【摘要】：激光通信在傳輸處理信息方面的優(yōu)勢使其在空間通信領(lǐng)域占據(jù)了日益重要的地位,激光通信系統(tǒng)的驅(qū)動構(gòu)件主要有機械式和非機械式。其中,通過機械控制通信系統(tǒng)中的反光鏡來達到光束偏轉(zhuǎn)的目的,目前還是實現(xiàn)空間光通信的主要途徑。本文針對目前機械式偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)定、響應(yīng)慢、精度不高、體積和重量大的難點,進行了PLZT反鐵電厚膜場致相變應(yīng)變特性的研究,并對由該效應(yīng)驅(qū)動的微振鏡進行了設(shè)計與制造。首先進行了PLZT厚膜與硅襯底的異質(zhì)集成制造及其相關(guān)研究。研究了Pb過量和引入緩沖層對PLZT厚膜微觀結(jié)構(gòu)的影響,得出了在Pb過量10%、并引入100nm緩沖層的情況下,PLZT薄膜具有最為優(yōu)良的性能。研究了PLZT反鐵電膜材料在溫度和電場作用下的相變特性,揭示了其在多場耦合作用下的相變應(yīng)變規(guī)律。其次通過COMSOL 5.0仿真分析軟件對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)(長度L、寬度W、厚度T)的橋式結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)、應(yīng)力及撓度分析。揭示了反鐵電微振鏡結(jié)構(gòu)在電場驅(qū)動作用下的應(yīng)變、驅(qū)動位移、頻率響應(yīng)、光束偏轉(zhuǎn)角度參數(shù)等之間的關(guān)系,并設(shè)計了加工工藝流程。最后通過溶膠凝膠技術(shù)及多步退火法,在4英寸Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備了3μm的PLZT厚膜。研究了PLZT厚膜濕法腐蝕性、硅基底濕/干法刻蝕性,并進行了橋結(jié)構(gòu)微振鏡器件的加工制造。通過MEMS微加工技術(shù),包含光刻技術(shù)、濕(干)法刻蝕、薄膜沉積技術(shù)、剝離等微加工工藝進行了微振鏡器件的制造,實現(xiàn)了PLZT功能厚膜材料與硅基微加工技術(shù)的結(jié)合。搭建了測試平臺,對器件撓度進行了測試,經(jīng)過計算獲得了微振鏡橋結(jié)構(gòu)的最大偏轉(zhuǎn)角度745.8μrad,達到了光束偏轉(zhuǎn)器件對于角度偏轉(zhuǎn)的要求。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH703

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