發(fā)布時(shí)間：2017-11-12 13:12

  本文關(guān)鍵詞：用于硅基氮化鎵可調(diào)微鏡的梳齒型微驅(qū)動(dòng)器的研究

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【摘要】：基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的可調(diào)微鏡在通信、計(jì)算、投影、成像等領(lǐng)域具有較好的發(fā)展趨勢(shì)。微驅(qū)動(dòng)器作為一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),為實(shí)現(xiàn)微鏡的連續(xù)可調(diào)提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。近年來,微驅(qū)動(dòng)器在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上已經(jīng)比較成熟,但使用材料仍相對(duì)比較單一。氮化鎵作為新一代半導(dǎo)體的代表,與無法自行發(fā)光的傳統(tǒng)硅材料相比,是一種理想的短波長(zhǎng)發(fā)光材料。它與硅基材料有著不同的物理特性,因此把氮化鎵材料集成到硅基光微機(jī)電系統(tǒng)從而制備新型微系統(tǒng)或微器件可以擴(kuò)展MEMS的適用領(lǐng)域�；陟o電驅(qū)動(dòng)的梳齒型微驅(qū)動(dòng)器是一種性能優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)方式,具有無遲滯、響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn),在微驅(qū)動(dòng)器中有著最廣泛的應(yīng)用。本文提出并設(shè)計(jì)了一種用于硅基氮化鎵(GaN)可調(diào)微鏡的梳齒型微驅(qū)動(dòng)器。首先介紹了MEMS系統(tǒng)的概念、應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀,描述了氮化鎵材料的特性和課題研究的背景及意義,概述了靜電梳齒型驅(qū)動(dòng)的基本原理。然后利用有限元軟件COMSOL Multiphysics建立了該器件的幾何結(jié)構(gòu)模型,對(duì)器件的結(jié)構(gòu)(梳齒間隔、梳齒個(gè)數(shù)、梳齒長(zhǎng)寬、支撐梁長(zhǎng)寬等)進(jìn)行了仿真優(yōu)化,得出施加200 V電壓時(shí),微鏡位移1.93μm。之后對(duì)器件進(jìn)行模態(tài)分析,得出前六階的模態(tài)振型與相應(yīng)的諧振頻率,描述各模態(tài)的運(yùn)動(dòng)情況。此外,采用MEMS制備工藝加工出了用于氮化鎵可調(diào)微鏡的梳齒型微驅(qū)動(dòng)器,并對(duì)其驅(qū)動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,所制作的微驅(qū)動(dòng)器的位移隨著電壓的變化呈二次方關(guān)系,與仿真結(jié)果基本一致。當(dāng)施加200 V的電壓時(shí),微驅(qū)動(dòng)器可平移1.08μm。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH-39;TN304.2

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