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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:謝志華
研究生(外文):artido
論文名稱:用於光學同調斷層掃描系統之線性光學振鏡的設計與製作
論文名稱(外文):Design and Fabrication of A Linearly Optical Scanning Mirror for Optical Coherence Tomography
指導教授:劉孝忠劉孝忠引用關係侯帝光
指導教授(外文):Hsiao-Chung LiuMax Ti-Kuang Hou
學位類別:碩士
校院名稱:中華技術學院
系所名稱:機電光工程研究所碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:微機電準分子雷射微掃描鏡
外文關鍵詞:MEMSExcimer LaserMicro Scanning Mirror
相關次數:
  • 被引用被引用:1
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本論文主要是利用微機電技術為基礎,設計一套以準分子雷射進行加工,應用於光學同調斷層掃描技術系統(Optical Coherenece Tomography,OCT)。並製作一套以單晶片8051為主要控制器的驅動控制電路藉驅動此微型掃描鏡,使其進行垂直振動的動作。並符合OCT系統中控制頻率100Hz,掃描位移1mm之規格需求。本研究,設計出一套新式掃描鏡之製程,取代原有複雜的製程,再運用ANSYS設計出最佳元件,並搭配以微機電技術製作之一維振動機構,製作成本低廉的垂直式微掃描反射鏡。
This research focuses on excimer laser manufacturing technique, which is based on MEMS. Therefore, this technique also applies OCT (Optical Coherence Tomography). To fabricate an electromagnetic micro scanning mirror driven by single chip 8051 to act a vertical vibration movement, and to fit in with the control frequency of 100 Hz and the scanning span is 1mm. By this research, we design a new scanning mirror to replace the original complicated process, and to optimize the structure by ANSYS. Finally, a cost-effective electromagnetic micro scanning mirror made of MEM technology with one dimensional vibration structure will be completed.
摘要..........................................................................................................Ⅰ
Abstract....................................................................................................Ⅱ
目錄..........................................................................................................Ⅲ
圖表目錄..................................................................................................VI
第一章 緒論..............................................................................................1
1-1 研究背景與動機...................................................................1
1-2 相關文獻回顧探討...............................................................2
1-2-1 致動器.......................................................................2
1-2-2 掃描鏡.......................................................................4
1-3 研究方法...............................................................................6
1-3-1 致動原理...................................................................6
1-3-2 設計概念...................................................................7
1-4 論文架構...............................................................................8

第二章 光學同調斷層掃描原理與掃描器之規格設定……………....10
2-1 光學同調斷層掃描.............................................................10
2-2 光學同調斷層掃描原理.....................................................11
2-3 光學同調斷層掃描規格設定.............................................12

第三章 垂直掃描器結構設計與模擬....................................................13
3-1 電磁感應與磁致動微描器原理.........................................13
3-2 垂直微掃描結構設計.........................................................14
3-3 微掃描結構性能判別.........................................................16
3-4 微掃描結構振動模態.........................................................17
3-5-1元件設計...................................................................18
3-5-2 最佳設計之ANSYS分析.......................................28

第四章 元件製程....................................................................................31
4-1 微掃描鏡製作工具及流程.................................................31
4-1-1 193 nm準分子雷射簡介.........................................31
4-1-2 微掃描鏡製程流程.................................................35
4-2 微掃描鏡製作方法.............................................................37
4-2-1 外型製作.................................................................37
4-2-2 製作反射鏡片.........................................................38
4-2-3 銅質導電線圈之製作.............................................39
4-2-4 黏合反射鏡等主要元件.........................................41
4-2-5 製作基座.................................................................42
4-3 整合微掃描器結構.............................................................42

第五章 控制器設計與模擬....................................................................44

第六章 結果與討論................................................................................47
6-1 實驗架構.............................................................................47
6-1-1 雷射光路之準直試驗.............................................47
6-1-2 雷射掃描穩定度試驗.............................................53
6-2 掃描成果.............................................................................54

第七章 結論............................................................................................61

參考文獻………………………………………………………………..62

附錄……………….…………………………………………...………..64
附錄一 PMMA相關特性對照表…………….………...………..64
附錄二 ANSYS模擬設計微振鏡結構…………………..……...65
附錄三 ArF 193nm準分子雷射之相關特性資料………...….....82

作者簡介………….…………………………………………...………..83


圖表目錄
圖1-1 靜電式梳狀致動驅動之微小鏡面…….....…...…………………3
圖1-2 電熱式致動驅動之微小鏡面……………………….…..……….3
圖1-3 電磁式致動驅動之微小鏡面…………...…………….…...…….4
圖1-4 雷射掃描投影顯示器………..…………….………….…………5
圖1-5 垂直式微掃描器……...………………………………….………6
圖1-6 佛箂明左手定則………..….………………….……..…….…….7
圖1-7 垂直電磁微掃描鏡基本架構之設計理念………...……...……..8
圖2-1 OCT原理架構圖……………………………………………...…11
圖3-1 電磁式垂直微型掃描器…………………….…………..……...13
圖3-2 電磁致動微描器驅動原理………………...……………….…..14
圖3-3 電磁式垂直微型反射鏡之尺寸代號對照圖……………..……15
圖3-4 C之定義示意圖……………………………………..…………..17
圖3-5 T9之設計圖……………..………………………………………19
圖3-6 T9之第一模態運動情形………………………...……………...20
圖3-7 T9之第二模態運動情形………………….…………………….20
圖3-8 2T3之設計圖………………...………………………………….22
圖3-9 2T3之第一模態運動情形………...……………….……………22
圖3-10 2T3之第二模態運動情形…..…………………………………23
圖3-11 2T3-24之設計圖……………………………………….………24
圖3-12 2T3-24之第一模態運動情形………….………………………25
圖3-13 2T3-24之第二模態運動情形………...…………………….….25
圖3-14 NT23之設計圖…………………………………….…………..27
圖3-15 NT23之第一模態運動情形……………….…………………..27
圖3-16 NT23之第二模態運動情形…..………………………….……28
圖3-17 NT24之設計圖………………………………………..…….…29
圖3-18 NT24之第一模態運動情形…………………………..……….30
圖3-19 NT24之第二模態運動情形………………………...…………30
圖4-1 (a)ArF 193 nm準分子雷射加工機台,(b)加工區組件………....32
圖4-2 ArF 193 nm準分子雷射控制系統……………………….….….33
圖4-3 準分子雷射原理………………...…………………..........…….34
圖4-4 準分子雷射加工機制示意圖………………………………..…35
圖4-5 電磁式垂直微型反射鏡之製作流程示意圖…………..………36
圖4-6 電磁式垂直微型反射鏡之主體..………………………………37
圖4-7 反射鏡片之鍍膜順序..…………………………………………38
圖4-8 電磁式垂直微型反射鏡之反射鏡片(4 x 3x 0.13mm)..……….39
圖4-9 黏貼耐酸鹼膠帶……………………………….……….………40
圖4-10 以準分子雷射移除不必要之耐酸鹼膠帶……………..……..40
圖4-11 電磁式垂直微型反射鏡之銅質驅動線圈……………..……..41
圖4-12 電磁式垂直微型反射鏡主要元件之黏合方式……….……...41
圖4-13 電磁式垂直微型反射鏡之壓克力基座………………...…….42
圖4-14 電磁式垂直微型反射鏡之組裝方式……………………...….43
圖4-15 電磁式垂直微型反射鏡之組裝成品………………..………..43
圖5-1 電磁式垂直微掃描鏡之控制電路……..…………………..…..45
圖5-2 上下週期ㄧ致之方波頻率……………..………………………45
圖5-3 電磁式垂直微掃描鏡之控制電路………..……………………46
圖6-1 雷射二極體……………………..………………………………48
圖6-2 分光鏡…………………………..………………………………48
圖6-3 雷射二極體之雷射光路準直性試驗……………….……….…50
圖6-4 分光鏡之準直性試驗………………...…………….……..……51
圖6-5 垂直振鏡機構之準直性試驗………………………….……….53
圖6-6 雷射掃瞄穩定度試驗示意圖……………………...…………...54
圖6-7 平放式之彈簧結構…………………………..…………………55
圖6-8 頻率350 Hz之掃描圖…………..……………………………...56
圖6-9 頻率450 Hz之掃描圖………………..………………………...56
圖6-10 頻率550 Hz之掃描圖………………………………..……….57
圖6-11 頻率650 Hz之掃描圖………………………………..……….57
圖6-12 上弓式之彈簧結構…………..…………………...…………...58
圖6-13 頻率350 Hz之掃描圖….…………………..…………………59
圖6-14 頻率450 Hz之掃描圖………………………………………...59
圖6-15 頻率550 Hz之掃描圖…………..…..………………………...60
圖6-16 頻率650 Hz之掃描圖………………………………...……….60
表3-1 電磁式垂直微型反射鏡之設計尺寸…………..………………15
表3-2 型號T9之分析參數,F及C為同系列中最佳值……..………..19
表3-3 型號2T3之分析參數,F及C為同系列中最佳值…………..…21
表3-4 型號2T3-24之分析參數,F及C為同系列中最佳值……...…..24
表3-5 型號NT23之分析參數,F及C為同系列中最佳值………..…..26
表3-6 型號NT23之分析參數,F及C為同系列中最佳值……………29
參考文獻

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1. 18. 林文政,勞工參與制度-以美國為例,勞資關係月刊第16卷第11期,1998年。
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4. 17. 李禮仲,企業併購法之探討,全國律師第6卷第5期,2002年。
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7. 16. 李漢雄,勞資協商與企業經營,勞資關係月刊第17卷第1期,1998年。
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10. 14. 李弘仁,勞動契約之移轉-勞基法第20條之檢討,勞工行政第45期,1992年。
11. 14. 李弘仁,勞動契約之移轉-勞基法第20條之檢討,勞工行政第45期,1992年。
12. 13. 吳育仁,美國勞資集體協商制度之法律政策分析,歐美研究第32卷第2期,2001年。
13. 13. 吳育仁,美國勞資集體協商制度之法律政策分析,歐美研究第32卷第2期,2001年。
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