具有大光孔的浸水式MEMS镜子
Yi Yang1,2, Yichen Liu3, Yongquan Su1,3
1School of Microelectronics, Shanghai University, Shanghai 200444, China.
Micromachines
|February 24, 2024
概括
这项研究引入了用于显微镜的水浸式MEMS镜. 经过修改的设计可以防止化和电故障,使超声波和光声学应用在水中可靠运行.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 微电机系统 (MEMS) 镜子对于光学扫描至关重要.
- 浸水式MEMS镜面临着水中环境中的空洞化和电气故障等挑战.
- 现有的MEMS镜子往往缺乏足够的光学孔径来进行先进的成像.
研究的目的:
- 开发和描述一个基于AlScN的双轴MEMS镜子,能够浸泡在水中.
- 调查和减轻影响MEMS水中镜子性能的洞化现象.
- 评估MEMS镜子对超声波和光声学显微镜的潜力.
主要方法:
- 使用8英寸的MEMS工艺制造一个基于AlScN的双轴MEMS镜子.
- 在空气和水中对共振频率和扫描角度的表征.
- 对化效应的分析和实施设计修改以减少共振频率.
主要成果:
- 开发的MEMS镜子具有很大的10毫米光圈.
- 最初的装置表现出1011 Hz (空气) 和342 Hz (水) 的共振频率,扫描角度为±5° (空气) 和±2° (水).
- 观察到化诱导的电气故障;一个具有较低共振频率 (246 Hz空气,152 Hz水) 的修改设备有效地防止了泡的形成.
结论:
- 基于AlScN的MEMS镜子是基于水的光学扫描的一个可行的组件.
- 设计优化以更低的共振频率成功地解决了水中运行中的洞穴问题.
- 改进的MEMS镜子显示了集成到超声波和光声学显微镜系统的巨大潜力.
