Mikromechanischer, elektrostatischer Schrittaktor für die hyperspektrale Bildgebung

Medientyp: E-Book; Hochschulschrift

Titel: Mikromechanischer, elektrostatischer Schrittaktor für die hyperspektrale Bildgebung

Beteiligte: Endrődy, Csaba [VerfasserIn]; Hoffmann, Martin [AkademischeR BetreuerIn]; Sinzinger, Stefan [GutachterIn]; Schlaak, Helmut [GutachterIn]

Körperschaft: Technische Universität Ilmenau

Erschienen: Ilmenau: Universitätsbibliothek, 26.01.2018

Umfang: 1 Online-Ressource (1 Band, verschiedene Seitenzählungen); Diagramme, Illustrationen (teilweise farbig)

Sprache: Deutsch

Identifikator:

Schlagwörter: MEMS > Aktor > Blende > Hyperspektraler Sensor > Array
Mikrosystemtechnik > Mikrooptik > Bildgebendes Verfahren

Entstehung:

Hochschulschrift: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Anmerkungen: Das Erscheinungsdatum ist der Tag der Verteidigung
Systemvoraussetzung: Acrobat reader

Beschreibung: Es wird ein zweiachsiger, mikromechanischer Schrittaktor für die diskrete Positionierung eines Blenden-Arrays entwickelt. Die Anwendung liegt dabei in der hyperspektralen Bildgebung. Basierend auf dem chromatisch-konfokalen Prinzip kann eine spektrale Filterung mittels einer Lochblende, eines Hyperchromaten, eines Bildsensors und einer softwareseitigen Nachbearbeitung des abgebildeten Punktes erfolgen. Wenn anstelle der Lochblende ein Blenden-Array eingesetzt wird, können mehrere Objektpunkte gleichzeitig erfasst werden. Die Objektebene kann mit dem Scannen des Blenden-Arrays vollständig abgetastet werden. Für diese Aufgabe wird ein mikromechanisches System entwickelt, das hohes Integrationspotential bietet. Abgeleitet von den optischen Anforderungen wird ein Bewegungsbereich von ±100 [my]m mit einer minimalen Schrittgröße von 10 [my]m benötigt. Das Blenden-Array wird aus 200 [my]m dünnem Glas hergestellt, hat eine Größe von 5,5×7 mm^2 und eine Masse von 17-20 mg. Das reaktive Ionentiefenätzen von Silicium (DRIE) spielt eine zentrale Rolle bei der Fertigung der Aktorchips auf einem Silicon-on-Insulator (SOI) Wafer und wird für eine bessere Strukturtreue optimiert. Es werden zwei Aktorsysteme entworfen und umgesetzt. Im ersten Teil der Arbeit wird ein linearer Mikroschrittaktor mit elektrostatischer Aktuierung und inch-worm Schrittmechanismus realisiert. Basierend auf den Ergebnissen aus dem ersten Teil, wird im zweiten Teil ein zweiachsiger Mikroschrittaktor entwickelt. Der entworfene zweiachsige Mikroschrittaktor hat eine Größe von 14×10,7×1 mm^3. Die Antriebsspannungen liegen unter 200 V. Das zweiachsige System erreicht die angestrebten Entwurfswerte mit einer Schrittgröße von 8,4-18,1 [my]m (abhängig vom DRIE-Prozess) und einem Bewegungsbereich von 217-236 [my]m. Die Wiederholgenauigkeit der Schrittgrößen liegt bei etwa ±1,2 [my]m. Mit der resonanten Ansteuerung kann eine Schrittfrequenz von 13,5 Hz erreicht werden. Die unübliche Kombination von realisierter Schrittgröße, Bewegungsbereich und Traglast übertreffen die bekannten, siliciumbasierten Mikropositioniersysteme. Die umgesetzten Schrittaktoren können in das hyperspektrale System problemlos integriert werden. Weitere Anwendungsfelder sind in der Optik und spektralen Abbildung vorstellbar: Farbfilter-Arrays oder segmentierte Linsen können diskret positioniert werden, um dabei die resultierende Bildqualität zu steigern.

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