基于MOEMS技术的一种F-P光开关的设计与制作

研制了一种用于WDM光通信系统的多层介质膜Fabry-Perot腔结构式光开关,面积为1.5mm×1.5mm.光开关采用多层复合膜消除内应力,防止产生过度变形;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度,降低驱动电压.体硅腐蚀出的硅杯既减小了光开关的插损,又便于端面输入输出光纤的精确对准与固定,有效降低封装成本.制成的开关转换电压为20V,关态隔离度为87%,开态插损为0.15dB.其结构和工艺简单,易于与IC工艺相结合形成规模生产,如增加膜的层数便能制成基于F-P干涉仪结构的滤波器.     

使用超声搅拌实现精密KOH各向异性体硅腐蚀

对使用超声搅拌和不加搅拌时(100)单晶硅的腐蚀特性进行了研究和对比.使用超声搅拌,可以得到光滑的、无小丘的腐蚀表面,整个硅片腐蚀深度的误差不超过1μm.实验结果表明,该方法可以有效地实现精密KOH各向异性体硅腐蚀.     

基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.     

生物质燃烧中碱金属和氯沉积烧结行为分析

采用化学热力学平衡的方法,对秸秆燃烧中K、Na、Cl的转化规律及形成的产物进行了研究,并与锅炉采样结果对照,讨论了生物质锅炉过热器严重积灰烧结的原因。研究结果表明,生物质中的K、Na、Cl在燃烧温度小于600℃时只存在于固相中。当温度大于600℃时产生气态的KCl、NaCl、KOH、NaOH、K、Na等。现场采样结果表明,生物质锅炉的过热器积灰烧结问题正是由这些气态碱金属化合物的凝结和硫酸盐化而引起的。     

纹膜结构微麦克风的动态特性:使用EDA/CAD工具进行Top-down设计

综合使用通用电路模拟软件PSPICE和有限元分析软件ANSYS对一种硅基微麦克风进行了系统模拟.得到了各项参数的优化值,优化后的微麦克风在音频范围内具有平直的响应.在此基础上,提出了一种Top-down的优化设计方式以准确预测系统的行为,分析了各组件的相互作用及其对系统性能的影响.     

基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.     

Stable 85Rb micro vapour cells: fabrication based on anodic bonding and application in chip-scale atomic clocks

We describe the microfabrication of 85 Rb vapour cells using a glass-silicon anodic bonding technique and in situ chemical reaction between rubidium chloride and barium azide to produce Rb.Under controlled conditions,the pure metallic Rb drops and buffer gases were obtained in the cells with a few mm 3 internal volumes during the cell sealing process.At an ambient temperature of 90 C the optical absorption resonance of 85 Rb D1 transition with proper broadening and the corresponding coherent population trapping (CPT) resonance,with a signal contrast of 1.5% and linewidth of about 1.7 kHz,have been detected.The sealing quality and the stability of the cells have also been demonstrated experimentally by using the helium leaking detection and the after-9-month optoelectronics measurement which shows a similar CPT signal as its original status.In addition,the physics package of chip-scale atomic clock (CSAC) based on the cell was realized.The measured frequency stability of the physics package can reach to 2.1×10 10 at one second when the cell was heated to 100 C which proved that the cell has the quality to be used in portable and battery-operated devices.     

高灵敏度微机械薄膜的设计、模拟与优化

许多高性能微传感器和微执行器的实现都离不开高灵敏度的薄膜。使用微机械加工方法制备的薄膜一般有着不可忽视的残余应力。残余应力极大地降低了膜的机械灵敏度。文中提出的纹膜结构 ,可在不改变工艺条件的前提下 ,显著地降低残余应力的不良影响 ,大幅度增加膜的灵敏度。理论分析的结果表明 ,纹膜几何参数的设计是提高灵敏度的关键。文中提出了一种简单实用的纹膜制造工艺 ,并结合此工艺设计出若干实际的结构 ,利用有限元分析 (FEA)工具对结构进行了进一步的模拟和优化 ,得到了各项设计参数的最优值。优化后纹膜的灵敏度较平膜提高了一个数量级 ,可用于各种高性能 MEMS器件的制作