针对微变形镜镜面残余应力变形问题,使用数值法分析了多晶硅层和金属层不等面积的双层微机械薄膜残余应力影响下的变形情况,得到了变形-金属膜尺寸的关系曲线,确定了特定应力下最佳的金属反射面大小;此外,还利用弹性系数可变的折叠梁对分立式微变形镜单元的静电力驱动进行了改进,有效地增大了分立式微变形镜的冲程,使其能对近红外光进行校正.

基于SOI工艺的水平振动梳状硅微谐振器的品质因数Q值在真空封装下能达到105量级以上。但是在常压下,由于受到空气阻尼的影响,其Q值往往降至102量级甚至更小。增加谐振器质量可以提高Q值,但是会增大谐振器面积使绝缘层难以释放。由此提出了一种减小空气阻尼来提高水平振动谐振器Q值的方法,通过设计一系列不同形状的开孔硅微谐振器并比较其实验数据,得到最优的释放孔结构以减小谐振器所受的空气阻尼从而得到更高的Q值。该研究对水平振动谐振器结构设计有一定意义。

采用形状函数法描述变形镜校正时的曲面,从适配误差、Strehl比两方面比较了四种不同单元排列方式的微变形镜.结果表明方形与砖形排列的微变形镜设计简单,但波前校正性能较差;圆形及蜂窝形微变形镜具有较高的波前校正性能,但设计加工复杂.

当平行复色光沿微型可编程光栅基底平面的垂直方向正入射时，可以通过对可编程光栅编程状态的预先设定，使其衍射输出对应于不同目标物质的光谱。对微型可编程光栅用于光谱模拟的原理进行了分析，提出了一种利用基于梯度的最优化算法在衍射角固定时实现光谱模拟的方法。对该方法进行了实例仿真验证，结果表明了方法的可行性。

从光学性能仿真和结构版图设计两方面对基于微机电系统技术的分立式微变形镜进行了研究。以符合柯尔莫哥洛夫湍流统计理论的大气随机波前作为被校正对象,对方形排列、砖形排列和蜂窝形排列的三种分立式微变形镜进行了面形函数构建与波前校正仿真;从单元数量、控制电极、释放孔、弹性支撑梁和寻址线等方面给出了分立式微变形镜的结构、版图设计准则;最终采用两层多晶硅表面牺牲层工艺完成了一种方形排列37单元分立式微变形镜的制备,并对其镜面光学质量和电压-位移曲线进行了测试。

采用形状函数法描述变形镜校正时的曲面,从适配误差、Strehl比、加工工艺性三个方面比较了4种不同单元排列方式的微变形镜。结果表明方形排列的微变形镜设计简单,需驱动电压较低,但波前校正性能较差;圆形微变形镜性能最优,但设计复杂,需驱动电压最高。

硅微陀螺是一个涉及力、电和流体等多个能量域的复杂系统,设计过程中综合考虑这些能量域的耦合作用有利于预测和改善陀螺的系统性能.本文采用半解析的方法分析了陀螺中的静电-结构耦合问题,引入机电转换单元模拟了偏置电压对驱动模态和敏感模态频率的影响.结果表明基于半解析的耦合分析方法能准确快速地求解微陀螺的静电-结构耦合问题.

研究了基于微型光机电系统（MOEMS）的微型可编程衍射光栅。利用波动光学理论推导了在编程状态下它的光强分布公式，对可编程光栅每个衍射单元包含的微粱数和其中的微梁高度等参数变化对其衍射特性的影响进行分析，并对其衍射特性进行仿真验证。验证结果表明：光栅衍射单元包含的微梁数会对衍射光的各个主极大空间位置产生影响，而微梁高度的变化则会引起各衍射主极大之间的光强能量重新分布。