广东谐振式MEMS扫描微镜加工

时间:2022年04月05日 来源:

MEMS扫描镜的使用:按照驱动方式的不同,MEMS扫描镜可以分为静电驱动、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。是目前使用普遍的驱动方式。MEMS微镜的应用领域比较普遍。广东谐振式MEMS扫描微镜加工

MEMS器件的分类介绍:MEMS器件体积小,重量轻,耗能低,惯性小,谐振频率高,响应时间短。MEMS系统与一般的机械系统相比,不但体积缩小,而且在力学原理和运动学原理,材料特性、加工、测量和控制等方面都将发生变化。在MEMS系统中,所有的几何变形是如此之小(分子级),以至于结构内应力与应变之间的线性关系(虎克定律)已不存在。MEMS器件中摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之间的分子相互作用力引起的,而不是由于载荷压力引起。广东谐振式MEMS扫描微镜加工MEMS扫描微镜的系统可以可靠地感知周围的环境,并且不易受到干扰,同时尺寸小巧、易于集成。

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。使其拥有良好的重复性和可靠性。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。MEMS扫描镜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。

MEMS微镜扫描方法使用洛伦兹力磁体来控制1cm²微镜设备的运动,这是朝着小尺寸传感器模块迈出的一步,它无需使用电机,且限制了会引起摩擦的机械部件。从理论上讲,降低了那些可能影响传感器模块可靠性和使用寿命的因素。分辨率的提高主要来自调整反射镜和激光发射器的尺寸。通过提高分辨率,开发者旨在提高对象检测和识别的可靠性。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。同时,可以根据不同需求定制其他不同大小镜面的MEMS微镜芯片。MEMS扫描微镜在DLP的应用是一个成功的例子。

MEMS扫描镜可以应用于激光加工等能量激光领域吗?MEMS扫描镜的尺寸很小,其反射镜面直径通常为数毫米,镜面厚度、支撑悬臂梁的厚度/宽度只为数十微米至数百微米。MEMS扫描镜面采用金属反射薄膜,可以承受的激光功率可达到瓦级以上,因此可以满足信息激光应用的要求。MEMS扫描镜可以满足激光加工等能量激光应用。能量激光应用可以划分为十瓦、百瓦和千瓦量级三个层级,十瓦、百瓦两个层级的MEMS扫描镜是可以期待的。实现十瓦、百瓦两个层级的MEMS扫描镜的商业应用,则需要在超高光反射率反射镜设计与制造、大镜面尺寸大角度器件设计、MEMS扫描镜传热/散热设计、器件光电封装等技术方面实现突破。随着使用时间的推移,MEMS扫描镜依然保持着极高的性能。广东谐振式MEMS扫描微镜加工

二维MEMS扫描微镜具有体积小、驱动功耗低、扫描频率高、扭转转角大、生产成本低等特点。广东谐振式MEMS扫描微镜加工

MEMS扫描镜的分类:根据扫描镜运动方式,MEMS扫描镜可以分为谐振式和准静态式两种。谐振式MEMS扫描镜工作在机械谐振状态,其扫描角度大、驱动功耗低、扫描电压低,图像化激光扫描、激光成像是其主要的应用市场。准静态MEMS扫描镜工作在非谐振状态,扫描镜可以在扫描范围内的任意扫描角度暂停,主要应用于激光指向、激光矢量化图形扫描,其扫描角度范围相对较小。在同一MEMS扫描镜中,其二维扫描也可以分别工作于谐振和非谐振两种状态。广东谐振式MEMS扫描微镜加工

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