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超薄硅片的制备、力学特性及应用研究

作　者: 徐圣钦
导　师: 吴星涛；李玲
学　校: 四川师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 超薄硅片静电驱动变形反射镜
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着科技日新月异的发展,对降低器件的功耗,减小器件体积和提高器件集成度的呼声也越来越高。正是在这样的背景下,硅片减薄技术发展越来越来快,带来超薄硅片的应用也越来越广泛,其中一个应用就是用于提高由于大气湍流带来光学成像质量下降。目前对光学成像设备的分辨率及图像质量的要求越来越高,尤其是高分辨率长焦距的空间侦查相机研究在各国的军事领域中备受重视。而在这一切的研究中,自适应光学成像技术始终扮演着重要的角色。自适应光学成像技术是指在计算机实时控制下,通过改变主透镜表面的曲率来补偿大气变化及温度变化所引起的成像畸变。自适应光学系统的基本结构由波前传感器、变形镜和波前控制器三部分组成。其中最主要的部分是变形镜的,它的表面质量、体积、尺寸、功耗、响应时间等直接决定了该自适应光学系统的性能。本论文首先从超薄硅片的制备的重要性和可行性出发,再探究硅片厚度减薄带来的硅片力学性质变化,并以此为基础,将所得研究结论应用于实际问题——变形镜的制作。通过对国内外对变形镜的研究现状及所遇到问题的探讨,针对各种问题进行分析并探讨解决方案,确定以连续面的静电驱动变形镜为模型。再从平行板电容器、薄板理论、超薄硅片力学特性出发,依次对结构设计、静态变形、动态响应及极限失效特性进行深入分析,讨论镜面大小、厚度,电极数量、电极大小等相关结构参数对变形镜相关性能影响。寻找一种结构简单、制造方便、实时控制的微反射镜。通过上面理论及数据仿真,确定了最佳变形反射镜的相关结构参数,并分别设计并成功制作出有效反射面积为30×30mm2,39个驱动电极数及169个驱动电极数的超薄硅薄膜变形反射镜。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目次  6-7
第一章绪论  7-16
  1.1 引言  7-12
  1.2 本论文的研究背景、意义以国内外研究现状  12-15
  1.3 本论文的主要内容  15-16
第二章单晶硅片的性质、制备、减薄及硅微加工  16-21
  2.1 硅材料的基本性质  16-17
  2.2 单晶硅片的特性简介  17
  2.3 单晶硅片的制备及减薄  17-20
  2.4 硅微加工  20-21
第三章基于超薄硅片的薄膜变形反射镜探究  21-33
  3.1 变形反射镜工作原理及静态性能分析  23-27
  3.2 变形反射镜动态性能分析  27-28
  3.3 变形反射镜临界状态分析  28-31
  3.4 超薄硅片的弹性力学特性与硅片半径及厚度关系分析  31-33
第四章基于超薄硅片的薄膜变形反射镜设计及制作  33-51
  4.1 超薄硅片薄膜变形反射镜技术指标  33
  4.2 超薄硅片薄膜变形反射镜的电极设计  33-39
  4.3 超薄硅片薄膜变形反射镜性能分析及仿真  39-46
  4.4 超薄硅片薄膜变形反射镜的反射镜面  46
  4.5 超薄硅片薄膜变形反射镜组装  46-48
  4.6 超薄硅片薄膜变形反射镜表面形貌测试方案的探究  48-51
第五章总结与展望  51-53
参考文献  53-56
致谢  56

超薄硅片的制备、力学特性及应用研究

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