摘要:微光机电系统(MOEMS)结合了微机电系统(MEMS)和微光学的优点,能够实现独特的光学功能,具有广泛的先进应用。硅基 MOEMS 通过简单的外部机电控制方法,如静电、磁或热效应,实现精确的动态光调制。本文简要回顾了硅基 MOEMS 的技术与应用,简要介绍了其基本工作原理、优点、常用材料和微加工制造技术,并介绍了微镜/微镜阵列、微光谱仪、光学/光子开关等先进硅基 MOEMS 器件的研究进展。由于硅基 MOEMS 在空间光调制和高速信号处理方面的独特优势,它们在光通信、数字光处理和光传感方面有着广泛的应用前景。最后对Si基MOEMS未来的研究和发展前景进行了展望。
第五届年度REPP研讨会将在普渡大学中西部硅谷举行。它将集中于对电子,光子,MEMS和MOEMS材料的有用寿命,电子和光子包装中的组件,包装和系统的有用寿命的量化可靠性,加速测试和概率评估。这包括故障模式,机制,测试方案,加速测试,应力水平和环境应力。目的是将电气,可靠性,材料,机械和计算机工程师以及应用科学家汇总在一起,以解决所有电子和光子包装相互联系的领域的状态,并着重于各种可靠性相关方面:设计 - 可允许可允许的可允许性,设计,可靠性,制造性模型模型和加速测试。
微纳米技术 - MEMS 压力传感器、MOEMS 和 RF-MEMS 光学探测器 光子学执行器 机构构件 增材制造 涂层 复合材料 低温技术和焦平面冷却 可展开吊杆和充气结构 热传输设备和系统 印刷电路板和电子组装技术 烟火装置 太阳能电池阵列驱动机构 压紧和释放机构及展开机构技术 光学无源仪器技术(稳定轻型结构、镜子) AOCS 传感器和执行器 航空电子设备 嵌入式系统 机载计算机、数据处理系统和微电子技术 机载软件 机载无线电导航接收器 TT&C 转发器和有效载荷数据发射器 电磁兼容性 电化学储能 电源管理和分配 太阳能发电机和太阳能电池
航空航天应用包括 (1) 薄边界层流的主动控制,有可能消除传统的飞行控制面,减少阻力,提供按需升力,并提高压缩机、涡轮机和低可观测进气口的空气动力学性能,(2) 在单个芯片上完成惯性和导航单元,与传统系统相比,在尺寸、重量和成本方面具有重大优势,(3) 用于鱼雷应用的引信/安全和解除武装系统,(4) 使用微型燃料电池和微型发动机进行微型发电,用于潜在的独立传感器和执行器,具有无线通信,以及微型火箭、(5) 恶劣环境中的应用(例如高温、大量振动循环、侵蚀流和腐蚀性介质)以及 (6) 自主库存和存储环境监控以及使用寿命预测的应用。继这些 MEMS 应用之后,微光机电系统 (MOEMS) 在光通信和传感系统的背景下进行了描述。
无源元件、电路和子系统 E01 平面无源元件和电路 E02 平面滤波器和多路复用器 E03 非平面无源元件和电路 E04 非平面滤波器和多路复用器 E05 智能材料、RF MEMS、MOEMS 和 NEMS E06 超材料、可重构表面(包括频率、极化、传播)和电磁带隙结构 E07 互连和封装 - 从微波到 THz 电路 E08 增材制造、新兴材料(包括环保、生物来源)和可持续技术 有源元件、电路和子系统 E09 低噪声电路和模块 E10 频率生成、转换和控制 E11 前端和收发器模块、系统级封装技术 E12 功率放大器,包括效率增强、线性化和行为建模 E13 亚太赫兹和太赫兹元件、电路和系统E14 微波光子元件、电路与系统
微机电系统(MEMS)是指一组微秒和执行器,它们能够感知其环境,并能够通过微电路控制对环境的变化做出反应。除了传统的微电子封装外,它们还包括将用于命令信号的天线结构集成到微机电结构中,以实现所需的传感和致动功能。该系统还可能需要微电源、微继电器和微信号处理单元。微元件使系统更快、更可靠、更便宜,并能够集成更复杂的功能。20世纪90年代初,MEMS随着集成电路(IC)制造工艺的发展而出现,其中传感器、执行器和控制功能在硅片上共制。此后,在政府和工业界的大力推动下,MEMS的研究取得了显著进展。除了一些集成度较低的 MEMS 器件(如微加速度计、喷墨打印机头、投影微镜等)的商业化外,更复杂的 MEMS 器件的概念和可行性也已提出并得到验证,可用于微流体、航空航天、生物医学、化学分析、无线通信、数据存储、显示、光学等各个领域 [1,2]。MEMS 的一些分支,如微光机电系统 (MOEMS)、微全分析系统 (µ TAS) 等,由于其潜在的应用市场,已经吸引了大量的研究兴趣。截至
微电机电系统(MEMS)领域传统上以硅微加工为主导。在早期,努力集中于制造各种硅结构,然后开发了相对简单的组件和设备。用于描述这种微机电结构,使用了首字母缩写词。对制造技术(IC)启发的硅晶片和批处理MEMS制造以外的制造技术越来越兴趣在今天的微型系统场中很明显。对替代技术的这种兴趣与使用新的MEMS材料的愿望相比浮出水面,这比依赖于平面光刻学作为定义结构的手段的材料具有更大程度的几何自由。一种这样的新MEMS材料是塑料的,可用于通过微复制来生产低成本的一次性微型发行。微加工领域还从用于生产简单设备的技术到制造复杂的小型化系统的技术成熟并发展,该技术已将缩写词从代表结构转变为微电机械系统。微型系统包括微型系统(微型机电系统,MOEMS),微流体(微流体分析系统,µ -TAS)等。这些系统包含微力组件,包括可移动的镜子和镜头,传感器,光源,泵和阀门以及被动组件,例如光学和化合物波导,以及各种类型的电气组件和电源。