數(shù)字微鏡的動(dòng)力分析.pdf

1、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是科學(xué)技術(shù)在微觀領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。微電子機(jī)械產(chǎn)品有著廣闊的發(fā)展前景和潛在的巨大商業(yè)價(jià)值，在現(xiàn)代商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占有越來越重要的地位。數(shù)字微鏡裝置(Digital Micromirror Devices，簡(jiǎn)稱DMD)是微電子機(jī)械系統(tǒng)理論的具體應(yīng)用，是科學(xué)技術(shù)市場(chǎng)化、商品化的產(chǎn)物。 本文簡(jiǎn)述數(shù)字微鏡裝置(DMD)和數(shù)字光處理(Digital Light Processing，簡(jiǎn)稱DLP)技術(shù)的工作原理和數(shù)字微鏡(

2、DMD)的芯片微結(jié)構(gòu)。并闡述系統(tǒng)對(duì)芯片的功能和設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)拉格朗日一麥克斯韋理論，建立了包含靜電力、粘附力的數(shù)字微鏡機(jī)電動(dòng)力學(xué)模型；并根據(jù)德州儀器公司數(shù)字微鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其大致尺寸，確定數(shù)字微鏡單元的結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)。 運(yùn)用積分法推導(dǎo)出微鏡片傾斜極板靜電轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式；由微觀連續(xù)介質(zhì)理論，推導(dǎo)出粘附力矩表達(dá)式；討論控制電壓序列的作用以及對(duì)微鏡不同工作狀態(tài)進(jìn)行說明；并對(duì)靜電轉(zhuǎn)矩和粘附力矩進(jìn)行數(shù)字仿真：通過比較，得出粘附力對(duì)微

3、鏡的影響不可忽略，且它對(duì)抑制碰撞顫動(dòng)具有重要作用。 根據(jù)材料力學(xué)、理論力學(xué)及機(jī)械振動(dòng)學(xué)的相關(guān)理論，確定了數(shù)字微鏡運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程，得到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)曲線，該運(yùn)動(dòng)曲線與德州儀器的實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，這說明數(shù)字微鏡模型的建立、結(jié)構(gòu)尺寸的確定、靜電轉(zhuǎn)矩的計(jì)算、粘附力矩計(jì)算和微分方程的求解等在理論上是正確、可行的。 討論了沖擊力及沖擊力矩，建立數(shù)字微鏡受到?jīng)_擊時(shí)機(jī)電動(dòng)力學(xué)模型，分析微鏡受沖擊的運(yùn)動(dòng)微分