基于光子晶体微腔的腔光机加速度计将机械谐振子及高品质因数光子晶体腔相结合, 其中的机械振子在机械震荡模式下对微弱力/位移敏感的特性, 可以实现极低的噪声水平, 理论上能够达到标准量子噪声极限, 是高精度加速度计的重要发展方向。对拉链式光子晶体腔光机加速度计的原理和结构特点进行分析, 设计了一种应用于加速度计的硅基拉链式光子晶体腔和机械振子结构。分析了拉链腔的结构参数对光学Q值的影响, 通过调节结构参数将光腔的谐振频率控制在195 THz附近, 并分析了机械振子和光腔的机械谐振特性, 光腔的有效质量为 30 pg, 加上机械振子后有效质量为3.1 ng, 光机耦合率达到GHz/nm量级, 为基于硅基拉链腔加速度计的制造和表征提供了指导。

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。

在研制基于微型光机电系统技术的光电器件过程中，需要精确测定器件在给定驱动条件下的运动情况。在对制作完成的光开关进行性能测试时，由于微型光机电系统光开关的几何尺寸的限制，如果要准确测定光开关微反射镜的运动位移，将会有一定的困难。提出了一种采用线阵CCD技术的光学测量方法，实现了对光开关悬臂梁在驱动电压作用下的旋转角度的精确测量。通过理论推导得到了悬臂梁扭转角度与可测量物理量的关系，通过求解方程得到了各个物理量的数值选择对于测量结果的影响，并且给定了测量时各个物理量的参考值。通过实验测量，误差小于10％，表明这是一种具有实际意义的测量方案。

对投影型微光学编码器的原理进行了分析,结合微机电系统集成技术,提出并实现了投影型微光学编码器。它是利用微机电系统集成技术将标尺光栅、指示光栅、光电二极管集成化构成投影型光栅微编码器。它具有体积小、光路调整容易的特点。实验结果表明,利用微细加工制作微光学编码器是完全可行的。该器件较之传统的光学编码器在经济性及小型化等方面具有非常明显的优势。

设计研制了一种小体积、低成本、可扩展的低电压非硅基底1×4微机电系统光开关。开关单元由电磁驱动,微反射镜绕直径100 μm转轴转动,驱动电压为5 V,开关时间小于2 ms,插入损耗小于0.84 dB,具有断电自锁功能。器件构造工艺采用微细电火花加工技术。用有限元法分析受力和磁场,进行结构优化设计,并着重介绍开关的实现及性能。