MEMS-DMs（微机电系统变形反射镜）中的有限元分析

摘要

自适应光学是一门集科学性和工程性为一体的综合学科,它研究实时自动改善光波波前质量的理论、系统、技术和工程.微小型自适应光学采用MEMS(微机电技术)技术,极大的改变了传统自适应光学器件体积、重量大的特点,使得自适应光学器件通过卫星上空成为可能,在卫星上装载自适应光学系统可以极大改善了卫星的图像质量,提高了卫星的分辨率.有限元的是近年发展非常迅速的一门学科,在多个学科领域有着广泛的应用,微小自适应光学系统中的变形反射镜常采用有限元的方法来分析.MEMS器件也大多采用有限元分析,分析时往往涉及到很力电热等多学科领域.有限元的耦合分析可以很好的解决多学科分析的问题.在有限元的分析中,连续区域的离散化,即划分网格是很重要,很关键的部分,它决定了以后计算分析的精度和计算的时间.在本课题的研究中,所分析的区域很规则,划分网格不需要使用其他复杂的算法,由于划分网格在有限元分析中的地位,还是在网格划分这一块做了很多的工作.通过对有限元的理论分析,在本文中使用Matlab自编程计算了一定尺寸大小的平行平板在施加一定大小的电压条件下的变形情况.并使用有限元分析软件,在输入相同参数的条件下,与Matlab计算的结果相比较.以次来证明我们的网格划分、理论推倒都是正确的.

目录

文摘

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1绪论

1.1项目的研究背景

1.2课题综述

1.3本项目需要解决的问题

1.4 MEMS技术简介

1.5小节

2有限元网格划分

2.1有限元发展概述和分析步骤

2.2划分网格的大致要求

2.3网格生成算法的发展现状

2.4 Delaunay三角形网格划分

2.5小节

3薄板有限元的理论分析

3.1薄板的基本理论

3.2薄板正方形单元

3.3静电与力的耦合理论

3.4小节

4平板变形计算

4.1使用Matlab计算

4.2使用Ansys计算

4.4小节

5其他工作

5.1哈特曼-夏克(H-S)传感器的工作原理

5.2波前重构原理

5.3实验理论

5.3小节

6总结

致谢

参考文献

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