微镜性能测试结果分析

1、微镜性能测试结果分析为测虽微號的电用打偏转兄持性.测试时分别辫瞰憧的四个驰动臂ACT1.ACT2xACT5.ACT4提供步进电床为100MV的阶梯樂驰动电压.最高电压值为2Vn表41电压吁倔转的测境数据电压UI脩转悄也”I2備转角4A1-Kus倫转朗eUJIIU41.0.09Q.OOR0.0950.0050.0S20,002OORROOOfi2.0.194O.OOfi(11940.0020.194O.OJO0.204o.ncn工0码40川曲0.06ojn0015U.2MH4.0邓OXMO仞0.02K0.3970.0410377o.ns5.(»496(I.0S30.493U.O450.

2、475OUMUG.5O4U.U5S6.0594D.I1605940.07ROJ78a1160,6050.0947.Q.6970.17469-1OJOO0.6960.16R0.7050.124S.0.797O.2+J0.7920.1510.7760.1860/7u.iai9.O.SW70.296(laS940.200A.S730.2960R740.24410.0999IfJfrlU.W4U.24K0.97303591.0260.3031L1.0970.44S1.0940J9KUli0,43ftLUA03S412.L.2020.5321.1930J5R1.)760.5J61.2180.4L1111

3、3010.5971.295U.432J.310570L.326(J.4M7M.1刪0.696IJ970.4R41.3850.6751,406055-115.15030.7SI1.4930J7SJ.5UL0.773L.5060.6291念16(MD.S9I1595(L66KJb6030875L5R5070917.L.7060.9721.699OJ651.6990.971L砂OHLIS.1财L.U77I.79SU.S651.777105*JL.K04U.H4I419.1.9061,215LR96n.9721.S9SJ.fMfiIR9R0220.200913431.994U砂1.97S09752.(

4、K)4I.1L6电压与馆转角薦显數据表所示.曲表中可u-niho:动电乐不斷升髙时.微镜的偏转甬度也嗨肴电压相应增加.但微磕四$駆动臂在相同的驰动电压下所謎现出的偏林角各不相同.下面就针时不同的驱动臂电压和條转角特件进H分析“由图鼻1为駆动臂ACT1电压与偏转角的黄系在0卄20¥时为绒性区间.为了更笊确的分析驱动电压和偏转角度的线性关系，把线件区间好为和1R4V两址分別逬行纨件拟夸.经过拟介得出线杵关系：时0=O1752+0.5162*U.REMS=0.008。每增加一个步进电压,电压偏转角度増加0.05162°I.ov-2.()v时6?=-0.4595+0.8224*U.

5、rems=o.o()70毎增加一个步进电JE,电乐偏转角度堆加0.08224°图61驱动臂ACT1电乐与偏转角共系山图6J为驱动ACT2电斥与偏转“J的关系.在V时为线性区间.当电压达到22时.山于反射光趙出PSD受光而范圉.所以1.994V电压所对应的偏转"J度无狄。把线性区何分为两段分别进行线件拟合.绘过拟合得出红杵关系：时0=413654-0.3172*U.rems=o.oii0毎增加一个步进电乐,电压偏转用度増加0.03172°1.0V-L9V时6?=-().6549-4-().84()3*U.REMS".009。每增加一个步进电压,电压偏转角度

6、増加0.08403°1.20.80.60.40.20就代代妙声少、汽靜、妙閉电压(V)图6-2驱动臂ACI2电圧与偏转角关系由图6-3为騎动肖ACT3电压与偏转角的关系,在时为线性区何。当电压趨过1.777V时.由干反射光超出PSD受光面所对应的偏转角度无效。把线性区间分为和两屜分别进行线杵拟合.经过拟合得出线性关系：时<2=-0.16514-0.5078*1；REMS=0.0l3-每增加一个步进电压,电乐偏转角度増加0.05078°时/7=-(>.53294-(>.X799*U.remS=0.Olio毎增加一个步进电压,电乐偏转角度境加0.08799&#

7、176;oooO偏转角度图63驱动臂ACT3电乐与偏转角关系由图6-4为驱动臂ACT4电压与偏转角的关系.在时为红件区间。把线性区间分为和两段分别进行级性拟合经过拟含得岀线性关系:时&=-(>.1607+0.4429*13.REMS=0.0l3<.毎增加一个步进电JE,电压偏转角度増加0.05078°.时Z2=-0.5752764-0.8218*U.REMSO.0()6.每增加一个步进电压.电床偏转角度增加0.08218°血压<v>图6-4驰动料ACT4电压与偏转巾关系通过以上分析可以得岀MEMS微链四个驱动宵隹相同的驱动电压下都具仃一定的范

8、用纟戈性工作区，不同驱动料5J：工兰'制造等養并线性区也仃所不同。研窕电热驱动形式微镜的电压和偏转角度的线性性质对J-微镜在光学成像，微显示领域的应用意义重大。6.2重复性分析甫复性测试时，分别给MEMSP4个骡动臂施加驱动电乐.从（N升至2.2再从2.XV降至0V,步进电乐值为400MV来回三次，重复性测试数据如表62所示:表62审复件测试数据ACT1ACT2ACT3ACT4电压cv>備角借角00.0070.0134).003-0.0300.40.2670.1480.2170.2040.80.9710.8790.8430.925122.0571.9351.7972.028I1.

9、63.3683.2592.9743.38124.8654.7214.3194.8982.46.4306.2685/7536.4792.8&O537.8767.2688.1342.46.3726.2585.7306.39724.7804.7024.2764.7831.63.3093.2272.9483.276122.0241.9161.7781.9480.80.9510.8620.8300.8720.40.2500.141().21()().15800.0070.0204).0034).046四个驱动痔偏角对比9/9纺半电圧<V>-ACT1T-ACT2T-ACT3OACT4国

10、65四个驱动臂偏角对比車Mn测鼠起为了对MEMS微镜工作稳定性进行评价德定性误差可以用公式（6）计算；乘旳差“呼需乘旳差“呼需(6.1)囚个地动WACTKACT2、ACT3.ACT4的巫复性误差分别1%.0.6%.0.6%.0-88%.可以得出四个驱动臂都具有很好的稳定性由图6-5中四个驰动皆偏角对比I.町以看出:ACT1、ACT2、ACT4的数锯较为接近,ACT3偏小由于ACT2与ACT4迪支撐镜面左右的支脚，受力相似.偏角相近。而ACT3是支撑镜而上的支脚，受力与其它不同导致偏角略有不同在电压达到环时四脚的光学偏转用度达到7左.机械偏角为3.5-4°o部分线件区何都在之何.63频

11、响特性分析63频率域延时关系为了测试传感器不同频率FMEMS的延时特性.采用为传感器提供峰峰值2V的止弦波，逐渐増加频率利用示波器记录输入与输出»形的相位偏移时间和相也大小由表6-3可以得岀在0-2(X)HZ频率信号的驱动下传感器的平均延时时间为(>.956ms.平均相位偏移大小为033儿表63传感器不同频率下的延时敌据频眾<Hz)10152025S035404550556065H时<ms)<190.90®1.01.11.211.11.11.250.90.9</r)0.018(1.0270.0360.(150()660.0X4().0X80.1

12、10.1380.10S0.117<Hz>7075S)8590仍10()125150175HX)时<nu)0.951.050.950.90.90.90.85(1850.750.750.8U.1330.1580.1520.1530.162a1710.!70.2130.2250.2630.32mm时图6-6延时特性曲线0.4国07相包偏移待性曲线ViMirViWMXK图8延时波形图分析:MEMS在10-200HZI作频率范屈内的延时在0.75-1.25ms,通过阳6*6町以百出主要集中fOlmsZffiJo延时不随频帑发生很大波动.从图67町以百出除少数点存在偏差.MEMS相位偏林

13、哎随频傘升育NU变大.谐振频率区间测试为了测试0-800HZ范圉的谐振区间.给传感器提供纬值2V的正弦波佶号.逐渐增力卩频率.利用示波器观察对比输入与输出波形芥输出彼形发生畸变.则记录此时频帑，该频率J二传感器谐振频率a6-4所示为传感器任48()0业頻率段Z何的谐抿区何，图6»9所示为传感器谐振时候输出波形阳表&4谐撮频率区何区的个数173输电范l(Hz)23d5缶270-32011/474630HzWHAMIIP®JTXI2AgilentTochnelogiosAgileMA9t»$“«-mi(D.0<rt图69谐振波形图分析:在0-800Hz频率范国内输出波形出现3个坝舉畸变区臥在此区何中.输出波形发生明显畸变，说明MEMS发:生谐