基于多维多态闭锁技术的MEMS光通讯器件研究

本项目原创性地提出开展基于微机电系统（Micro-Electromechanical Systems，简称 MEMS）实现光MEMS关键部件多维多态闭锁功能的致动技术的研究，并开展基于该致动技术的光开关和可调光功率分配器等应用基础研究。该技术利用低熔点材料的热相变特性实现微米/纳米尺度上关键部件的形变记忆，该致动技术所具有的无需能源维持工作状态、掉电保护等技术特点是当前光学MEMS器件的前沿发展方向之一。这种闭锁致动技术的应用面广，其功能具有高附加值特性，可在与现有主流光MEMS器件结构、工艺等兼容的前提下提升器件的性能与可靠性，更可作为构建下一代更高性能、更低功耗的新型光MEMS器件的重要技术基础。它的研究和发展，对光MEMS器件及微光机电系统，特别是自由空间高精度反射类、干涉类等光MEMS器件，以及探究相关基础科学问题，具有重要研究意义。

本项目较系统地研究了MEMS关键部件多维多态闭锁功能的致动技术的理论与技术问题，完成的研究工作、取得的研究成果主要有：1）提出以一种利用复合材料热相变特性的在微米/纳米尺度上进行形变记忆和结构重塑的先进技术，设计出了新颖的MEMS多功能集成芯片结构；2）针对结构设计及优化，解决了一些MEMS关键部件多维多态闭锁功能的致动技术相关理论问题，建立了相应理论模型；3）在突破一系列关键工艺技术的基础上，开发出了基于SOI衬底的MEMSMEMS关键部件多维多态闭锁功能的致动技术的多功能集成芯片的加工工艺流程，加工制造出了该芯片的结构样品；4）开发了MEMS多功能单片集成芯片中的光纤光耦合技术，实现了低插入损耗光纤光耦合等。本项目研究的主要创新之处是：1）首创性地提出了MEMS关键部件多维多态闭锁的概念和结构；2）提出了一套制造基于MEMS关键部件多维多态闭锁技术的光学芯片的新的工艺集成技术。本项目的研究，对于光纤光网络中的光处理具有重要意义和应用价值。