MOEMS電磁式集成掃描光柵微鏡的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近紅外光譜儀是一種非接觸、無(wú)需樣品前處理，可定性、定量檢測(cè)物質(zhì)組分與含量的重要檢測(cè)裝備。論文針對(duì)高性能、低成本微型近紅外光譜儀的迫切需求，開(kāi)展具有分光、掃描與角度傳感功能的MOEMS集成掃描光柵微鏡設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究，具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用需求。本文針對(duì)MOEMS掃描光柵微鏡的光柵衍射效率、微鏡掃描精度控制與光譜準(zhǔn)確采集等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，提出了一種將閃耀光柵、掃描微鏡與角傳感器一體化三維集成的MOEMS掃描光柵微鏡新結(jié)構(gòu)；研究了閃耀光柵、M

2、OEMS掃描微鏡驅(qū)動(dòng)和角傳感器的相關(guān)理論；分析了影響閃耀光柵分辨能力與衍射效率等性能的主要因素，利用光柵仿真軟件完成了閃耀光柵主要性能參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；研究了MOEMS掃描微鏡機(jī)械特性和角傳感器輸出性能，基于有限元分析軟件，進(jìn)行了MOEMS掃描微鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化與穩(wěn)定性、可靠性分析；完成了MOEMS掃描光柵微鏡的微加工工藝流程、掩膜版圖與封裝設(shè)計(jì)，研制出了MOEMS掃描光柵微鏡原理樣機(jī)，并進(jìn)行了樣機(jī)芯片主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)試與分析，測(cè)試結(jié)果與設(shè)

3、計(jì)指標(biāo)基本一致。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①研究分析了MOEMS掃描光柵微鏡的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，確定了論文的研究目標(biāo)與內(nèi)容；②提出了將閃耀光柵、掃描微鏡、角傳感器一體化三維集成的MOEMS掃描光柵微鏡新結(jié)構(gòu)；研究了閃耀光柵的光學(xué)特性和電磁式掃描微鏡、角傳感器的工作原理；建立了 MOEMS掃描微鏡扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型以及角傳感理論模型，分析了影響掃描微鏡和角傳感器機(jī)電性能的主要因素；③基于MOEMS掃描光柵微鏡的相關(guān)理