光热微驱动机构动态响应特性的理论与实验研究

摘要：

理论和实验研究了脉冲激光照射下光热微驱动机构的动态响应特性,建立了微膨胀臂的光热温升及光热膨胀的动态模型,导出了动态光热膨胀伸长量及振幅的计算公式,并通过Matlab仿真得到它们与激光脉冲频率之间的理论关系曲线.设计与微加工制作了一种总长为700 μm的非对称型光热微驱动机构(A-OTMA),在功率为2 mW、频率为2～18 Hz可调的脉冲激光照射控制下开展了动态光热驱动实验.采用显微视频成像系统及运动测量软件,对A-OTMA光热微驱动过程进行了实时监测和测量.实验结果表明,A-OTMA能够以与激光脉冲相同的频率实现周期性偏转运动,光热偏转量及振幅随激光脉冲频率的增大而减小,其变化趋势与理论曲线吻合,获得的最大偏转量振幅为14.9 μm(2 Hz时),最大响应频率至少达到18 Hz.本文的动态响应特性的理论和实验研究,为OTMA在微光机电系统(MOEMS)及微纳米技术领域的实际应用提供了技术基础.

关键词：光热膨胀、光热微驱动机构(OTMA)、动态响应特性、偏转量

所属期刊栏目：28

分类号：TH703(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2017-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：470-475