表面工藝靜電驅(qū)動(dòng)mems變形鏡關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、Ｐ誦誦ｉｗ告去種化尖蓉ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ博±學(xué)位論文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾，：?。牥耍欤椋墸椋豪砂仓Z；雜記；＇‘；：養(yǎng)－＂－；露嗎扣出；；醉巧；出門？聲．人扣巧自掉作．’．耗立薩護(hù)訪、’聞：了：：：．：‘：ｔｖ：；：：；：，：：；ｒ；；：；：竄請(qǐng)祭啤禱捐論文題目表面工芝靜電驅(qū)動(dòng)ＭＥＭＳ變形鏡關(guān)鍵技術(shù)妍究學(xué)科專業(yè)光學(xué)工程

2、學(xué)號(hào)２０１１１１０５０５０１■Ｉ—■———■■■巧者姓名汪為民Ｉ指導(dǎo)教師范斌妍究員獨(dú)創(chuàng)性齊巧本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)斤的研究工作及取得的研完成果。據(jù)我所知，煉了文中特別加隊(duì)標(biāo)注巧致謝的地方夕ｈ論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表Ｗ謝意。作者簽名：日期年＾月｝日｝

3、論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢秦，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存。，匯編學(xué)位論文（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：導(dǎo)師簽名１曰期：ＶｔＴ年月４曰分類號(hào)TP211+.6密級(jí)公開注1UDC681.7表面工藝靜電驅(qū)動(dòng)MEMS變形鏡關(guān)鍵技術(shù)研究（題名和副題名）汪為民（作者姓名

4、）指導(dǎo)教師范斌研究員中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所成都陳澤祥教授電子科技大學(xué)成都邱傳凱高級(jí)工程師中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所成都（姓名、職稱、單位名稱）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別博士學(xué)科專業(yè)光學(xué)工程提交論文日期2015.03.27論文答辯日期2015.06.01學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2015年6月日答辯委員會(huì)主席姜文漢院士評(píng)閱人葉玉堂黃黎蓉白廷柱黃戰(zhàn)華張曉霞注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)。RESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFSURFACE-MICROMACHINEDELECTROSTATICACTU

5、ATEDMEMSDEFORMABLEMIRRORSADoctoralDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:WeiminWangAdvisor:Prof.BinFanSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要變形反射鏡是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的核心器件，其性能和表現(xiàn)決定了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的性能，因而是自適應(yīng)光學(xué)領(lǐng)

6、域的重要研究方向?；陟o電驅(qū)動(dòng)的MEMS變形鏡具有體積小、耗能低、單元數(shù)多、響應(yīng)速度快、能夠與集成電路兼容等優(yōu)點(diǎn)，是近年來小型化自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)表面工藝靜電驅(qū)動(dòng)的MEMS變形鏡的一系列關(guān)鍵問題展開了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：1.大行程MEMS變形鏡的靜電驅(qū)動(dòng)器研究。①針對(duì)四邊形固支梁驅(qū)動(dòng)器存在的行程小、可靠性低的問題，提出了六邊形固支梁驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)，并對(duì)所提出的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了詳細(xì)的理論計(jì)算和有限元分析，加工了相應(yīng)的變形鏡，獲得了達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；②提出了一種新型的能夠計(jì)算任意結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器

7、靜電力的SC變換數(shù)值方法，通過對(duì)三層排斥驅(qū)動(dòng)器、兩層排斥驅(qū)動(dòng)器以及垂直梳齒吸引驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)的計(jì)算，驗(yàn)證了該方法的可行性與精度；③綜合兩層排斥驅(qū)動(dòng)器和三層排斥驅(qū)動(dòng)器各自的優(yōu)勢(shì)，提出了偽三層排斥驅(qū)動(dòng)器，分析結(jié)果表明偽三層排斥驅(qū)動(dòng)器具有最大的行程和驅(qū)動(dòng)力，且其結(jié)構(gòu)可與兩層驅(qū)動(dòng)器和三層驅(qū)動(dòng)器兼容；④將前期研制的19單元分立鏡面變形鏡的兩層排斥驅(qū)動(dòng)器改為了偽三層排斥驅(qū)動(dòng)器模式，獲得了4.5μm的大行程。2.釋放孔對(duì)MEMS變形鏡性能的影響研究。①建立了包含釋放孔參數(shù)在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器動(dòng)態(tài)特性模型，分析了釋放孔對(duì)驅(qū)動(dòng)器動(dòng)態(tài)特性的影

8、響，并加工了相應(yīng)結(jié)構(gòu)開展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；②分析了釋放孔對(duì)連續(xù)鏡面的彎曲剛度的影響，并相應(yīng)設(shè)計(jì)了45單元連續(xù)鏡面變形鏡，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試總結(jié)了其性能和效果，開展了靜態(tài)像差校正實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了研制中的不足。3.140單元具有較強(qiáng)實(shí)用化能力的表面工藝靜電驅(qū)動(dòng)MEMS變形鏡的研制及關(guān)鍵技術(shù)研究。該變形鏡采用了分立下電極的固支梁驅(qū)動(dòng)器，并采取了設(shè)計(jì)平坦化方法以提高表面質(zhì)量。針對(duì)殘余應(yīng)力導(dǎo)致表面屈曲