次世代天体観測用大ストローク多素子MEMSデフォーマブルミラー

用于下一代天文观测的大行程多元件MEMS可变形镜

• 批准号: 13J04161
• 负责人: 呉 同
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 2014
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04161/
• 关键词: 補償光学; デフォーマブルミラー; MEMS

1. 引き続き, ストロークを大きくするため, 新構造の設計及び製作を行ったa)DMのストロークを大きくするため, ミラーメンブレンと電極の間の空気層の厚さ(エアギャップ)を大きくする必要がある. そこで, ミラーの支持構造を改良し, 電極ギャップを60μmに大きくできるように新構造を設計した.b)新構造に対し新しい製作プロセスを提案し, 製作を行った. 2枚のSOIウエハの接合技術を用いて2μm厚さの薄膜ミラーの製作に成功した.2. 今までミラーの初期変位を小さく抑えられない原因を究明し, 新しい支持構造を考案し実証した.a)今まで製作したミラーの初期変位が1mm角のミラーメンブレンでPV(ピークバレー)値は2μmである. この変位を小さくするため, ミラーの周辺にばね支持を設計し再製作した.b)再製作したミラーの初期変位が1mm角のメンブレンでPV値は0.4μmとなっており, 周辺にばね支持のないミラーより初期変位を四分の一まで低減させた.c)再製作したミラーの表面形状を測定したところ, 周辺支持を2重を設けることで, 初期変位が50nmまで抑えられることを発見した。これを利用して, さらにミラーの初期変位を低減させられると考える.3. 製作したDMの全体評価を行ったa)新しい構造を持つミラーのエアギャップは50μmとなっており, 今までのミラーのエアギャップの値を三倍向上した.b)ミラー表面の静的変形形状を測定し, ストロークを確認した. 200Vで0.2μmの変位が得られた.

1. Lead き 続 き, ス ト ロ ー ク を big き く す る た め, new structure design and び の producing line を っ た a) DM の ス ト ロ ー ク を big き く す る た め, ミ ラ ー メ ン ブ レ ン と の empty between electrode の 気 の thick さ (エ ア ギ ャ ッ プ) を big き く す る necessary が あ る. そ こ で, ミ ラ ー の し を support structure improvement, Electrode ギ ャ ッ プ を 60 mu m に big き く で き る よ う に neotectonic を design し た. B) neotectonics に し new seaborne し い making プ ロ セ ス を proposal し, production line を っ た. Two の SOI ウ エ ハ を の joining technologies with い て 2 microns thick さ の film ミ ラ ー の making に successful し た. 2. Early today ま で ミ ラ ー の - a small を さ く え suppression ら れ な い reason を Ming し, new し い support structure し を test case be card し た. A) today ま で making し た ミ ラ ー の early - a が 1 mm Angle の ミ ラ ー メ ン ブ レ ン で PV (ピ ー ク バ レ ー) numerical は 2 microns で あ る. こ の - a small を さ く す る た め, ミ ラ ー の weeks 辺 に ば ね support を design し make し た. B) to make し た ミ ラ ー の early - a が 1 mm Angle の メ ン ブ レ ン で PV numerical は 0.4 mu m と な っ て お り, Weeks 辺 に ば ね support の な い ミ ラ ー よ り early - a を four points の ま で low cut さ せ た. C) to make し た ミ ラ ー の を surface shape measurement し た と こ ろ, weeks 辺 support を set 2 heavy を け る こ と で, early - a が 50 nm ま で え suppression ら れ る こ と を 発 see し た. The える れを utilizes the <s:1> て, さらに さらに ラ and ラ in the <s:1> initial displacement を to subposition させられると to test the える.3. Making し た DM の all review 価 を line っ た a) new し い tectonic を hold つ ミ ラ ー の エ ア ギ ャ ッ プ は 50 microns と な っ て お り, today ま で の ミ ラ ー の エ ア ギ ャ ッ プ の numerical を three times up し た. B) ミ ラ ー の static - shape surface shape を し, Youdaoplaceholder0 ストロ を を を confirm <s:1> た. 200Vで0.2μm <s:1> change が gives られた.

项目成果

15μm AIR Gap 8×8/4×4 Pixels single crystal Silicon continuous membrane deformable mirror

15μm AIR Gap 8×8/4×4像素单晶硅连续膜变形镜

• 发表时间: 2013
• 作者: Tong Wu;Takashi Sasaki;Masayuki Akiyama and Kazuhiro Hane
• 通讯作者: Masayuki Akiyama and Kazuhiro Hane

ウエーハ張り合わせにより製作した波面補正用デフォーマブルミラー

由键合晶圆制成的用于波前校正的可变形镜

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本機械学會誌
• 作者: 鈴木麻里子;久保京子;秦栄三;中村誠. 吉村睦;河端俊典;鈴木麻里子;久保京子;鈴木麻里子;久保京子;鈴木麻里子;鈴木麻里子;鈴木麻里子;久保京子;呉同
• 通讯作者: 呉同

Design and Fabrication of a Large Stroke Continuous Membrane Deformable Mirror

大行程连续膜变形镜的设计与制作

• 发表时间: 2013
• 作者: Tong Wu;Takashi Sasaki;Masayui Akiyama and Kazuhiro Hane
• 通讯作者: Masayui Akiyama and Kazuhiro Hane

Large scale membrane transfer process : Its application to single-crystal-silicon continuous membrane deformable mirror

大规模膜转移工艺：在单晶硅连续膜可变形镜中的应用

• DOI: 10.1088/0960-1317/23/12/125003
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Micromechanics and Microengineering
• 影响因子: 2.3
• 作者: Tong Wu;Takashi Sasaki;Masayuki Akiyama and Kazuhiro Hane
• 通讯作者: Masayuki Akiyama and Kazuhiro Hane

50μm gap 8×8 pixels deformable mirror fabricated by membrane transfer process

薄膜转移工艺制作的50μm间隙8×8像素可变形镜

• 发表时间: 2014
• 作者: Tong Wu;Takashi Sasaki;Masayuki Akiyama and Kazuhiro Hane;呉同
• 通讯作者: 呉同