜偏转.在此工作原理基础上,理论分析和有限元仿真了不同弹性扭转梁结构的驱动位移响应输出等力学特性,提出选用大位移响应量的蛇形折叠梁作为微镜器件的外扭转轴的结构模型,并对永磁体组件耦合的磁场进行研究分析、仿真,实现驱动线圈处获得最大磁场强度.所设计的微镜水平谐振频率和竖直谐振频率可达3376.2 Hz和419.46 Hz,共振态下的水平光学偏转角度和竖直偏转角度分别约为±25.2°和±17.4°,满足MEMS激光雷达对光束扫描器件的大尺寸镜面和广扫描视场范围的需求.