国家高技术研究发展计划(2004AA404042)
- 作品数：15 被引量：61H指数：5
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- 利用Mirau显微干涉仪测量微器件的纳米级运动被引量：10
- 2005年
- 描述了一种用于微机电系统(MEMS)纳米级微运动测量的Mirau显微干涉系统.该系统利用商业化的Mirau显微干涉仪,它直接安装在光学显微镜上,用于测量一个表面微加工水平谐振器的三维运动.面内运动取决于亮场在最佳焦平面处的图像,而离面运动则取决于频闪得到的干涉图像,该图像在物镜纳米定位器的8个不同位置处得到.实验结果表明了系统进行面内和离面运动测量的纳米级分辨力.
- 郭彤胡春光胡晓东栗大超金翠云傅星胡小唐
- 关键词：微机电系统
- 利用光切方法测量微结构的三维微运动
- 2005年
- 微结构动态特性的测试方法对研发可靠的、能市场化的微机电系统(MEMS)是必需的。开发出了一种测试系统,能使微结构的三维运动可视化。系统包括:利用光学显微镜来实现微结构的放大,并将图像投影到CCD摄像机上;利用光切方法来获取一系列图像,以此来表征微结构的三维运动;利用频闪照明来冻结微结构的高速运动。通过研究微加工水平谐振器在激励条件下的三维运动,论证了系统的功能。
- 郭彤胡春光胡晓东栗大超金翠云傅星胡小唐
- 关键词：微机电系统
- 利用频闪成像方法进行微机电系统的计量被引量：3
- 2005年
- 为了实现MEMS器件的计量,一个基于频闪成像原理的MEMS动态测试平台被构建,用于在全频率、相位和电压输入范围内表征器件的全三维运动。系统利用高亮度LED和LD作为脉冲光源,有效冻结MEMS器件的面内和离面运动,能在从静止状态到1MHz很宽的频率范围内对MEMS器件进行表征,达到了纳米级分辨力。通过实验对一个微谐振器进行了三维运动测量,在扫频和扫幅两种工作模式下,配合强大的数据分析软件,给出器件运动的幅频和相频特性曲线,为分析器件的动态性能提供了可靠数据。
- 郭彤胡春光胡晓东栗大超陈津平傅星胡小唐
- 关键词：计量学微机电系统同步控制
- 微机电系统动态特性的光学检测方法被引量：3
- 2006年
- 微机电系统(MEMS)的动态表征是为可动MEMS器件的设计和加工过程提供可靠的实验数据反馈。文中构建了一个MEMS动态测试系统,它采用了光学检测方法,具有非接触、快速、高精度等优点。系统分别采用光流技术和显微干涉技术,结合频闪照明的方法,对MEMS器件的面内和离面运动特性进行了测量。通过对一个微加工水平谐振器的运动特性测量实验说明了系统具有的功能。
- 陈津平郭彤胡小唐
- 关键词：微机电系统光学检测动态特性显微干涉
- 飞秒激光微精细加工技术与MEMS动态测试技术
- 2004年
- 本文阐述了飞秒激光微精细加工技术的原理特点,在微机械和微光学中的应用,及其在加工研究中取得的一些进展;提出一种基于计算机视觉、显微干涉及激光多普勒的 MEMS 的动态测试技术,实现 MEMS 器件平面运动幅度的快速测量、平面和离面运动的测量和离面运动的瞬态测量。
- 胡小唐王清月张国雄蒋诚志胡晓东倪晓昌栗大超
- 关键词：飞秒激光微纳加工多光子吸收计算机视觉激光多普勒MEMS
- 复杂微结构三维形貌测量方法的研究被引量：11
- 2006年
- 微结构三维形貌测量是研究微加工工艺和微尺寸特性的重要测试内容。本文提出一种基于相移显微干涉术、利用干涉图建立二维结构模板指导相位展开的新方法,它不仅适用于静态测量,而且能应用于在动态测量中,特别是微机电系统(MEMS)器件的运动测量。以微谐振器为测试器件,对其运动梳齿结构进行了静态三维形貌测量,实验的离面理论测量精度优于0.5 nm,测试结构内部的面内理论测量精度优于0.5μm,而边缘尺寸因受到边缘提取方法的影响,其测量精度仅在μm量级。对该方法的缺点和发展方向做了探讨。
- 胡春光胡晓东徐临燕郭彤胡小唐
- 关键词：微结构三维形貌测量
- 基于光流技术MEMS平面微运动特性的测量被引量：2
- 2006年
- 实现MEMS动态测试技术中平面微运动特性的测量,关键是记录MEMS运动过程中的瞬间运动状态,并恢复MEMS面内的运动历程．为此,介绍了光流技术,并提出利用邻域优化法进行微结构运动的光流计算．组建了基于频闪成像的MEMS平面运动测试系统,通过该系统获得MEMS谐振器周期运动不同相位下的清晰图像序列．利用邻域优化计算该图像序列的光流,选取合适的邻域大小和阈值,得到了MEMS谐振器在特定驱动频率下的运动幅度-相位图及其拟合曲线,从而获得微谐振器在此驱动频率下的运动幅度值为2．12μm．实验结果表明,该方法是准确有效的．
- 张少婧胡晓东栗大超胡小唐
- 关键词：光流运动特性
- 三维相位展开算法在精密运动测试中的应用被引量：5
- 2007年
- 三维相位展开算法将基于空间的相位展开算法拓展到时间轴上,包含了一维时间和二维空间信息,适合于运动测试。通过建立一维时间相位展开算法的数学模型,分析了该算法运动测试的基本原理,讨论了在精密测试中的使用方法和适用范围,并对微谐振器的微结构进行运动测试。实验表明,算法在相位展开中引入时间信息,不仅消除了形变测量中需选取静止点为相位参考点或参考平面的限制,还可以同时测量物体表面某点纳米级的离面运动曲线和表面形变。
- 胡春光胡晓东栗大超郭彤胡小唐
- 关键词：光学测量相位展开算法三维形貌测量
- 微结构特性的光学测试平台被引量：18
- 2005年
- 微结构是微机电系统的基本元件,其几何尺寸、运动特性、材料及力学特性直接影响微机电系统的整体性能。提出一种将计算机微视觉、米劳显微干涉、频闪成像和激光多普勒测振等技术充分融合的微结构静态和动态特性的光学测试平台,分别对微谐振器的平面和离面周期运动特性和微机械扭转镜的离面瞬时运动特性进行测试研究。实验结果表明,利用计算机微视觉和频闪成像技术能够实现微结构的平面位移、运动相位及谐振频率等周期运动参量的测试,位移的重复精度为30nm;利用显微干涉和频闪成像技术可实现微结构的离面位移及表面扭曲等周期运动参量的测试,位移的重复精度为3nm;激光多普勒测振技术具有在频域上对微结构瞬态运动进行分析的优点,是时域上周期运动测试的重要补充。
- 胡晓东栗大超郭彤金翠云胡春光胡小唐
- 关键词：光学测量
- 微结构振动特性的自由衰减测试方法被引量：1
- 2006年
- 为准确快速地对微结构的谐振频率和阻尼比进行测试和分析,组建了以激光多普勒测振仪为核心的微结构瞬态离面运动特性测试系统．附有压电驱动的微悬臂梁和微振动薄膜在斜波脉冲激励信号作用下产生自由衰减振动,通过激光多普勒测振仪将瞬态运动速度转换为模拟信号,经数据采集卡数字化后送入计算机,对其振动特性进行分析．实验测得MPA-41200-10型微悬臂梁谐振频率为48．676 kHz,阻尼比为0．002 9,微薄膜谐振频率为 25．446 kHz,阻尼比为0．042．实验结果与采用频率扫描方法测试的结果进行了对比,证实自由衰减振动法对微结构振动特性的快速测试是可行、有效的．
- 胡晓东宋孝勇栗大超傅星胡小唐
- 关键词：微机电系统谐振频率阻尼比
