MEMS二维扫描振镜

1、激光扫描投影

MEMS振镜是一种可以二维偏转的反射镜,扫描投影振镜参数:快轴频率28KHz、光学扫描角40度;慢轴谐振频率600Hz,扫描角度30度(60Hz,受迫转动);良率大于90%,快轴转角10°,转角精度优于2urad,集成了角度传感器,如图1.1;

利用其二维偏转功能可以实现扫描投影,示意图如图1.2。其原理为:将RGB三色准直激光合束成一束光并入射到MEMS振镜表面,振镜会将该合束光束反射至屏幕上。随着振镜的二维扫描,屏幕上初始的单个圆光斑会扫描成一个面;在扫描同时,调制RGB三色激光器的亮度,可以显示出不同像素点的颜色,这样扫描出一幅彩色图片,如图1.3。基于MEMS振镜的激光投影系统是一种新型的投影方式,功耗低,色彩十分鲜艳,可达160%NTSC色域。其体积远小于市场现有投影系统尺寸,可集成到手机中。其投影方式是无焦投影,可以在很大范围内投影出清晰的图像。

 

 图1.1 MEMS振镜模块

  

                   图1.2 MEMS扫描投影示意图                                                             图1.3 激光扫描投影彩色图

2、三维信息检测光源

目前三维检测中常用正弦条纹或等间距细条纹作为光源,利用MEMS振镜的扫描投影功能可以轻易实现该类图案。本系统属于无焦系统,具有较大景深,在物体表面的不同深度处,光线的粗细基本不变,可以很好的测出三维信息,其示意图如图2.1。此模块可以用于工业三维结构检测、人脸识别等多种三维信息检测环境。

图2.1 三维检测光源系统

纳米结构过渡金属氧化物超级电容器

超级电容器是一种长寿命、高功率、高效率的储能器件,能高度可逆、快速地实现充放电,在动力能源和微型器件方面有着重要作用。目前过渡金属氧化物是除了碳材料以外研究最多的超电材料,且相比碳材料具有更高的比容量。但是过渡金属氧化物通常电阻较大、性质相对够稳定,因此一定程度限制了在电极方面的应用。一方面可以构建具有纳米结构的过渡金属氧化物,有效增大电极的表面积,增强与电解液之间的电荷传递,有望降低器件的内阻,得到较大的比容量。另外可以通过碳包覆的方式,对氧化物表面进行一层纳米级碳膜的修饰,减少由于材料表面与电解液反应后导致体积的变化趋势,使器件的充放电稳定性得到提高,增加循环寿命。

 

                                           多种纳米结构的MnO2                                                                              碳包覆MnO2纳米颗粒

  

                                             碳包覆NiO纳米柔性电极                                                        多孔普鲁士蓝类似物的尺寸调控

微探针的设计与制造

四探针法是半导体、薄膜和表面科学领域最为常用的电学特性测量方法。通常两个外围探针用于测量电流,两个内侧探针用于测量电压。由于原理简单、精度高、操作简单、四探针法已经成为测试半导体材料电阻率、电导率的常用方法之一。

本课题组现已成功设计制造了微四探针,采用SOI片的顶层硅作为微探针的悬臂梁,使其测试寿命更长,另外能使其测量多种薄膜样品表面,应用面更广。通过测试实验,微探针测试性能优越。接下来将设计制造微十二探针,进一步缩小探针间距,更大程度提高测试性能,开拓更广的应用领域。