微型光開關(guān)的動靜態(tài)響應(yīng)特性分析.pdf

1、微機電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,給科學研究和工業(yè)應(yīng)用帶來新的研究領(lǐng)域,在信息通信領(lǐng)域的應(yīng)用目前主要是微光開關(guān)等通信器件.該文針對一種新型的微機械式光開關(guān)進行結(jié)構(gòu)的機械特性分析.光開關(guān)的懸臂微梁構(gòu)件采用表面硅工藝制作,通過化學淀積鍍膜方法生成含有殘余應(yīng)力的薄膜-基底復(fù)合結(jié)構(gòu).施加靜電場可在微梁上產(chǎn)生分布的靜電力,可使微梁空間形態(tài)發(fā)生變化.分析微梁在殘余應(yīng)力和靜電力耦合作用下的機械特性將為光開關(guān)機械性能的設(shè)計提供參考.該文首先建立了薄膜-基底復(fù)合結(jié)構(gòu)

2、的分析模型.由于鍍膜工藝的特點,薄膜層中將存在由熱應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力構(gòu)成的殘余應(yīng)力.由于薄膜與基底層中應(yīng)力狀態(tài)的不同,殘余應(yīng)力將在復(fù)合結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生等效的彎矩并使復(fù)合結(jié)構(gòu)變形.彎曲變形又將改變結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力分布.該文首先通過解析分析建立了殘余應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)中應(yīng)力分布的公式及等效彎矩.根據(jù)懸臂微梁的實際幾何尺寸,建立了懸臂矩形板非線性變形的靜力及振動平衡方程.由于復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布涉及到材料性質(zhì)的不連續(xù)和殘余應(yīng)力的效果,在理論分析的基礎(chǔ)上,該文主要運用