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光学革命的关键激光元器件——MEMS压电驱动微镜
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2024-05-20 14:53:07来源: 中国机器视觉网

近年来,随着科技的不断进步,MEMS微镜成为了备受瞩目的光学MEMS器件。这种微镜利用光学MEMS技术制造,将微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起。MEMS微镜的问世,为激光应用带来了重要的突破,其在激光雷达、3D摄像头、条形码扫描、激光打印机和医疗成像等领域中发挥着不可或缺的作用。可以说,MEMS微镜将引领一场光学革命,而知芯传感作为国内最早参与MEMS微镜研发的团队之一,正为这场革命贡献力量。

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MEMS微镜采用多种主要驱动方式,包括静电、电磁、电热和压电驱动。这些驱动方式各具优势,而压电驱动则显示出了最高的驱动效率,功耗比其他方式低一个数量级。基于压电驱动的独特优势,知芯传感进行了有针对性、重点研发,并已成功生产了多种一维微镜和二维微镜设计,处于国内领先水平。

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目前,知芯传感已经成功生产了多种一维微镜设计,并通过有限元模拟和测试成品组件来表征各种设计的特性。这些微镜采用压电PZT作为驱动材料,通过电压激励压电PZT产生形变位移,使用独特的设计,放大了压电驱动器的位移,减少了微镜扭动过程中的机械应力,实现了更大的扫描角度。

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在一维微镜的基础上,知芯传感还实现了压电驱动的二维扫描微镜设计。对于其中一个垂直扫描的慢轴方向,采用准静态的驱动,实现逐行扫描。而对于另一个快轴,提升快轴的谐振频率,使该轴工作在谐振状态下。最终通过快慢轴的配合,实现二维光学光栅扫描。知芯传感微镜采用多层SOI设计,硅层的顶部生长100纳米厚的合金反射镀层,可以大大增加反射率。在大尺寸压电微镜的镜面背部,增加背部支撑肋板结构,这种设计增加了镜面的稳定性,大大提升了镜面刚度,提高了光斑扫描的效果。

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展望未来,知芯传感将继续制造和评估更多的设计变体,以进一步改善微机械参数,优化压电驱动扫描微镜,并继续基于压电MEMS微镜,开发激光雷达、激光投影、结构光3D恢复的模组开发工作,力争进入并保持国内压电MEMS微镜的T1梯队,成为时代的引领者,为光学革命贡献更多的创新力量。