摘要 - 光检测和范围(LIDAR)已被广泛用于空中监视和自动驾驶。如果配备LIDAR,机器人技术甚至微型机器人的能力都可以大大增强,但是必须使用非常轻巧和小的LIDAR。微型机器人的尺寸接近鸟类或昆虫,几乎所有现有的激光雷达都太重了,对它们来说太大了。在这项工作中,提出并证明了其光学扫描仪的新型MEMS LIDAR,其光学扫描仪已被提出并证明。扫描仪头将通过移动的微型机器人携带,而雷达底座则固定在地面上。有一条薄而柔性的光学/电缆,将扫描仪头连接到底座。扫描仪头由一个MEMS镜子和一个棒镜组成,它的重量仅为10 g,长4厘米。mems镜的光圈为1.2 mm×1.4 mm,可以扫描9°×8°的视场(FOV)。由于微型机器人和光学扫描仪头部相对于光学接收器的移动,IMU(惯性测量单元)已嵌入扫描仪头中以跟踪运动,并且已经开发出算法以重建真实点云。可移动的底圈可以每秒获取400点,并检测到最多35厘米的目标。微型机器人在移动时可以携带扫描仪的头部,并且可以在LiDAR底座生成点云。这种新的LIDAR配置可实现微型机器人的范围,映射,跟踪和缩放扫描。
内容:• MEMS 和微系统• 微系统工作原理及示例• 微系统和微电子学• 微系统的应用• 小型化的好处• 缩放简介• 几何、静电力的缩放• MEMS 设计注意事项。
课程描述:本课程旨在向学生介绍微系统的理论、设计、模拟、制造和特性。本学期,课程将重点介绍微机电系统 (MEMS),学生将学习基本制造技术、MEMS 设备设计和 MEMS 设备模拟。在课程的一部分中,学生还将在 UTEP 的半导体洁净室工作,在那里他们将学习流程并制造他们的 MEMS 设备。制造完成后,学生将对其设计进行特性描述,并向全班展示。课程先决条件:(EE 3325 w/C 或更高以及 EE 3329 w/C 或更高)EE5390 - 研究生水平的学生:参加本课程研究生部分的学生将被要求完成一份额外的报告,并在学期末提交。课程网站:Blackboard 将用于共享演示文稿和讲义的电子副本。教科书:Eun Sok Kim 博士,《微机电系统 (MEMS) 基础》,第 1 版,McGraw Hill,ISBN:9781264257584 UTEP 学生可通过 VPN 获取该教科书的电子版:www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9781264257584
摘要输入物联网(IoT)和第五代(5G)移动网络的时代,对紧凑,成本效益和高音传感器和执行器的需求飙升。光学技术作为对常规电气技术的补充,为构造广泛应用的传感器和执行器提供了一种多功能平台,显示了高数据速率,强大的多重能力,快速响应,低串扰,低串扰以及对电磁干扰的免疫力的优势。在本文中,我们对光学传感和驱动技术的开发过程进行了全面综述。在光学检测器,光传感器(进一步分为物理和化学/生物传感器)中的应用以及光学通信/计算/成像。对于每个应用程序的每个类别,都遵循从光学微电体式系统(MEMS)和纳米光子学到光子纳米系统的技术演变趋势引入进度。还提出了光学传感/致动技术的未来开发方向。
由于自 1992 年以来进行的测试和特性分析工作,基于 DLP™ 技术的投影仪表现出优于竞争技术的可靠性和使用寿命。使用寿命估计超过 100,000 小时,且图像质量没有下降是常态。作为证据,TI 可靠性部门对 DLP™ 子系统和 DMD 芯片进行了持续的寿命测试。大屏幕电视在实验室中持续运行超过 10,000 小时,没有缺陷,也没有图像伪影。小型、便携、轻便的会议室投影仪在我们的可靠性实验室中运行了超过 26,000 小时,没有增加缺陷或图像质量下降。1995 年 12 月对 9 个 DMD 进行了测试,运行时间超过 56,500 小时,镜面循环次数超过 3x10 12(万亿次)(相当于典型办公室投影仪应用的 100 多年),没有出现任何缺陷。这些结果与建模预测相结合,支持了以下结论:DMD 极其坚固可靠。例如: • DMD MTBF > 650,000 小时 • DMD 寿命 > 100,000 小时 • 铰链寿命 > 3x10 12 镜面循环(相当于 >120,000 个工作小时) • 环境稳定性
用于 MEMS 封装的高柔性芯片粘接粘合剂 Dr. Tobias Königer DELO 工业粘合剂 DELO-Allee 1 86949 Windach,德国 电话 +49 8193 9900-365 传真 +49 8193 9900-5365 电子邮件 tobias.koeniger@delo.de 摘要 大多数 MEMS 封装的芯片粘接材料必须具有高柔性,因为在装配过程和应用过程中的温度变化可能导致热机械应力,这是由于基板、芯片和粘合剂的热膨胀系数不同造成的。热机械应力会导致对应力极为敏感的 MEMS 设备的信号特性失真。在本文中,我们开发了高柔性热固化粘合剂,其杨氏模量在室温下低至 5 MPa (0.725 ksi)。 DMTA 测量表明,在 +120 °C (+248 °F) 温度下储存不会导致粘合剂脆化,而脆化会对 MEMS 封装的可靠性产生负面影响。在 +120 °C (+248 °F) 下储存长达 1000 小时后,杨氏模量没有增加。粘合剂在低至 +100 °C (+212 °F) 的极低温度下固化,从而减少了组装过程中的应力产生。此外,粘合剂具有非常友好的工艺特性。处理时间可以达到一周以上。双重固化选项可在几秒钟内对芯片进行初步光固定。关键词粘合剂、MEMS 封装、应力、芯片粘接、粘合
在大多数考虑的应用中,收集源信号的振动能量发生在特定的频带上,因此 MEMS 的频率响应需要足够宽的带宽。所研究的收集器的频率响应如图 5.a 所示,该图显示了在 MEMS 模型的负载下对一组偏置电压 V b 测得的电路输出功率。图 5a 清楚地表明了“软化”效应,其中谐振频率的降低随着 V b 的增加而减小,这与 MEMS 的实际行为一致 [3]。该模型还表明,我们可以在高偏置电压下达到较大的工作带宽,但代价是较低的 P peak 。该模型预测随着 V b 的增加,带宽会显著增加,P Peak 会呈非线性变化。它表明,MEMS 的最佳工作条件是偏置电压足够高(>30V),其中带宽足够大,V out 与其最大值(~10V)不会有显著差异。根据以上结果和观察,我们可以根据以前的研究 [6] 定义一个可靠的 FoM:
摘要:可见光集成光子学可用于传统(C 波段和 O 波段)硅光子学无法实现的应用,包括囚禁离子和中性原子量子实验、生物光子学和显示器。尽管展示了越来越先进的功能和集成度,但低功耗、单片集成的可见光开关和移相器的开发仍然是一项艰巨的挑战。在这里,我们展示了一种用于可见光谱的集成光子静电 MEMS 驱动的 Mach-Zehnder 干涉仪光开关。该设备在 540 nm 波长下以 7.2 dB 的消光比和 2.5 dB 的光损耗运行。测得的 10-90% 上升(下降)时间为 5(28)µ s,实现了约 0.5 nW 的低静态功耗。30 kHz 开关频率下的动态功耗估计为 < 70 µW。