硅基反鐵電厚膜場致相變應(yīng)變驅(qū)動微振鏡的設(shè)計(jì)與制造.pdf

1、激光通信在傳輸處理信息方面的優(yōu)勢使其在空間通信領(lǐng)域占據(jù)了日益重要的地位，激光通信系統(tǒng)的驅(qū)動構(gòu)件主要有機(jī)械式和非機(jī)械式。其中，通過機(jī)械控制通信系統(tǒng)中的反光鏡來達(dá)到光束偏轉(zhuǎn)的目的，目前還是實(shí)現(xiàn)空間光通信的主要途徑。本文針對目前機(jī)械式偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)定、響應(yīng)慢、精度不高、體積和重量大的難點(diǎn)，進(jìn)行了PLZT反鐵電厚膜場致相變應(yīng)變特性的研究，并對由該效應(yīng)驅(qū)動的微振鏡進(jìn)行了設(shè)計(jì)與制造。
　　首先進(jìn)行了PLZT厚膜與硅襯底的異質(zhì)集成制造及其相關(guān)研究

2、。研究了Pb過量和引入緩沖層對PLZT厚膜微觀結(jié)構(gòu)的影響，得出了在Pb過量10％、并引入100nm緩沖層的情況下，PLZT薄膜具有最為優(yōu)良的性能。研究了PLZT反鐵電膜材料在溫度和電場作用下的相交特性，揭示了其在多場耦合作用下的相變應(yīng)變規(guī)律。
　　其次通過COMSOL5.0仿真分析軟件對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)（長度L、寬度W、厚度T）的橋式結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)、應(yīng)力及撓度分析。揭示了反鐵電微振鏡結(jié)構(gòu)在電場驅(qū)動作用下的應(yīng)變、驅(qū)動位移、頻率響應(yīng)、光束

3、偏轉(zhuǎn)角度參數(shù)等之間的關(guān)系，并設(shè)計(jì)了加工工藝流程。
　　最后通過溶膠凝膠技術(shù)及多步退火法，在4英寸Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備了3μm的PLZT厚膜。研究了PLZT厚膜濕法腐蝕性、硅基底濕/干法刻蝕性，并進(jìn)行了橋結(jié)構(gòu)微振鏡器件的加工制造。通過MEMS微加工技術(shù)，包含光刻技術(shù)、濕（干）法刻蝕、薄膜沉積技術(shù)、剝離等微加工工藝進(jìn)行了微振鏡器件的制造，實(shí)現(xiàn)了PLZT功能厚膜材料與硅基微加工技術(shù)的結(jié)合。搭建了測試平臺，對器件撓度進(jìn)行了