光プローブ走査システムのための集積可能なマイクロアクチュエータ

用于光学探针扫描系统的可集成微执行器

• 批准号: 12131210
• 负责人: 南 和幸
• 金额: $ 14.78万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12131210/
• 关键词: プローブ走査; マイクロアクチュエータ; マイクロマシニング; 光導波路

(1)繊毛電極分布型静電マイクロアクチュエータの駆動評価試作した繊毛電極分布型静電マイクロアクチュエータの動作評価を行った。評価用測定方法および専用の測定ユニットを開発した。電極間距離、印加(駆動電圧)、駆動周波数に対する移動速度、1サイクル当たりの移動距離、発生力を測定した。電極間距離は繊毛がほとんど変形を受けない190μmの時に、移動速度、1サイクル当たりの移動距離、発生力共に最大を示した。速度の最大は駆動電圧150V、駆動周波数100Hz付近で500μm/秒強であった。1サイクル当たりの移動距離は、駆動周波数が大きいほど高い値を示し、20Hzを越えると急激に低下した。可動電極基板が上下に運動する機構なので、電極基板の上下運動による空気の粘性抵抗、ならびに繊毛電極の高さ不均一性による共振周波数の低下が原因と考えられる。発生力は駆動周波数の依存性はなかった。発生力も駆動電圧に依存して大きくなった、駆動電圧150Vのとき発生力46mgf(0.45mN)であった。(2)繊毛電極分布型静電マイクロアクチュエータによる光導波路(光ファイバー)の駆動繊毛電極分布型静電マイクロアクチュエータの機構において、可動電極基板を円柱状の光ファイバーに置き換えて駆動できるか否か検討した。直径250μmのプラスチック光ファイバーにAl電極コート、絶縁コートを施すプロセスを開発した。駆動できる方向は、繊毛方向と光ファイバー長手方向が平行である場合に限られた。光ファイバーが変形し易いため安定な駆動は難しかったが、駆動できることを確認した。これにより本アクチュエータ機構を光プローブを走査するための駆動機構として基本的に使用可能であることが確認できた。今後の課題は周波数特性の改善、光導波路の安定駆動のための駆動機構の改良である。

​ Evaluation: 価 determination method および Exclusive to <s:1> determination ユニットを developed た た. The distance between electrodes, Inca (駆 dynamic voltage), 駆 dynamic frequency wavenumbers, に relative to する moving speed, 1サ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> when た 駆 moving distance, and the force of occurrence を were measured at た.​ Speed <s:1> maximum 駆 駆 dynamic voltage 150V, 駆 dynamic frequency, wavenumerate 100Hz, nearly で500μm/ s, strong であった. 1 サ イ ク ル when た り の は mobile distance, large dynamic cycle count が 駆 き い ほ ど high い numerical を し, 20 hz を more え る と nasty shock に low し た.​ Occurrence force 駆 dynamic frequency wavenumber <s:1> dependence な な った った. 発 SAN miguel も 駆 galvanic 圧 に dependent し て big き く な っ た, 駆 galvanic 圧 150 v の と き 発 SAN miguel 46 MGF (0.45 mN) で あ っ た.​ 250 microns in diameter の プ ラ ス チ ッ ク light フ ァ イ バ ー に Al electrode コ ー ト, never try コ ー ト を shi す プ ロ セ ス を open 発 し た. 駆 dynamic で き る direction は, 繊 wool direction と light フ ァ イ バ ー が long hand direction parallel で あ る occasions に limit ら れ た. Light フ ァ イ バ ー が - shaped し easy い た め settle な 駆 dynamic は difficult し か っ た が, 駆 で き る こ と を confirm し た. こ れ に よ り this ア ク チ ュ エ ー タ institutions を light プ ロ ー ブ を walkthrough す る た め の 駆 mechanism と し て basic に use may で あ る こ と が confirm で き た. The future topics are the improvement of the frequency characteristic <e:1> and the stabilization of the optical guide wavepath <s:1>, as well as the improvement of the 駆 mechanism <e:1>.

项目成果

南 和幸, 矢野修一: "繊毛電極分布型静電マイクロアクチュエータ"第20回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム. (発表予定). (2003)

Kazuyuki Minami、Shuichi Yano：“纤毛电极分布式静电微致动器”第 20 届“传感器微机械和应用系统”研讨会（预定演讲）。

石原 三紀夫, 南 和幸, 棟近 真也: "繊毛を用いた静電マイクロアクチュエータ"日本機械学会中国四国支部第40期講演会講演論文集. No.025-1. 433-434 (2002)

Mikio Ishihara、Kazuyuki Minami、Shinya Munechika：“使用纤毛的静电微致动器”日本机械工程师学会中国-四国分会第 40 届年会论文集第 433-434 号。

Kazuyuki Minami et al.: "Electrostatic Micro Actuator with Distributed Ciliary Electrodes (E-Maccel)"Proc.the 20th Sensor Symposium. 20th. 65-69 (2003)

Kazuyuki Minami 等人：“带有分布式纤毛电极的静电微致动器 (E-Maccel)”Proc.第 20 届传感器研讨会。

岩崎雄亮 他: "繊毛電極分布型静電マイクロアクチュエータの動作特性"日本機械学会中国四国支部第42期総会・講演会講演論文集. 443-444 (2004)

Yusuke Iwasaki等人：“纤毛电极分布式静电微致动器的操作特性”日本机械工程师学会中国-四国分会第42届大会会议录和演讲443-444（2004年）。

岩本 智彦, 南 和幸: "導波路直接駆動型光デバイスの試作"日本機械学会中国四国支部第40期講演会講演論文集. No.025-1. 431-432 (2002)

Tomohiko Iwamoto、Kazuyuki Minami：“波导直接驱动光学器件的原型”日本机械工程师学会中国四国分会第 40 届年会论文集 No.025-432（2002 年）。