平动MEMS扫描镜安装

时间:2021年08月02日 来源:

MEMS扫描镜具有可靠性,MEMS扫描镜全部由单晶硅制成,也就是说这种设计使运动部件不包括任何易出故障的部件,例如,金属、聚合物、压电材料等。使其拥有优良的重复性和可靠性。采用无万向节设计,使大镜面尺寸和大角度偏转的MEMS微振镜拥有更高的速度。静电驱动的MEMS扫描微振镜两个轴的偏转角度可达到32°,在满振幅运转功耗只为几毫瓦。目前静电驱动的微振镜可提供的一维和二维的MEMS扫描镜,可提供直径从0.8mm到5mm微型振镜。一维MEMS扫描镜(直径1.4mm)采用半导体硅工艺制造, 低功耗静电驱动,以高速谱振模式,可实现大的光学扫描角度和高扫描频率,镜面表面以金为标准镀膜材料,可为红外波长光束提供高反射率,目前已经量产,可大批量交付客户,亦可大规模制造中采用铝为镜面材料,实现其他波段的高反射率。利用大镜面的MEMS二维扫描微镜,可以实现固态激光雷达的小型化、低成本和可批量生产。平动MEMS扫描镜安装

MEMS扫描微镜的使用是比较多的,MEMS微镜按原理区分,主要包括四种:静电驱动、电磁驱动、电热驱动、压电驱动。其中前两种技术比较成熟,应用也更普遍。比如仪器的DLP中的MEMS微镜阵列采用的是静电驱动模式,且在投影领域一家独大;而较新推出的全新交互式激光投影微型扫描仪BML050中的MEMS微镜、发布的MEMS微镜S12237-03P、意法半导体与其他司合作生产的MEMS微镜,均采用电磁驱动原理;MEMS微镜采用电热驱动原理。而压电驱动的产品还未看到大规模量产的企业。3D建模MEMS器件有哪些MEMS扫描镜具有响应速度快和功耗低等优点。

静电驱动的MEMS扫描微振镜两个轴的偏转角度较大可达到32,在满振幅运转功耗只为几毫瓦。目前静电驱动的微振镜可提供的一维和二维的,可提供直径从0.8mm到5mm微型振镜。针对对点对点(受迫振动)光束扫描进行了特殊设计及优化。该采用静电驱动且选用整个单晶硅制备而成,因此使得驱动电压和偏转角度之间存在良好的一一对应的关系,并且有着较佳的可重复性,而且随着使用时间的推移依然保持着极高的性能。对于开环的微振镜,致动器在每个轴上至少有14Bits(约16384个位置),因此当机械偏转角度为-5到+5是,角度的分辨率可达到10微弧度。在整片的单晶硅上采用拥有技术的无万向节设计和独特的多级悬梁制造工艺制作一个完整的微镜促动器。其中采用无万向节设计可以使微镜在成像或光束偏转时可以在两个轴上达到同样的高速度。一个普通的拥有0.8mm。

MEMS扫描微镜的分类:按照扫描维度不同,可以分为一维扫描镜和二维扫描镜,一维扫描镜是指在镜面在一个维度内偏转,二维扫描镜是指沿着两个方向同时对光束进行调节。实现二维扫描,可以选用两个一维的扫描镜,也可以选用两个一个二维的扫描镜。相比较而言二维扫描镜功能更强大,但是结构也更复杂,控制的难度也就越大。按照驱动方式的不同,可以分为静电驱动、电磁驱动、压电驱动和电热驱动四种驱动方式。电热驱动是,利用电能转换为热能,再转换为机械能驱动,其优点是驱动力和驱动位移较大,但是响应速度较慢。压电驱动是利用压电材料的压电效应实现驱动,具有驱动力大、响应速度快等优点,但是压电材料存在迟滞现象。电磁驱动是利用电磁或者永磁体实现驱动,具有较大的驱动力力和驱动位移,但是响应速度偏慢,且容易受到电磁干扰。静电驱动是利用带电导体间的静电作用力实现驱动,具有功耗低、速度快、兼容性好等优点。MEMS微镜的运动方式包括平动和扭转两种机械运动。

MEMS扫描镜所采用的驱动技术:MEMS扫描镜的驱动技术有四种,即静电驱动、电磁驱动、压电驱动和电热驱动,其中前两种技术比较成熟,应用也更普遍。静电驱动MEMS扫描镜(如图7)采用单晶硅制造,工艺简单、成熟,芯片尺寸小,驱动功耗极低,封装也比较简单,属电压驱动型器件。静电驱动MEMS扫描镜由于器件工作于谐振状态,可以实现大角度的扫描,但驱动电压会比较高。由于电磁驱动的力密度大,电磁驱动MEMS扫描镜也获得普遍的应用,其扫描角度大,可以实现线性扫描。电磁驱动器件工艺涉及数十微米厚度的电磁线圈的制造,封装需要配置永磁铁,器件模块尺寸稍大些。该器件属电流驱动型器件,驱动电流达数十毫安,驱动功耗较高。器件既可工作于谐振状态,也可以工作于非谐振状态,当工作与谐振状态时,驱动功耗可以大幅度降低。一维MEMS扫描镜的特征:高扫描频率。常州3D建模MEMS扫描微镜哪里买

相较于传统的扫描镜,MEMS扫描镜的扫描频率高。平动MEMS扫描镜安装

MEMS扫描微镜的所谓静电驱动技术,就是利用电荷间的库仑力作为驱动力进行驱动的技术。通过静电作用使可以活动的微镜面转动,从而改变光路。虽然驱动力较其他原理的器件相比偏小,但工艺兼容性较好,可以使用体硅和表面硅机械加工工艺制作,便于实现集成。静电驱动技术按结构分,主要有平行板电容结构、抓刮结构(scratchdriveactuator,SDA)和梳齿结构三大类。所谓的平板电容结构,就是在平板电容的两端施加电压,上级板可动,下极板固定。当外加驱动电压时,静电力使极板间距减小,造成静电力增大;静电力的增大进一步引起极板间距的减小,又使静电力进一步增大,这是一个正反馈过程。因此,通过对外加电压的控制实现镜面的扭转,但只有当驱动电压在一定范围内才是稳定的。平动MEMS扫描镜安装

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