针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制出了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台,定位平台采用侧向平动静电梳齿驱动。利用力电耦合和能量守恒原理分析了静电致动器的致动机理,对定位平台的主要失效模型、静态和动态特性进行详细建模分析,证明了静电梳齿力电耦合所导致的侧壁不稳定以及驱动器的最大稳定输出位移,给出了平台稳定工作条件下梳齿间隙、梳齿初始交错长度以及复合柔性支撑梁的弹性刚度比之间的关系。动态分析时考虑空气阻尼对平台的影响,给出了平台最大运行速度、位移及动态条件下的临界驱动电压并把分析结果应用于平台闭环控制。实验结果表明:驱动电压30 V时,平台稳定输出位移达10 μm,机械稳定时间仅为2.5 ms。

给出了一种基于硅微加工技术的新型变形反射镜的设计和加工方法.变形反射镜镜面主体是由一定厚度的硅膜构成,硅膜上表面溅射有一层Ti/Au,背面有一7×7阵列的台柱与之相连,台柱下方是对应的驱动电极.当给电极施加电压时,产生的静电力就会拉动台柱向下运动,从而使相应的镜面部分发生变形;通过控制通电电极的位置及电压,就可获得特定的镜面形状.在变形反射镜的加工工序中采用浅腐蚀形成键合台,采用深腐蚀加工出台柱.并采用<110>条补偿图形对台柱的凸角进行补偿,在0.2MPa气压下进行键合,最后成功研制出有效反射面积为30mm×30mm,拥有49个静电驱动单元的变形反射镜.