基于相移显微干涉和面内补偿的MEMS离面运动测试的开题报告.docx

基于相移显微干涉和面内补偿的MEMS离面运动测试的开题报告
1.研究背景和意义
随着微电子机械系统（MEMS）在各个领域的广泛应用，MEMS元件的运动性能测试显得愈发重要。MEMS元件的运动方式通常包括平移、旋转、膜片弯曲等多种类型，在测试过程中需要考虑到各种因素的影响，如温度、施加力、表面形貌等。
当前MEMS离面运动测试主要采用扫描电子显微镜、激光计、微纳测量计等仪器进行测量，但这些方法存在一些问题，如测试时间长，测量精度受环境因素干扰较大等。相位移位法（Phase-ShiftingInterferometry，PSI）是一种高精度、快速的微小运动测量方法，已成为MEMS离面运动测量领域中广泛应用的技术之一。同时，面内补偿技术可以有效减小由于光路误差带来的测量误差，提高测量精度。
因此，基于相移显微干涉和面内补偿技术，对MEMS离面运动进行精确的测量，对于MEMS设计与制造、MEMS动态响应的研究具有重要的意义。
2.研究目的和内容
本研究的目的是基于相移显微干涉和面内补偿技术，设计并实现一个MEMS离面运动测试系统，以此实现MEMS元件的高精度测量，并对MEMS元件的运动性能进行分析研究。具体研究内容包括：
（1）设计MEMS离面运动测试系统的光路结构，实现高精度MEMS元件的测量。
（2）基于面内补偿技术，降低测量误差，提高测量精度。
（3）通过实验对MEMS元件的离面运动进行测量，并分析MEMS元件的运动性能。
3.研究方法
（1）设计MEMS离面运动测试系统的光路结构，并搭建测试平台。
（2）建立相位移位法的数学模型，对光学系统的参数进行校准。
（3）分析光路误差的影响因素，设计并实现面内补偿技术。
（4）通过实验对MEMS元件的离面运动进行测量，利用MATLAB对测量数据进行处理分析。
4.预期结果和意义
本研究的预期结果包括：
（1）成功搭建高精度MEMS离面运动测试平台，可对MEMS元件进行精确测量。
（2）通过面内补偿技术的应用，提高相位移位法测量精度，达到微米级别。
（3）对MEMS设计与制造、MEMS动态响应的研究具有重要意义。
（4）为MEMS离面运动测试技术的发展提供参考和借鉴。
5.研究计划
本研究的时间安排如下：
第一年：完成研究背景、研究意义的调研和文献综述，设计MEMS离面运动测试系统的光路结构，并实现测量平台的搭建。
第二年：建立相位移位法的数学模型，进行系统校准和光学误差分析，研究面内补偿技术的应用，并进行初步实验。
第三年：基于实验数据，分析MEMS元件的离面运动及运动性能，并进行优化设计。
第四年：撰写论文并完成毕业论文答辩。对研究成果进行总结、归纳和评价。
6.参考文献
[1]杨学军,姚抗.基于PSI相位测量的MEMS弯曲应力分布测试系统设计与实现[J].光子学报,2018,47(11):1139001.
[2]黄巍.面内误差对相位移位法精度的影响研究[D].西安:西安电子科技大学,2017.
[3]祝摽.基于相位移位法的MEMS运动分析[D].苏州:苏州大学,2014.
[4]康强,王伟,王君,等.基于相移显微干涉技术的MEMS测量[J].微纳电子技术,2016,53(6):472-475.