在对3D封装微系统进行力学仿真建模时，硅通孔(TSV)和微焊点等结构的多尺度效应明显，需要划分大量网格，通过合理的等效处理可以降低网格数量，提高仿真效率。常规的方形柱等效使得结构失去原有微观形貌，仿真误差增加。为此，针对实际微观形貌提出了一种等效均匀化模型力学参数的确定方法。基于弹性力学方法，推导了圆柱形貌特征的TSV硅基板层力学参数的等效计算公式。对鼓球形貌特征的微焊点/下填料层均匀化模型提出了分层思想的力学参数确定方法。与现有方法相比，该方法考虑了微系统特征结构的真实形貌特征，计算效率更高，计算结果的一致性更好。

根据整机小型化需求，设计了一种数字光收发微系统。以系统级封装技术为基础，采用管壳与基板一体化陶瓷针栅阵列封装，对光收发系统所需的各类集成电路裸芯片、光器件和阻容等无源元件进行高密度集成。通过版图设计、信号完整性、电源完整性及热应力仿真，研制出样品。经测试，信号接收SNR大于65 dBFs，SFDR大于86 dBc。模块功能稳定，指标可靠，满足实际需求。

近年来, 以嵌入式微流体液冷散热技术为代表的主动热管理因其优异的散热性能而被广泛研究。然而, 嵌入式微流体液冷散热技术常使用体积较大的外置泵、阀等构成流体回路, 以致该技术难以应用于现有的射频微系统。该文提出了一种集成压电微泵阵列的一体化自闭环微系统热管理方法, 并完成了该微系统样机的设计与研制。在常温、高温与低温环境下分别对该微系统样机供液流量及散热性能进行了测试。常温测试结果表明, 在芯片热流密度为250.9 W/cm2时, 芯片表面温升能控制在56 ℃以下, 而集成的2×2压电微泵阵列实现了高达57 mL/min的供液流量。该技术可用于解决高功率射频微系统的高效一体化热管理问题。

针对半实物仿真系统的需求，基于系统级封装技术提出了一款由垂直腔面发射激光器（VCSEL）激光器阵列、激光器驱动芯片、电源芯片等组成的微系统，并介绍了基于微机电系统微纳加工技术的VCSEL激光器阵列的制造工艺流程。该激光器的封装方法具有集成度高、可靠性高等特点，相比于其他驱动及封装方法大大提高了驱动效率和空间利用率，因此在光学成像、通信、互联等领域具有广泛应用前景，为实现半实物仿真中激光成像发生器奠定了基础。

新型材料、先进集成封装技术和新型微架构的不断涌现, 促使光电领域装备向轻量化、智能化、一体化方向发展。微系统所带来的性能和功耗改进, 使装备的全面/跨代升级成为可能, 具有重要的**应用前景。文中关注微系统在光电领域的应用, 梳理现阶段各研究机构在半导体及光频微系统领域的规划部署, 并对光频微系统的**应用前景进行展望。

微系统技术是以微纳尺度理论为支撑, 微集成工艺为基础, 并通过功能模块集成, 实现单一或多种用途融合的综合性前沿技术。应用微系统技术对加速光电系统性能的全面提升、有效降低成本具有重要意义。以2019年度微系统领域关键技术进展为基础, 讨论目前光电领域微系统技术的难点问题, 为该领域研究人员提供参考。

介绍了国外从原子到产品(A2P)研究，阐述了强约束集成微系统技术的微观架构及其两“微”内涵。在此基础上，将A2P 与强约束集成微系统理念相结合，提出了原子制造和原子微系统概念，并初步分析了其科学技术框架体系。我们认为，原子制造和原子微系统技术是从“材料到系统”的集成微系统技术向原子层次的进一步延伸和发展，主要包含如下内涵：a) 研究如何开发先进工艺，跨越原子尺度到宏观尺度的制造鸿沟，使得从原子出发集成定制的宏观尺度产品或系统能够保持优良的“原子级”特性；b) 研究原子层级微观特性在向宏观产品传递过程中的变化的物理过程，讨论如何实现原子层次优良特性的选择性保留以及新特性开发，进而实现系统更强功能及更高性能。原子制造和原子微系统技术具有很强的前沿性、颠覆性，有望为后摩尔定律时代提供一条全新的技术途径，引发一场新的重大技术革命。

为了扩大隧道式加速度计(MTA)的动态测量范围并通过降低系统中的主要噪声来提高器件的性能，本文为隧道式加速度计(MTA)设计了线性二次高斯(LQG)控制器。推导了微隧道式加速度计的线性化状态-空间方程；依据分离定理, 设计了卡尔曼滤波器和最优状态反馈控制器；最后，在Matlab/Simulink中构建了由卡尔曼滤波器和最优状态控制器串联的LQG仿真系统并进行了动态和静态测试。仿真结果表明，LQG最优控制系统能够将微隧道式加速度计的带宽从2×103 rad/s扩大到3×106 rad/s。通过LQG最优控制，静态测试结果显示其静态隧道电流的波动从1 nA~2.95 nA降到0.73 nA~1.14 nA；动态实验数据表明其在方波加速度信号的作用下能够将隧道间隙维持在1 nm。

针对水资源环境监测与保护的需求, 提出了基于微型光谱仪连续光谱分析的多参数水质检测微系统, 系统主要由MOEMS微型光谱仪、 流路系统、 多功能微小型样品反应检测室和嵌入式测控系统组成, 具有自动进样和试剂、 样品反应体系的自动恒温、 搅拌、 光谱检测和数据处理等功能。 论文介绍了系统各主要部分的功能与结构, 研制出了原理样机, 经实验测试验证, 研制的多参数水质检测仪能够快速实现多个水质参数的准确检测, 满足水质多参数在线监测的应用技术要求, 同时具有很大的功能扩展性。

微光学技术是90年代发展起来的光电学科前沿技术,是光电技术列阵化、微型化、智能化的主要发展方向.微光学技术已经在光通讯、光开关、光扫描、光互连中得到应用.文中就微光学的二元光学、衍/折混合光学、微透镜阵列的原理、工艺方法、主要应用、发展趋势以及我们的研究进行叙述.