微型光机电系统

  微型光机电系统的英文缩写是“MOEMS”,它是微光学、微电子、微机械的结合产生出一类新的应用范围很广的器件。MOEMS日益成为新的光学工具,已经对许多基于光学的仪器显示出应用前景。

发展历史

  1959年,1965年诺贝尔物理学奖获得者Richard P Feynman提出微型机械的构想。

  1962年,硅微型压力传感器问世,之后50~500微米的齿轮,齿轮泵,气动涡轮及联接件等微系统问世。

  1966-1972年,基本的微加工技术发展,制造出微机械元件。

  1988年,加州大学伯克利分校制造出60-12微米直径的硅微型静电机。

  1980年代,硅微加工技术迅猛发展,利用牺牲层腐蚀技术获得了微可动机构。

特点

  1、生产中的特点

  MOEMS可以实现大批量生产。由于采用了集成电路芯片的生产技术,MOEMS芯片本身的封装已经达到了高度的集成化,其生产成本也大幅度降低。

  2、结构上优势与特点

  MOEMS的体积非常小,尺寸小至几微米,大也不过几毫米;响应速度在100ns~1s的范围内;其可动结构通常由静电致动,致动能为CV2/2;其结构可以做到相当复杂,包含元件数目达到1个~106个。

  3、动作上特点

  通过精确的驱动和控制,MOEMS中的微光学元件可实现一定程度或范围的动作,这种动态的操作包括光波波幅或波长的调整、瞬态的延迟、衍射、反射、折射及简单的空间自调整。上述任何两、三种操作的结合,都可以对入射光形成复杂的操作,甚至实现光运算和信号处理。

应用领域

  1.在民用领域的应用:

  光通信

  数字图像获取

  显示与处理

  IT外围设备

  环境保护

  自动化生物医疗装备

  工业维护

  2.在军事领域的应用:

  光束灵活控制(STAB)系统

  光学微型网络

  超大规模集成光学

  3.在空间的应用:

  光通信

  光遥感

未来展望

  MOEMS技术发展的历史并不长,但这是一项学科交叉性和综合性都很强,且极具发展潜力的高新技术。随着微机械加工技术在MOEMS器件中的应用,既可以带动一些重要的基础课题研究,又可以带动大量概念全新的功能部件开发,可以相信,更加成熟的MOEMS器件在不远的将来会得到更加广泛的应用。

相关百科