Abstract
本研究將開發一具備雙向致動能力之同平面微電熱式致動器，希望能具有較低的驅動電壓、簡單的製程步驟、具數十微米等級位移量及使用壽命長等優點。並據此需求提出一新型且具有同平面雙向致動能力之H型樑微熱致動器，並使用矽深蝕刻製程搭配SOI晶片製作出此微熱致動器。由量測結果可以得知，在尺寸為長度3000um、寬度10um及角度0.6˚之H型樑微熱致動器，在施加電壓約為30V時，其位移量大約為40um，而當施加電壓增加至40V時，其位移量則大約為52um，且具備雙向致動的能力。 本研究亦將H型樑微熱致動器應用在微光機電之元件開發，在同平面方向光整合應用中，本文提出一雙穩態微光開關之設計；利用第一型態之H型樑微電熱式致動器，並搭配預挫曲彈簧之雙穩態結構，及一可連接致動器之位移輸出及維持雙穩態位置之機械連結結構，以切換光學微面鏡之兩個雙穩態位置，進而達到切換兩組光纖訊號之目的。透過光學量測，可以得知其光學特性，在切換時間方面只需要約5ms，插入損失小於0.62dB，其餘光學特性亦皆能達到市售微光開關的特性要求。且其可靠度之測試，目前已經操作大於10e5次，而性能無任何的降低。 而在出平面光整合之應用中，本研究則提出一微光學透鏡平台之設計；利用第二型態之H型樑微電熱式致動器提供同平面致動位移輸出，再整合一微可變焦透鏡以改變出平面之透鏡焦距位置，並以高分子聚合物來做為機械連接結構，以避免元件間之熱電干擾，進而達到微光學透鏡平台所需之循軌及聚焦之性能。當分別致動微熱致動器及微變焦透鏡時，微光學透鏡平台水平方向之總位移量可達13um，且可調變微變焦透鏡之焦距位置，使其可同時具備相對於光軸方向之橫向的位移及改變橫向緃向的焦距或位移，以作為其循軌及聚焦之相關光學應用。