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基于光栅干涉仪的光学MEMS声学传感器
摘要： 声学检测因其广泛应用而具有重要意义。本文报道了一种基于光栅干涉仪的微机电系统（MEMS）声学传感器。该MEMS结构中，振膜与微型光栅构成干涉腔。为降低温度对腔长的影响、提高环境温度变化的稳定性，设计并制备了短腔结构。此外，在光栅基底设计了通孔以减小短腔结构的空气阻尼。通过改进的MEMS工艺，制备出具有16.919微米深腔和2.4微米周期光栅的硅振膜。将制备的传感器芯片与激光二极管、光电探测器组成的调理电路封装，用于声学检测。该传感器对声波响应的输出电压信号质量优异，在1kHz频率下灵敏度高达-15.14 dB（参考值1 V/Pa）。该高稳定性声学传感器的输出信号在5℃至55℃环境温度范围内几乎保持不变。
关键词： 干涉测量法、稳定性、声学传感器、微机电系统、光栅
更新于2025-11-28 14:23:57
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介质充电对基于SOI的CMUT电容变化的影响
摘要： 研究了介质充电对基于绝缘体上硅（SOI）的电容式微机械超声换能器（CMUT）性能的影响。对基于SOI的CMUT的测量表明，其电容随直流偏压的变化量显著高于理论计算值。分析发现，这种与理论值的偏差源于多种因素的共同作用：强电场导致的不同介质充电现象、SOI氧化层中的陷阱电荷、通过埋氧层的漏电流引发的电荷运动，以及CMUT腔体内的空气。此外，这种充电效应会降低换能效率，因为诱导电极化会减小CMUT的有效偏压。研究得出结论：SOI晶圆中的埋氧（BOX）层不适合作为静电MEMS器件的介质间隔层。
关键词： 绝缘体上硅、介质充电、电容、微细加工、微机电系统、电容式微机械超声换能器、漏电流
更新于2025-11-14 17:28:48
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MEMS BPSK到ASK转换器
摘要： 目的——本文旨在研究利用微机电系统（MEMS）将二进制相移键控（BPSK）信号转换为更简单的振幅键控（ASK）方案的可行性。设计/方法/途径——原型设计遵循SOIMUMPs?制造工艺约束条件。这些工艺约束对可测试内容施加了几何限制?；谡庑┰际⒘耸Ｐ?，并通过MATLAB?优化响应特性。优化后的设计采用CoventorWare?进行有限元分析验证，最终通过实物器件实验室测试确认理论预测。研究发现——理论预测与2.9平方毫米原型器件的实测数据高度吻合。该原型在174kHz载波频率、3kHz BPSK数据速率及6V载波幅度条件下测试，两个输出传感器分别测得0.96和0.94的ASK调制指数。原创性/价值——本研究提供了BPSK转ASK的MEMS解决方案，同时明确了制约调制指数和数据速率提升的关键因素。此类器件可应用于集成能量收集器和MEMS传感器的无线传感器网络（WSN）节点，其MEMS特性有助于实现节点集成，从而有望减小体积并降低成本。
关键词： 调制指数，混频器，ASK检测器，微机电系统（MEMS），BPSK转换器
更新于2025-11-14 17:28:48
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单层二硫化钼通过微机电系统拉伸至1.3%应变
摘要： 我们报道了一种改进的转移技术，用于将原子级薄材料集成到微机电系统（MEMS）中，以研究应变物理并创建基于应变的器件。该方法能适应MEMS的非平面结构和脆弱性，同时仍能实现薄片的精确定位和无裂纹转移。此外，该方法利用转移聚合物将二维晶体锚定在MEMS上，从而缩短了制造时间并提高了成品率，还使我们能够利用二维晶体与聚合物之间的强机械耦合来对原子级薄系统施加应变。我们首次成功利用MEMS器件对单层二硫化钼（MoS2）施加应变，并实现了超过1.3%的应变，这标志着将二维材料与MEMS集成的一个重要里程碑。我们利用已建立的MoS2拉曼和光致发光光谱的应变响应来推断晶体中的应变并进行一致性检验。发现我们的实验结果与文献报道具有良好的一致性。
关键词： 光致发光、拉曼光谱、应变、单层二硫化钼、微机电系统
更新于2025-09-23 15:22:29
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PWM作为MEMS器件模拟控制的低成本方法
摘要： 本文探讨了利用脉宽调制（PWM）技术控制模拟MEMS器件的方法。通过施加频率远高于系统机械固有频率的PWM信号，我们实现了对MEMS器件的精确线性模拟控制。研究首先以平行板执行器和梳状驱动器为例进行验证，随后将该技术拓展应用于商用可变形镜的控制。这种方法使系统设计者能够用简单的开关器件替代高精度数模转换器（DAC）和高压线性放大器等昂贵驱动电路。电子工业的技术进步正推动精密时序控制向更低成本、更高速度发展，本方案正是利用这一长期趋势构建低成本控制电路。我们还展示了PWM控制如何将器件的位置响应线性化——通常情况下，器件位置与所施加模拟电压呈二次方关系。
关键词： 线性化，脉宽调制，微机电系统，静电执行器
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第14届国际固态与集成电路技术会议(ICSICT) - 中国青岛 (2018.10.31-2018.11.3)] 2018年第14届IEEE国际固态与集成电路技术会议(ICSICT) - 犬类人工膝关节中柔性MEMS压力传感器阵列的设计
摘要： 本文提出了一种新型柔性传感器阵列设计，可用于测量全膝关节置换术（TKA）后犬类人工膝关节内的压力分布。该柔性传感器阵列采用MEMS技术制造，主要由100个基于SOI工艺制备的传感点及旋涂聚酰亚胺（PI）薄膜构成，能牢固附着于犬类人工膝关节聚乙烯衬垫表面。这种生物相容性柔性MEMS传感器阵列适用于活体动物实验，有望在提升TKA手术效果的研究中发挥重要作用。
关键词： 柔性压力传感器，微机电系统，人工膝关节
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有五自由度的大范围运动三维MEMS扫描仪
摘要： 我们在此讨论一种采用单一代工工艺制造的新型混合模式3D XYZ扫描仪。该设备在X、Y和Z轴方向具有大范围运动能力（X和Y轴14.1微米，Z轴97.9微米），还能绕双轴旋转（7.4度），构成五自由度扫描仪。垂直驱动既可采用运动范围更大的热致动器，也可使用响应速度更快的电容式致动器（最高可达3.2千赫兹全响应）。虽然该设备适用于扫描探针显微镜、微米级光学显微技术及生物对象操控等多种应用场景，但其设计初衷是作为纳米制造领域能在表面以纳米级精度和分辨率进行"原子喷涂"的三维扫描仪。为展示该设备与其他复杂MEMS系统的集成能力，我们将其与用作原子束闸门的XY扫描仪相结合。整个系统具备七自由度和十二个驱动电机，由于采用低成本商用代工厂稳健成熟的工艺制造，既能轻松廉价地批量复制，又可集成至其他复杂系统形成系统之系统。
关键词： 静电执行器、热执行器、梳齿驱动器、纳米定位、位置控制、微机电系统（MEMS）
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2018年IEEE第13届纳米/微工程与分子系统国际年会（NEMS）- 新加坡，新加坡（2018.4.22-2018.4.26）] 2018年IEEE第13届纳米/微工程与分子系统国际年会（NEMS）- 采用紫外胶将LiTaO?单晶与带槽石英集成的热释电红外探测器
摘要： 通过微机电系统（MEMS）技术将LiTaO3单晶与空气隙隔热结构集成，制备出一种新型热释电红外探测器结构。该器件展现出优异的热释电特性和热学性能。结果表明，采用空气隙隔热结构的探测器其热释电性能可通过增大空气隙面积得到提升。实验证实，当空气隙面积增加时，LiTaO3块体的热时间常数分布更为均匀，从而提高了探测器的热释电性能。
关键词： 气隙、微机电系统、热释电红外探测器、隔热层、钽酸锂
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于MEMS传感器和执行器的新型发射?？樽约嗖獗；は低?
摘要： 本文介绍了一种新型发射?？樽约嗖獗；は低车纳杓?、制造与测试。该系统基于微机电系统（MEMS）传感器和执行器，用于微波放大器电路的监测与?；ぁ７⑸淠？樽约嗖獗；は低秤缮淦礛EMS开关、定向耦合器和MEMS功率传感器组成。当微波放大器电路处于异常状态（"开路"、"短路"或"过载"）时，该系统可在36毫秒内将故障的微波放大器电路隔离，并重新配置发射?？槭迪肿杩蛊ヅ洹Ｔ诠刈刺?，设定开关功率与实际开关功率的误差小于9%。实测结果与理论值高度吻合。
关键词： 微机电系统（MEMS）功率传感器、微波放大器电路、射频MEMS开关、自监测?；?
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第25届国际集成电路与系统混合设计会议(MIXDES) - 波兰格丁尼亚(2018年6月21日-23日)] 2018年第25届国际集成电路与系统混合设计会议(MIXDES) - 压电执行器控制用D类放大器输出级优化
摘要： 介绍了一种用于小型化激光通信中微机电执行器的压电驱动器设计。该驱动器因作为微机电系统（MEMS）执行器而面临尺寸和功率限制带来的诸多挑战。受限于小型化要求，驱动器必须集成在执行器内部，这进一步制约了其尺寸与功率。对于仅产生20W热量的激光通信模块（LTM），线性放大器的低效率因其散热问题成为主要缺陷。相比非开关方案，开关E类放大器能以高频谐波为代价实现卓越效率，从而在不增加额外散热的情况下提供更高输出功率——但这种效率提升需通过实施高能效干扰（HEEI）和总谐波失真（THD）来抑制高频谐波。使用E类放大器高频驱动压电执行器等容性负载时，需要匹配网络来实现目标输出功率。测试采用定制的压电堆叠执行器驱动器模型，参数包括270V峰峰值电压、500kHz开关频率，以及2.1nF至20nF范围的容性负载。
关键词： 执行器、驱动器、放大器、失真、LTM.2、输出级、开关电源、E类、总计、LTM、总谐波失真、微机电系统、谐波、传输、电信、激光、?？椤⒏吣苄?、高效能集成、干扰、压电、微机电
更新于2025-09-23 15:22:29