给出基于硅微加工技术的一种新型可变形反射镜的设计和加工方法.从静电驱动的角度阐述此种反射镜的结构设计原理,并对具体加工中的腐蚀和键合工艺进行了详细讨论.成功制造出有效反射面积为30 mm×30 mm,拥有49个静电驱动单元的可变形反射镜.

微变形反射镜(MEMS-DM)是用于自适应光学中波前校正的重要元件.测试实验中对37单元微变形反射镜的光学影响函数矩阵进行了推导和全面测量,从而验证了其叠加性.由光学影响函数推导出了微变形反射镜的控制电压矩阵,利用电压矩阵校正了变形镜的初始面形.最后,对微变形镜校正波前畸变能力进行了测量和评估,得出关于优化微变形镜设计相关方面的一些结论.

对一种新型可变形反射镜加工中的硅-玻璃阳极键合工艺进行了研究.设计了一种通过导线将压焊点引至键合区的特殊结构,使得键合过程中台柱与驱动电极保持等电势,从而有效避免了电极和结构之间的相互作用所引入的缺陷,使得最终获得的驱动电极的有效面积接近100%.针对键合前后气体体积收缩导致的镜面凹陷问题,提出在玻璃上加工出贯穿器件的浅槽结构.实验结果表明, 在380℃,1atm的环境下施加-1000V电压进行阳极键合时,当浅槽深度大于200nm时,将获得较好的镜面质量.

基于MEMS技术体硅工艺,提出一种新型大有效面积的连续变形反射镜的设计制造方法.依工艺流程中的实际情况与结果,分析了在制造过程中遇到的大面积腔体深腐蚀中凸角腐蚀和键合中小空隙粘合等关键问题,设计实施了T形补偿角、延长驱动线等解决方案.用此方法制造出有效反射面积30mm(30mm,最大变形量1.2μm,49驱动电极的新型变形反射镜.10-200V电压范围内得到的该变形反射镜镜面变形数据与模拟结果具有很好的一致性.