为了提高引信状态控制的安全性, 增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力, 提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体, 通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制, 达到引信安全与解除保险的目的。设计了MOEMS保险机构的总体结构和耦合光路, 并对它进行SOI+DRIE工艺设计和加工。通过开展静电微驱动器性能测试试验和光路性能测试试验得出, 静电微驱动器能够实现130 μm 的大位移输出, MOEMS保险机构的解除保险时间和恢复保险时间分别为13 ms和5 ms, 光能传输效率为461%。所设计的MOEMS保险机构能够满足功能要求, 具备天然的抗电磁干扰能力, 有效提高了引信的本征安全性。

综述了近年来国内外阵列检测型、光栅扫描型、滤光片型、傅里叶变换型和阿达玛变换型等多种类型微型近红外光谱仪关键技术的研究进展, 详细讨论了各种类型的优缺点、适合的应用领域及存在的问题。最后, 对微型近红外光谱仪的应用和发展趋势进行了总结和展望。

随着MOEMS扫描镜的发展, 其较高的谐振频率及IC兼容的低成本等优点在激光3D图像传感器中应用前景广阔, 研究外参数激励MOEMS扫描镜动力学特性与控制问题具有重要的理论和应用价值。从欧拉方程出发, 建立静电驱动MOEMS扭转动力学模型, 利用四阶Runge-Kutta算法仿真表明: 在外参数指令信号激励下, MOEMS扫描镜扭转状态经历阻尼运动、周期、倍周期和混沌等动力学过程, 其中周期运动存在着一个较大的参数控制范围。根据 Lyapunov稳定性理论, 设计了一种连续混沌系统追踪控制器, 使受控的MOEMS扫描镜扭转状态收敛于任意期望的指令信号。实验表明, 李萨如图指令信号适用于激光3D图像传感器; 几何矢量指令信号适用于激光3D打印系统, 理论分析与实验相一致。

基于哈达玛变换算法和微光机电系统(MOEMS)微镜的良好可编程性，提出了一种改善新型空间调制傅里叶变换光谱探测系统信噪比的方法。对哈达玛变换算法应用于该系统做了理论分析并搭建了实验系统进行验证。结果表明，经过哈达玛变换处理后的干涉信号噪声明显减小，复原光谱旁瓣得到明显抑制，信噪比显著提高。

研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型谐振式扫描镜，该扫描镜采用绝缘体上硅(SOI)加工工艺，静电梳齿驱动，利用工艺中残余应力的释放产生垂直梳齿偏差，作为启动电极。针对该器件的机电性能，设计并搭建了一套光学系统测试其性能。结果表明，该器件具有加工工艺简单、低成本、低电压和大的扫描角度等优点。此外，将所制造的两个扫描镜进行合理组合，搭建了利萨如图形的显示装置，显示图案与Matlab软件仿真结果基本一致。

激光固有的时间和空间相干性，造成的散斑现象成为实现激光显示技术的瓶颈。针对激光显示的消散斑问题，提出了一种基于微型光机电系统（MOEMS）扫描镜技术的散斑抑制方法，并设计了一种简单的二维扫描镜结构，为开发非运动式、小体积、低功耗、高速低成本电调制的MOEMS，实现对激光散斑的抑制，标准化消相干器件的工艺的开发和规模化生产技术提供了参考。

研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型微型可编程光栅周期可调光栅。该光栅采用玻璃体上硅(SOG)加工工艺, 静电梳齿驱动, 具有操作简单、连续可调和宽调制等特点。该光栅在静电驱动力的作用下, 周期的变化引起特定级次下单色光衍射角的变化及复色光光谱的偏移。针对该光栅的衍射特性, 设计及搭建两套光学系统, 根据光栅结构设计参数的理论计算与测量结果基本一致, 充分表明该光栅能对光具有良好的调制作用。为该器件在微型光谱仪和光开关的应用提供了技术参考。

提出了一种改进型的可应用于微型光谱仪的光栅光调制器(GLM),器件由可动光栅和底层反射层组成。通过静电驱动由多个GLM组成的线阵单元,下拉栅条至不同高度可实现对不同波长光进行开关选通调制。介绍了该器件的工作原理、结构和工艺流程,利用Coventor软件对器件进行建模。通过有限元分析了器件的机电耦合特性,得到了器件的吸合电压和响应频率,并得出不同结构参数对器件栅条平坦度的影响关系。仿真结果表明:通过增加栅条厚度,改进底电极结构,且采用减薄的折叠型支撑梁,能够有效改善光栅面平坦度,使其较好地实现对光的开关选通。

采用微机械表面加工技术,成功设计并研制出具有GaAs基微光机电系统(MOEMS)悬臂梁结构的可调谐微腔发光二极管。对其工作特性进行了分析,测量得到悬臂梁载荷-位移关系曲线,并对微光机电系统悬臂梁可调谐微腔发光二极管进行调谐光谱测量。实验结果表明,在直流电流40 mA,调谐电压范围4～22 V时,波长从974.5 nm蓝移至956.9 nm,室温下波长调谐最大达到17.6 nm。在实验基础上,采用有限元方法对具有分布布拉格反射镜(DBR)结构的悬臂梁动力学特性进行了研究,模拟结果与实验结果吻合较好。当悬臂梁长度为400 μm时,最大位移达到411 nm,最大调谐电压达到24 V。