高谐振频率梳齿轴对称结构的MEMS扫描镜

作     者：王峰 许高斌 尹盛华 季旭 冯建国 

作者机构：合肥工业大学微电子学院安徽省MEMS工程技术研究中心 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFB3205903) 安徽省科技计划项目(PA2022AKGY0012) 

主　　题：微机电系统 轴对称梳齿 二维扫描镜静 电驱动 

摘      要：针对静电驱动MEMS扫描镜存在谐振频率低、驱动电压较高等缺点，提出了一种具有高谐振频率、低驱动电压的二维MEMS扫描镜。该扫描镜采用轴对称分布的交错型垂直梳齿结构，通过对该器件进行了理论分析，建立了理论模型；利用COMSOL仿真软件对扫描镜做静态和动态的分析验证，结果表明梳齿轴对称结构在偏转时能提供更大的驱动力矩，同时避免传统梳齿的不平衡运动带来的干扰；扫描镜在12 V和16 V的正弦波电压驱动下，快轴和慢轴的谐振频率分别为11657 Hz、6122.4 Hz，相对应的机械偏转角为5.9°、6.6°；此外，扫描镜的两轴谐振频率相差较大，能够有效抑制两种运动状态的相互干扰。最后设计一套适用于该器件的制备工艺。