台灣師範大學機電科技學系 -1-
微光機電系統與應用技術 微 光機電系統與應用技術
Optical MEMS Technology and its application Optical MEMS Technology and its application
楊 啟 榮 博士
副 教 授
國立台灣師範大學 機電科技學系
Department of Mechatronic Technology National Taiwan Normal University
Tel: 02-23583221 ext. 14 E-mail:ycr@cc.ntnu.edu.tw
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-2-
Outline Outline
z Optical MEMS Devices
z Requirement for optical characteristics
z Microactuators for optical applications
z Case study
台灣師範大學機電科技學系 -3-
Optical MEMS Devices Optical MEMS Devices
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-4-
台灣師範大學機電科技學系 -5-
MEMS Applications for 21
MEMS Applications for 21 st st Century Century
z Optical MEMS
z Bio-MEMS
z RF MEMS
Comparative scale of semiconductor sensors.
μ-mechanical resonator for Frequency band 1MHz~1GHz
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-6-
MEMS
MEMS - - A New Enabling Technology A New Enabling Technology for Photonic Systems
for Photonic Systems
台灣師範大學機電科技學系 -7-
Optical MEMS Components Optical MEMS Components
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-8-
MEMS Micro Optical Bench MEMS Micro Optical Bench
M. C. Wu & H. Toshiyoshi, CNOM 8th Annual Affiliates Meeting
台灣師範大學機電科技學系 -9-
Micro Optical Bench Micro Optical Bench
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-10-
R. S. Muller, Berkeley
Functional passive:
Mirror Engine:
Comb actuator
Transmission
Micro optical scanner
Micro optical scanner
台灣師範大學機電科技學系 -11-
Functional passive:
Mirror
Engine:
Comb actuator
Transmitting mechanism:
Linkage, gear Sandia National Lab.
Micro optical scanner Micro optical scanner
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-12-
Answer : No more manual assembling
Built in micro actuators to make 3-D structures
Question : What is the most significant difference between conve Question : What is the most significant difference between conventional ntional machining and micromachining.
machining and micromachining.
台灣師範大學機電科技學系 -13-
Micro Elevated Self
Micro Elevated Self- -Assembling Assembling by Built
by Built- -in Actuators in Actuators
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-14-
H. Toshiyoshi
台灣師範大學機電科技學系 -15-
Refraction Refraction
Fully assembled refractive micolens
300 μmMing C. Wu, UCLA
http://www.omminc.com/mems.html
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-16-
台灣師範大學機電科技學系 -17-
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-18-
2D Motion by Scratch
2D Motion by Scratch- -Drive Actuators Drive Actuators
台灣師範大學機電科技學系 -19-
Far Field Beam Profile (1.55 um) Far Field Beam Profile (1.55 um)
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-20-
Luke P. Lee, Berkley, 2002
http://www-biopoems.berkeley.edu/Project-first.php
Confocal
Confocal Microscope Microscope
台灣師範大學機電科技學系 -21-
Reflection Reflection
Electrostatic Combdrive-Actuated Micromirrors for Laser-Beam Scanning and Positioning
M. H. Kiang, et al., J. MEMS, 7, 27 (1998).
Vertical Scan Horizontal Scan
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-22-
H. Toshiyoshi, Hilton Head (2000), J. MEMS 10 (2001)
Electrostatically
Electrostatically Actuated MEMS 2D Optical Scanner Actuated MEMS 2D Optical Scanner
台灣師範大學機電科技學系 -23-
3D Optical Scanner by Single Crystal 3D Optical Scanner by Single Crystal Si Si
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-24-
Free Space Integrated Optics Ming C. Wu, UCLA http://www.omminc.com/mems.html
Diffraction
Diffraction
台灣師範大學機電科技學系 -25-
Dynamic focusing microlens
http://www.omminc.com/mems.html M. Wu, et al., 1998
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-26- Micrograting
(topside)
(a) Front side (b) back side of the grating
台灣師範大學機電科技學系 -27-
The Grating Light Valve uses reflection and diffraction to create dark and bright image areas.
Grating Light Valve
Grating Light Valve (GLV) (GLV) Reflection and Diffraction
http://www.siliconlight.com/htmlpgs/glvtechframes/glvmainframeset.html Moving ribbon
Fixed ribbon
Air gap Silicon Substrate
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-28-
A simple color display can be built using a single light source, single GLV, and rotating RGB filter disk.
An even simpler color display can be built
with 3 LEDs (RGB) and a single GLV
台灣師範大學機電科技學系 -29-
2 Parallel
2 Parallel- -plate plate Fabry Fabry- -Perot etalon tuned by translation movement Perot etalon tuned by translation movement http://www.ee.ucla.edu/labs/laser/index.html
Interference Interference
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-30-
Lucent, 1998 MARS
MARS – – Mechanical M echanical A Anti nti- -R Reflection eflection S Switch witch
Fully fabricated MARS device Si
Al
Ti/Au SiN
xSignal
Unbiased mλ/4 air gap (m odd -reflection)
Biased (m-1)λ/4 air gap (m even – anti-reflection)
台灣師範大學機電科技學系 -31-
Optical MEMS Applications Optical MEMS Applications
Micro
Micro- -optical bench optical bench
http://www.ee.ucla.edu/labs/laser/index.html z
Projection displays
z
Fiber switches
z
Filters and dispersion compensators
z
Optical scanners
z
Adaptive Optics
z
Silicon Optical Bench
z
Sensors with optical readout
z
Interferometers
z
Spectrometers
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-32-
Application of Optical MEMS Application of Optical MEMS
M. C. Wu & H. Toshiyoshi, CNOM 8th Annual Affiliates Meeting
台灣師範大學機電科技學系 -33-
Integrated Free
Integrated Free -Space Optical Disk Pickup Head - Space Optical Disk Pickup Head
http://www.ee.ucla.edu/labs/laser/index.html
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-34-
Digital Mirror Display/Digital Light Processing Digital Mirror Display/Digital Light Processing
Texas Instruments
15 μm
台灣師範大學機電科技學系 -35-
光通訊系統傳輸容量的進展 光通訊系統傳輸容量的進展
l
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-36-
訊號供應者
訊號接受者
微光學透鏡
旁路開關 多工傳輸器
接續器
陣列開關 多光纖連接器
分光器 多工傳輸解譯器
光通訊系統架構示意圖
光通訊系統架構示意圖
台灣師範大學機電科技學系 -37-
http://www.omminc.com/mems.html
Dynamic focusing microlens Deformable micro mirror
2 X 2 FDDI optical switch
Free Space Integrated Optics Rotating micro mirror
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-38-
輸入 輸出
分波解多工器 分波多工器
(a)光訊號作加成/消減(add/drop)示意圖;(b) OXC的架構示意圖
H. Toshiyoshi, Optical MEMS, UCLA, (2002).
台灣師範大學機電科技學系 -39-
DWDM基本原理如彩虹,多顏色合併後經光纖傳輸後分開波段
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-40-
Large Scale Optical
Large Scale Optical Crossconnector Crossconnector (OXC) (OXC)
• E. L. Goldstein, J. A. Nagel, J. L .Strand, R. W. Tkach, "Multiwavelength opaque optical-crossconnect network," Lightwave, Feb. 1998.
• M. C. Wu & H. Toshiyoshi, CNOM 8th Annual Affiliates Meeting
台灣師範大學機電科技學系 -41-
Scanning Mirrors for OXC Scanning Mirrors for OXC
OXC: Optical Cross Connector OXC: Optical Cross Connector
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-42-
MEMS in WDM Network MEMS in WDM Network
M. C. Wu & H. Toshiyoshi, CNOM 8th Annual Affiliates Meeting
台灣師範大學機電科技學系 -43- 未施加電壓
液晶分子
施加電壓
液晶分子
液晶式光開關 液晶式光開關
Spectraswitch Spectraswitch
液晶式光開關系統原理
液晶光開關圖例
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-44-
氣泡式光開關 氣泡式光開關
Agilent
Horizontal section of the planar lightwave circuit (PLC). Multiple optical paths consist of intersecting waveguides created into the PLC.
A trench is etched at each crosspoint of the waveguides.
Then the trench is filled with a fluid having the same optical properties.
When the optical signal needs to be redirected the fluid is heated up and a bubble is generated.
台灣師範大學機電科技學系 -45-
As a default condition, the fluid enables the transmission of the light through the waveguide without changing it or deviating it.
When the fluid is heated up the bubble created reflects the light by total internal reflection providing a fast switching function. The optical signal transmitted is deviated but not deteriorated.
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-46-
全像術式光開關
全像術式光開關, Trellis Photonics
, Trellis Photonics
Singal input
Thermo-Optic
Phase Shifter 1st SW 2nd SW
Output Off State
Output On State
熱光式光開關 熱光式光開關, NTT
, NTT
台灣師範大學機電科技學系 -47-
聲光式光開關 聲光式光開關
光源
聲波產生器
聲波轉折器
http://www.lmgr.net/aotechnology.htm
Acousto
Acousto- -Optic (AO) Technology Optic (AO) Technology
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-48-
各種光開關特性之比較
各種光開關特性之比較
台灣師範大學機電科技學系 -49-
Requirement for optical characteristics Requirement for optical characteristics
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-50-
Reflectivity of Metals
Reflectivity of Metals
台灣師範大學機電科技學系 -51-
Coupling Distance of Fibers Coupling Distance of Fibers
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-52-
Collimated Beam Filter (Ball Lens)
Collimated Beam Filter (Ball Lens)
台灣師範大學機電科技學系 -53-
Source of the Insertion Loss Source of the Insertion Loss
Stability of Mirror Angle Stability of Mirror Angle
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-54-
光開關損失之原因
光開關損失之原因
台灣師範大學機電科技學系 -55-
Fiber Coupling Fiber Coupling
G- G -FF Fiber: Fluoride glass Fiber, Multimode, KDD FF Fiber: Fluoride glass Fiber, Multimode, KDD TEC Fiber: Thermally Expanded Core Fiber TEC Fiber: Thermally Expanded Core Fiber
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-56-
Preparing
Preparing Photoresist Photoresist Reflow Reflow Lens Pattern Lens Pattern
台灣師範大學機電科技學系 -57-
Lens Profile Model Lens Profile Model
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-58-
Photoresist
Photoresist Reflow Reflow Lens Lens
台灣師範大學機電科技學系 -59-
Lens Shape (Sag) After
Lens Shape (Sag) After Photoresist Photoresist Reflow Reflow as a function of initial resist thickness as a function of initial resist thickness
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-60-
Lens Design 1 Lens Design 1
Initial Thickness
Initial Thickness -- --> Sag > Sag -- --> Radius of Curvature > Radius of Curvature -- --> Focal Length > Focal Length
台灣師範大學機電科技學系 -61-
Lens Design 2 Lens Design 2
Beam Diameter and Lens Diameter
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-62-
Lens Design 3 Lens Design 3
Minimum Initial Resist Thickness
台灣師範大學機電科技學系 -63-
Lens Design 4 Lens Design 4
Minimum Resist Thickness and Lens Diameter
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-64-
Transferring
Transferring Photoresist Photoresist Pattern into Silicon Pattern into Silicon
台灣師範大學機電科技學系 -65-
Silicon Micro Lens Silicon Micro Lens
Shape Transferred by RIE Shape Transferred by RIE
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-66-
Effect of
Effect of Photoresist Photoresist Thickness Thickness
台灣師範大學機電科技學系 -67-
Focal Length Simulation Focal Length Simulation
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-68-
Beam Spot Diameter
Beam Spot Diameter
台灣師範大學機電科技學系 -69-
Lens Diameter and Beam Spot Diameter Lens Diameter and Beam Spot Diameter
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-70-
光熱能
Photothermal
水滴式
Droplet
折射式微透鏡
Refractive Microlens
灰階光罩
Gray Tone Mask
熱回流
Thermal Reflow
準分子雷射微加工
Excimer Laser Micromachining
直寫式
Direct Writing
離子交換
Ion Exchange
折射式微透鏡陣列製造技術
折射式微透鏡陣列製造技術
台灣師範大學機電科技學系 -71- A B C D E F
A: Fresnel 波帶片 B: 平面化二元式Fresnel微透鏡 C: 兩階二元式Fresnel微透鏡 D: 四階二元式Fresnel微透鏡 E: 鋸齒狀Fresnel微透鏡 F: 傳統透鏡
不同之Fresnel不同之
Fresnel透鏡與傳統透鏡之比較圖
透鏡與傳統透鏡之比較圖台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-72- Mask
Crystal Substrate
RIE Crystal
Substrate HMDS Coating
Lithography Crystal
Substrate PR Coating
PR Crystal Substrate
Crystal Substrate Two-Step
Microlens HMDS & PR
Coating
RIE
Lithography
four-Step Microlens
微透鏡之半導體製作流程示意圖
微透鏡之半導體製作流程示意圖
台灣師範大學機電科技學系 -73-
Rochester Photonics Corp.
Rochester Photonics Corp.
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-74-
Delay Masking Process for
Delay Masking Process for Multistep Multistep Structures Structures
Makoto Mita, et al., HARMST'99, JAPAN.
台灣師範大學機電科技學系 -75-
Excimer
Excimer Laser Laser Micromachining: Mask Dragging Micromachining: Mask Dragging
shaped mask
SU-8光阻微透鏡陣列
光強度分布圖氦氖雷射 CCD
物鏡
物鏡 折射式微透鏡
陣列 針孔
透鏡 光圈
三維移動平台
光束品質 分析器
光學檢測設備架構圖
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-76-
http://www.exitech.co.uk/
台灣師範大學機電科技學系 -77-
Mask
Workpiece Stage
Fresnel Lens
以以Mask Dragging
Mask Dragging 的方式製作微鏡片
的方式製作微鏡片(b) Groove pattern of the kinoform cylindrical lens (a) Mask used to make cylinderical lens
Dark: 透光 Clear:不透光
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-78-
準分子雷射單光罩多層階加工技術 準分子雷射單光罩多層階加工技術
光罩圖案
雷射 聚焦成像
加工圖案重疊
(光罩移動)
(工件固定)
光罩圖案
1 2 3
2 1
2 3
3 3
3
八階光罩組合準分子雷射微透鏡加工技術
台灣師範大學機電科技學系 -79-
準分子雷射微加工 準分子雷射微加工
微光學繞射元件製作與檢測
微光學元件檢測系統
像素5 μm四階全像片 “HELLO” 影像輸出
焦平面光強度 十六階微透鏡陣列
孔徑250 μm、焦距15 mm
表面檢測 光學檢測 準分子雷射LIGA製程
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-80-
SU- SU -8 8光阻點膠滴置微透鏡陣列製作技術
光阻點膠滴置微透鏡陣列製作技術微透鏡陣列 活塞
針筒
玻璃基板 X
Y Z 定位 平台
基座
控制器 接高壓
氣體管路 氣體源 軟烤
UV曝光
曝光後烘烤
微透鏡點膠滴置架構
點膠滴置微透鏡製作技術
台灣師範大學機電科技學系 -81-
凹面型微光柵元件 凹面型微光柵元件
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-82-
Principle of the VIS
Principle of the VIS- -Spectrometer Spectrometer
Source: http://www.microparts.de/01OPTICVIS.htm Light input λ1….λx
through optical fiber
Light output via
45
oreflecting edge Diode array
Self focusing reflection grating (d=0.2 μm, g=2 μ m)
λ2λ1
Characteristics
z
Molded construction allows for cost effective volume pricing
z
Small dimensions, lightweight
z
Excellent thermal stability
z
Long-term stability
z
Flexible operation
z
Robust monolithic construction
z
No moving parts
台灣師範大學機電科技學系 -83- zGrating resolution : 7nm
zSpectral range: 380nm~780nm
zspectral resolution: 7nm (measured at 450 nm)
zDimension:10 × 10 × 5 cm
VIS-Microspectrometer PIDC-2000
國科會精儀中心
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-84-
Microactuators
Microactuators for optical applications for optical applications
台灣師範大學機電科技學系 -85-
Actuator is Energy Converter Actuator is Energy Converter
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-86-
Microactuators
Microactuators for Optical MEMS for Optical MEMS
台灣師範大學機電科技學系 -87-
Size reduction by MEMS technology Size reduction by MEMS technology
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-88-
1984 1988
1989
1992
1993 1995
1997 1998 Comb-drive
W. Tang, et al.
Barcode scanner K. Y. Lau, et al.
MUMPs MCNC
Poly-Si beam R. T. Howe.
Micromotor Fan. Tai
Microhinge K. Pister
FS-MOB M. Wu
Raster-scanning MEMS display Fabrication platform
To use planar fabrication platform to make/integrate movable
components on substrate
台灣師範大學機電科技學系 -89-
What is expected out of MEMS for Optical Switch?
What is expected out of MEMS for Optical Switch?
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-90-
MEMS Optical Switches MEMS Optical Switches
M. C. Wu & H. Toshiyoshi, CNOM 8th Annual Affiliates Meeting
台灣師範大學機電科技學系 -91-
1x4 1x4 光纖定位光開關
光纖定位光開關光源輸入光纖
光源輸出光纖 雙向定位光纖耦合
M. C. Wu, UCLA
Principles of Micro
Principles of Micro- -Optical Switch Optical Switch
2x2 微鏡面光開關 2x2
微鏡面光開關台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-92-
不同埠數之光開關示意圖
不同埠數之光開關示意圖
台灣師範大學機電科技學系 -93-
MEMS Optical Switches MEMS Optical Switches
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-94-
Digital Matrix Optical Switch on a Chip Digital Matrix Optical Switch on a Chip
zToshiyoshi and Fujita, “Electrostatic micro torsion mirrors for an optical switch matrix,” J. MEMS, vol.5, p.231-7, 1996.
zLin, Goldstein, Tkach, “Free-space micromachined optical switches for optical networking. IEEE JSTQE, vol.5, p.4-9, 1999.
zM. C. Wu & H. Toshiyoshi, CNOM 8th Annual Affiliates Meeting
台灣師範大學機電科技學系 -95-
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-96- M. Hoffmann et al., JMM 9 (1999) 151
台灣師範大學機電科技學系 -97-
Switching cycle of a thermo-mechanical 1x2 moving-fiber switch
1 x 4 switch with coupled U-shaped actuator for large deflections
Photographs of a 1 x 4 switch
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-98-
微反射鏡基本運動型式 微反射鏡基本運動型式
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
台灣師範大學機電科技學系 -99-
by Built
by Built- -in Actuators in Actuators
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-100-
Schematic of the fabrication process for surface-micromachinined microhinges.
Surface Micromachining for
Surface Micromachining for Hinged structures Hinged structures
M. C. Wu, et al., Sensors and Actuators A, 50(1-2), 127 (1995).
http://www.coventor.com/media/papers/optical_SOI.pdf
台灣師範大學機電科技學系 -101-
Polysilicon
Polysilicon Hinge Structure Hinge Structure
K. S. J. Pister, M. W. Judy, S. R. Burgett, R. S. Fearing,
"Microfabricated hinges," Sensors & Actuators A33, 1992
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-102-
Bell-Lab./ Lucent M. C. Wu, UCLA
M. C. Wu, UCLA
Mirror
Mirror- -typed Optical Switch typed Optical Switch
R. S. Muller, Berkeley
台灣師範大學機電科技學系 -103-
16 x 16 array Switch http://www.omminc.com/home.html
Mirror
Mirror- -typed 2D Optical Switch typed 2D Optical Switch
M. C. Wu, UCLA
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-104-
台灣師範大學機電科技學系 -105-
Large Scale MEMS Optical Switches Large Scale MEMS Optical Switches
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-106-
3D Optical Switch
3D Optical Switch
台灣師範大學機電科技學系 -107-
Mirror
Mirror- -typed 3D Optical Switch typed 3D Optical Switch
Bell-Lab./ Lucent
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-108-
http://www.omminc.com/home.html
Mirror
Mirror- -typed 3D Optical Switch typed 3D Optical Switch
台灣師範大學機電科技學系 -109-
Scalability Scalability
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-110-
MICRO MIRROR SWITCH MICRO MIRROR SWITCH
Redirection of light beams by electrostatic torsion mirrors Redirection of light beams by electrostatic torsion mirrors
Where is actuator ? Where is actuator ?
H.Toshiyoshi, H. Fujita, IEEE J. MEMS 5(4), 1996.
H.Toshiyoshi, H. Fujita, IEEE/LEOS 96, Colorado.
D. Miyauchi, H.Toshiyoshi, H. Fujita, IEEE/LEOS MOEMS 97, Nara.
台灣師範大學機電科技學系 -111-
Electrostatic Torsion Mirror Matrix Electrostatic Torsion Mirror Matrix
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-112-
Optical Switching
Optical Switching
台灣師範大學機電科技學系 -113-
Electrostatic Torsion Mirror Matrix Electrostatic Torsion Mirror Matrix
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-114-
Problems of Prototype
Problems of Prototype
台灣師範大學機電科技學系 -115-
Torsion Mirror Electrostatic Operation Torsion Mirror Electrostatic Operation
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-116-
Operation Voltage
Operation Voltage
台灣師範大學機電科技學系 -117-
Fabrication Process Fabrication Process
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-118-
Bulk & Surface
Bulk & Surface Micromachinings Micromachinings
台灣師範大學機電科技學系 -119-
Electromagnetic Torsion Mirror Electromagnetic Torsion Mirror
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-120-
Electrostatic vs. Electromagnetic
Electrostatic vs. Electromagnetic
台灣師範大學機電科技學系 -121-
Electromagnetic Latching Electromagnetic Latching
No power consumption to hold mirror No power consumption to hold mirror
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-122-
Cross Connector by Electromagnetic Torsion Mirror
Cross Connector by Electromagnetic Torsion Mirror
台灣師範大學機電科技學系 -123-
UCLA's First Generation Switch UCLA's First Generation Switch
S. S. Lee, E. Motamedi, and M. C. Wu, 1997 Transducers Paper 1A4.07P, 1997.
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-124-
Electrostatic
Electrostatic S Scratch cratch -D - Drive rive A Actuator ctuator
Akiyama et al., IEEE J-MEMS, 1993, 1997
台灣師範大學機電科技學系 -125-
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-126-
Automatic Self
Automatic Self- -Assembly by Curled Assembly by Curled- -up up Cantilever + Latch
Cantilever + Latch
H. Nguyen, R. Chen, M. C. Wu, UCLA, OSA-99
台灣師範大學機電科技學系 -127-
nm
R. Chen, H. Nguyen, M.C. Wu, IEEE MEMS Conference, 1999.
Curled Cantilever Switch Curled Cantilever Switch
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-128-
2D Array of Curled Cantilever Switch
2D Array of Curled Cantilever Switch
台灣師範大學機電科技學系 -129-
Bulk micromachined actuators for N x N cross-connects.
Cross section of a wet-etched comb drive.
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-130-
Spherical lens
fiber fiber
Source: A. Müller et al., J. Micromech. Microeng., 3 (1993) 158-160
Single-mode fibres adjusted to a ball lens Schematic of a microoptical switch with
single-mode fibres
Movable mirror and fibre grooves mirror
LIGA Process for Optical Switch
LIGA Process for Optical Switch
台灣師範大學機電科技學系 -131-
Optical bench for alignment of fibers, lens and lasers Optical bench for alignment of fibers, lens and lasers
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-132-
Micro-optical bench on top of a micromachined Si wafer
Scheme of concept to fabricate optical bench by LIGA process
台灣師範大學機電科技學系 -133-
應用X應用
X- -ray LIGA ray LIGA製程開發之光學陣列開關
製程開發之光學陣列開關J. Mohr, A. Last, and U. Wallrabe, 8th Microoptics Conference, Osaka, Japan, (2001).
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-134-
台灣師範大學機電科技學系 -135-
Grating Light Valve (GLV) Grating Light Valve (GLV)
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
-136-
GLV:1
GLV:1- -D Array type light valve D Array type light valve
台灣師範大學機電科技學系 -137-
The Grating Light Valve uses reflection and diffraction to create dark and bright image areas.
Grating Light Valve
Grating Light Valve (GLV) (GLV) Reflection and Diffraction
http://www.siliconlight.com/htmlpgs/glvtechframes/glvmainframeset.html Moving ribbon
Fixed ribbon
Air gap Silicon Substrate
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
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台灣師範大學機電科技學系 -139-
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
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A simple color display can be built using a single light source, single GLV, and rotating RGB filter disk.
An even simpler color display can be built with 3 LEDs (RGB) and a single GLV
台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT
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Typical gain equalizer module requiring multiple VOA devices, one per channel
台灣師範大學機電科技學系 -143-
An HDTV – resolution projector utilizing three GLV device optical attenuator modules A three GLV color display solution is
shown for a large-screen projector.
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