0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

MEMS技术的创新研究,前沿科技领域的融合

传感器技术 来源:未知 作者:胡薇 2018-04-02 11:34 次阅读

如今,多学科融合和跨学科创新已经成为一种新的科技发展趋势。今天,笔者要介绍的创新研究案例,再一次的融合了两个前沿科技领域:微机电系统和超透镜。

首先,我们还是先简单了解下相关背景知识。微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System),也称为微电子机械系统、微系统、微电子技术等,是指尺寸在几毫米甚至更小的高科技装置,其内部结构一般在微米甚至纳米量级,是一个独立的智能系统。它是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的,融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。例如,之前笔者常介绍的芯片实验室技术,就与MEMS技术密不可分。

超表面可以组成具有透镜功能的纳米结构,因此便有了超透镜。起初,超透镜由哈佛大学应用物理系教授Federico Capasso及其在佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的科研小组开发。不同于传统透镜,超透镜最大优点就是:轻薄(厚度为纳米级)和小型化。其功能远远超越传统透镜,并有望彻底颠覆传统光学装置中笨重繁琐的透镜组,使得手机摄像头、眼镜、虚拟现实和增强现实硬件都变得非常轻薄。

前不久,笔者刚介绍过美国哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的科研人员开发的大面积自适应超透镜(metalens),它有望成为未来的“人造眼”。

超材料和微机电系统(MEMS)两项技术看似无关,但是科研人员在尝试将它们结合。例如,美国杜克大学科研人员就结合这两项技术,设计出了首个具有红外线发射特性的超颖材料装置,它不仅能够显示出迅速变化的红外线图案,还可用于废热利用。此外,这种可重构的超颖材料还有望应用于动态红外线光学隐身斗篷,以及红外线范围内的负折射率介质。

近日,美国能源部(DOE)阿贡国家实验室与哈佛大学的研究人员进行合作,首次将在光通信、生物成像、激光雷达(LIDAR)系统中广泛应用的两种技术:微机电系统(MEMS)和超透镜结合到了一起,成功地制造出位于MEMS平台顶层之上的超透镜。

下图是集成到MEMS扫描器中的基于超表面的平面透镜(方片)的近距离视图。MEMS与超透镜相结合,通过结合高速动态控制和精准波前空间处理的优势,在传感器中操控光线。这幅图像由阿贡国家实验室纳米材料中心的光学显微镜拍摄。

下图是集成到MEMS扫描器中的基于超表面的平面透镜(圆形)的近距离视图。MEMS与超透镜相结合,通过结合高速动态控制和精准波前空间处理的优势,在传感器中操控光线。这幅图像由阿贡国家实验室纳米材料中心的光学显微镜拍摄。

Daniel Lopez表示:“这些装置对于如今的许多技术来说都很关键。它们已经遍布各个领域,从激活汽车安全气囊到智能手机的全球定位系统,都可以看到这些装置的身影。”

在论文中,科研人员描述了他们是如何制造和测试这种新型装置。这些装置的直径是900微米,厚度是10微米(人类头发丝的厚度约为50微米)。

在这两项技术融合的光学系统中,MEMS 镜子反射扫描光线,然后超透镜会聚焦这些光线,并且无需额外的光学组件,例如聚焦透镜。阿贡国家实验室和哈佛法大学的团队成功地将两种技术结合到一起,而不会影响彼此的性能。

最终的目标是,通过使用如今制造电子器件的同样技术,制造光学系统所有组件:MEMS、光源和基于超表面的光学器件。Lopez表示:“然后,从根本上说,光学系统可以与信用卡一样薄。”

目前,在阿贡国家实验室纳米材料中心、SEAS以及哈佛大学纳米系统中心(美国国家纳米技术协同基础设施的一部分)的科学家们正在合作进一步开发两项技术的新型应用。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • mems
    +关注

    关注

    127

    文章

    3690

    浏览量

    188290
  • 光通信
    +关注

    关注

    19

    文章

    738

    浏览量

    33578

原文标题:新研究:让超透镜与MEMS技术相互融合

文章出处:【微信号:WW_CGQJS,微信公众号:传感器技术】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    维信诺在MWC 2024展示前沿创新技术

    世界移动通信大会(MWC 2024)盛大开幕,以“未来先行”为主题,聚焦“5G及下一代移动通信”、“连接万物”、“人工智能”等前沿领域。维信诺作为行业领军企业,在大会上展示了其高性能、低功耗、高集成等多个维度的创新技术和应用,特
    的头像 发表于 02-28 09:38 142次阅读

    一图读懂《分布式融合存储研究报告(2023)》

    转自:存储产业技术创新战略联盟 2023年11月30日, 存 储产业技术创新战略联盟、中国电子技术标准化研究院联合发布《分布式融合存储
    的头像 发表于 12-21 18:05 233次阅读
    一图读懂《分布式<b class='flag-5'>融合</b>存储<b class='flag-5'>研究</b>报告(2023)》

    华芯邦:创新MEMS技术,改善电子烟痛点  

    传统电子烟存在许多痛点,而华芯邦的创新MEMS技术和孔科微电子的电子烟PCBA方案妥善解决了这些问题。华芯邦的MEMS传感器集成咪头电子烟芯片具有高容错率和防粘柱功能,显著提高了口感
    的头像 发表于 12-20 16:05 352次阅读
    华芯邦:<b class='flag-5'>创新</b><b class='flag-5'>MEMS</b><b class='flag-5'>技术</b>,改善电子烟痛点  

    MEMS是替代传统传感器的唯一选择!(趋势探索)

    MEMS传感器是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大
    的头像 发表于 12-19 17:40 157次阅读
    <b class='flag-5'>MEMS</b>是替代传统传感器的唯一选择!(趋势探索)

    MEMS芯片质量影响因素总结 MEMS芯片制程技术类型

    中科融合是一家国际领先的先进光学智能传感器芯片企业,是国内唯一拥有自主研发“MEMS芯片+SOC芯片+核心算法”,并且提供完整的AI+3D芯片以及模组产品的创新型高新技术企业。
    的头像 发表于 12-14 14:43 530次阅读
    <b class='flag-5'>MEMS</b>芯片质量影响因素总结 <b class='flag-5'>MEMS</b>芯片制程<b class='flag-5'>技术</b>类型

    MEMS是替代传统传感器的唯一选择!(趋势探索)

    MEMS传感器是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大
    的头像 发表于 12-13 10:51 324次阅读
    <b class='flag-5'>MEMS</b>是替代传统传感器的唯一选择!(趋势探索)

    高速光耦在现代科技领域的应用优势

    高速光耦作为一种关键的电子元件,具有广泛的应用范围和诸多优势。本文将探讨高速光耦的应用优势,并详细分析其在现代科技领域中的重要性和潜力。
    的头像 发表于 11-04 17:47 1371次阅读

    MEMS传感器的六大趋势、四大新兴应用

    本文主要探讨MEMS传感器的发展趋势以及现在主要的应用几个重要领域MEMS传感器是一种新型的传感器技术,是多学科领域交叉的
    的头像 发表于 10-19 13:24 528次阅读

    无线传感器网络数据融合技术研究与仿真

    无线传感器网络(wircless sensor network, wSN)是一种无基础设施的无线网络,最初来源于美国DARPA的研究项目,它综合了传感器技术.嵌入式计算技术、分布式信息处理技术
    发表于 09-21 08:18

    研究院致力于研发更多高性能的CMOS-MEMS先进感知产品

      北理微电院是国内最前沿MEMS研究中试平台之一,正积极融入重庆智能网联新能源汽车、新一代电子信息等地方产业。研究院采取“1+6"的科研战略——基于一个国内领先的先进微纳工艺
    的头像 发表于 09-12 09:18 465次阅读

    芯片技术科技领域有哪些应用呢?

    芯片技术在信息处理和通信等关键领域有显著应用。本文从其基本概念和历程出发,探讨其在计算机和电子领域的影响,并展望未来的发展趋势。
    的头像 发表于 08-24 09:34 1691次阅读

    填补该领域技术空白,9所研制MEMS磁通门传感器

    跟踪、航空航天、地磁探测和电流检测等领域,且长期以来依赖进口。 为填补该领域技术空白,9所技术团队瞄准微型化集成、薄膜磁心材料、MEMS制备
    的头像 发表于 08-08 18:16 300次阅读
    填补该<b class='flag-5'>领域</b><b class='flag-5'>技术</b>空白,9所研制<b class='flag-5'>MEMS</b>磁通门传感器

    网媒融合 使能赋能丨第一届网媒融合前沿论坛在深举办

    2023年7月6日,第一届网媒融合前沿论坛在深圳举办。本次论坛由中兴通讯、深圳大学、鹏城实验室联合主办,移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室承办。论坛围绕“网媒融合,使能赋能”主题,
    的头像 发表于 07-07 17:00 193次阅读
    网媒<b class='flag-5'>融合</b> 使能赋能丨第一届网媒<b class='flag-5'>融合</b><b class='flag-5'>前沿</b>论坛在深举办

    高速可见光通信的前沿研究进展

    ,频谱带宽约为400 THz,是有待研究的空白领域。   2) 可见光通信兼具照明、通信和控制定位等功能,易与现有基础照明设施相融合,符合国家节能减排的战略思想。   3) 在电磁敏感区域(核电站
    发表于 05-17 15:14

    共话人才培养和科技创新,上海集成电路产教融合大会圆满落幕!

    技术创新策源高地。并 采用联合培养模式,与上汽、华虹、张江实验室、上海微系统与信息技术研究所等企业、研究所合作,将科教融合、产教融合落到实处
    发表于 04-28 17:48