基于光栅技术的光谱分析在物理、化学、天文、生物、冶金学及其他分析领域起着重要的作用。随着科学技术的发展,对光栅技术提出了更高的要求,对新型光栅的研究也受到更加广泛的重视。MEMS技术的出现与发展提供了能根据实际情况实时改变结构参数的光栅——MEMS微型可编程光栅。这种光栅通过静电驱动的方式实现对光栅的结构单元——微变形梁的编程控制。MEMS微型可编程光栅不仅扩展了光栅在传统领域发挥巨大作用,同时促进其在光通讯等领域的广泛应用。因此,对MEMS微型可编程光栅的研究具有重要的研究意义。 本文针对MEMS微型可编程光栅的衍射特性、机械特性等进行了理论分析和仿真,并对它的结构优化设计、加工工艺等一系列关键技术进行了研究。论文的主要研究内容包括: 1.研究MEMS微型可编程光栅的衍射特性,对光栅衍射单元微梁数和各个微梁的高度对衍射特性的影响进行分析,并推导出它的衍射公式。 2.研究作为MEMS微型可编程光栅的结构单元的微变形梁的Pull-in现象,并设计一种新型的、具有大冲程的微变形梁结构。同时对单个电极长度、残余应力等对梁位移的影响进行了分析。 3.研究MEMS微型可编程光栅结构的模态特性、瞬态响应、瞬态回复等机械特性,确定微型可编程光栅设计的一些主要性能参数。 4.采用微机械表面加工工艺对几种不同的光栅单元结构进行版图和工艺设计,并在西北工业大学微/纳米系统实验室完成了对MEMS微型可编程光栅样件的制作。