Piezoelektrisch angetriebener MEMS-Scanner

Mithilfe vom piezoelektrischen Material AlScN angetriebene Mikrospiegel ensteht eine hohe Antriebkraft, gute Linearität, gute Langzeitstabilität bei niedrigem Leistungsverbrauch.

Die Entwicklung wurde in den letzten Jahren am ISIT vorangetrieben.

Unterschiedliche 1D-, 2D-Mikrospiegel sowie die entsprechenden Positionssensoren entworfen und hergestellt wurden.
Während die 1D-PZT-Mikrospiegel sehr große optische Scanwinkel (bis zu 106°) erreichen und breiten Frequenzbereich (quasi-statisch bis 69 kHz) aufweisen, eignen sich die 2D-Mikrospiegel für Lissajous-, Raster- und zirkulare Scanner. Zudem wurden auch translatorische Bewegungen mit großen Amplituden (bis zu 1600 µm) durch die PZT-Mikrospiegel realisiert. Positionserfassung der Mikrospiegel wurde durch kapazitive, piezoelektrische Sensorelemente und metallische Dehnungsmessstreifen ermöglicht und diese liefern Messsignale mit hoher Auflösung bis zu 14 Bit.

Das neu entwickelte piezoelektrische Material AlScN mit hohem Scandium-Gehalt eignet sich als exzelletnes Antriebsmaterial, weil es neben der hohen Antriebskraft noch gute mechanische Linearität und Langzeitstabilität besitzt. Darauf basierend werden verschiedene 2D quasi-statische Mikrospiegeln mit großen Auslenkungswinkeln, kurzer Reaktionszeit und hochmechanischer Robustheit entwickelt. Darüber hinaus verfügt das Fraunhofer ISIT über produktiontaugliches Equipment für derartige MEMS-Spiegel, so dass die Forschungsergebnisse am selben Standort zusammen mit den Kunden und Partnern in die Kleinserienproduktion überführt werden können. 

Angebot

Sowohl für die Designentwicklung der Mikrospiegel und der Positionssensorelemente, als auch für deren Herstellung stellt das ISIT mehrere Patente zur Verfügung. Darüber hinaus werden Weiterentwicklungen der individuellen Herstellungsschritte basierend auf der bestehenden Technologie vom ISIT angeboten.