基于LIGA技術的光熱微驅動機構研究.pdf

1、微納米技術及微光機電系統(tǒng)(Micro-Opto-Electro-Mechanical System，MOEMS)代表著未來科技的發(fā)展趨勢。微驅動機構作為MOEMS的重要組成部分，已成為各國學者研究的熱點。本文提出了一種新型微驅動技術--光熱微驅動技術，設計了多種光熱微驅動機構，并采用LIGA(Lithographe GalvanoformungAbformtechnik，德文，可翻譯為：同步輻射X光光刻電鑄成型)技術加工制備了多種金屬光

2、熱微驅動器，對其進行了實驗研究和探索性應用研究。光熱微驅動器具有原理新穎、結構簡單、選材廣泛、操控簡便、輸出力大、可非接觸控制、易于微小化和集成化等優(yōu)點，是一種具有廣泛發(fā)展和應用前景的新型微驅動器。
　　 本文首先介紹了MOEMS技術和微驅動器的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀。隨后介紹了與微驅動器加工密切相關的微納米加工技術的發(fā)展現(xiàn)狀。回顧了LIGA加工技術的發(fā)展歷史，詳細描述了LIGA技術的典型工藝流程、各種應用及優(yōu)點。介紹了北京同步輻射裝置

3、LIGA工作站的相關情況以及LIGA加工過程中涉及到的一些工藝與參數(shù)的選擇。
　　 開展了對光熱膨脹機制的理論及仿真研究。分析了光熱膨脹的微觀機制，建立了微膨脹臂熱學模型。用有限元分析軟件ANSYS對所建模型進行了仿真研究，分析了導熱系數(shù)、激光功率、光斑照射位置等因素對微膨脹臂溫度場及形變量的影響。
　　 在對微膨脹臂光熱膨脹機制理論及仿真研究的基礎上，設計了多種光熱微驅動機構。重點對開關型和V型光熱微驅動器的驅動機制開

4、展了理論及仿真研究，并利用純鎳與黑鎳等金屬材料及LIGA技術加工制備了開關型、V型光熱微驅動器及其他一些光熱微驅動機構。
　　 建立了光熱微驅動機構的驅動控制及顯微觀測系統(tǒng)。根據(jù)需要設計了整個實驗系統(tǒng)，包括激光光源的選擇、驅動控制光路的構建、顯微成像光路及CCD成像模塊的設計。編制和優(yōu)化了用于光熱微驅動測量與分析的軟件系統(tǒng)。
　　 開展了光熱微驅動機構的一系列實驗研究。重點對開關型光熱微驅動器和V型光熱微驅動器進行了實驗