We presenteren een compact reflectie digitale holografische systeem (CDHM) voor inspectie en karakterisering van MEMS. Een lens-less ontwerp met behulp van een divergerende ingang golf verstrekken van natuurlijke geometrische vergroting wordt aangetoond. Zowel statische als dynamische studies worden gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Compact Lens-less Digitale Holografische Microscoop voor MEMS Inspectie en karakterisering
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Een micro-elektro-mechanisch systeem (MEMS) is een veelgebruikt onderdeel in vele industrieën, waaronder energie, biotechnologie, medische zorg, communicatie en de automobielindustrie. Er zijn echter effectieve inspectie- en karakteriseringsmetrologiesystemen nodig om de functionele betrouwbaarheid van MEMS te garanderen. Deze studie presenteert een systeem gebaseerd op digitale holografie als een hulpmiddel voor MEMS-metrologie. Digitale holografie heeft de afgelopen 20 jaar steeds meer aandacht gekregen. Met de snelle ontwikkeling en dalende kosten van sensorarrays is de resolutie van dergelijke systemen toegenomen, wat de potentiële toepassingen verbreedt. Daarom heeft het zowel van onderzoeks- als industriekant aandacht getrokken als een potentieel betrouwbaar hulpmiddel voor industriële metrologie. Inderdaad, door het interferentiepatroon tussen een objectstraal (die hoogte-informatie van het monster bevat) en een referentiestraleel op een CCD-camera op te nemen, kan men de kwantitatieve fase-informatie van een object verkrijgen. De meeste digitale holografische systemen zijn echter omvangrijk en dus niet gemakkelijk te implementeren in industriële productielijnen. De nieuwigheid van het gepresenteerde systeem is dat het lensloos en dus zeer compact is. In deze studie wordt aangetoond dat de Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) kan worden gebruikt om verschillende kenmerken te evalueren die typisch worden beschouwd als criteria bij MEMS-inspecties. De oppervlakteprofielen van MEMS in zowel statische als dynamische omstandigheden worden gepresenteerd. Vergelijking met AFM wordt onderzocht om de nauwkeurigheid van de CDHM te valideren.
Inleiding
Metrologie van micro- en nano-objecten is van groot belang voor zowel de industrie en onderzoekers. Inderdaad, miniaturisatie van objecten vormt een nieuwe uitdaging voor optische metrologie. Micro elektromechanische systemen (MEMS) zijn over het algemeen gedefinieerd heeft elektromechanische systemen geminiaturiseerde en bestaat meestal componenten zoals micro sensoren, micro-actuatoren, micro-elektronica en microstructuren. Het heeft vele toepassingen in diverse gebied, zoals de biotechnologie, geneeskunde, communicatie en sensing 1 gevonden. Onlangs heeft de toenemende complexiteit en de progressieve miniaturisatie van testobject kenmerkt vereisen dat g....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Voorafgaande Voorbereiding van de meting
Opmerking: De voor de proef monster een MEMS elektrode. De gouden elektroden worden gefabriceerd op een silicium wafer met behulp van een lift off proces. Het monster is een 18 mm x 18 mm wafer met periodieke structuren (elektroden) met 1 mm periode
- Meld u aan bij het logboek voor het gebruik van het systeem.
- Zet de computer, LASER en vertaling podium macht.
- Plaats de MEMS elektrode / micro-membraan monster.
- Plaats de MEMS monster in het midden van de monsterhouder met behulp van een pincet.
- Stel de monsterhouder naar de elektrodes in de stralengang. De grootste geme....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De hierboven beschreven protocol werd ontworpen om te inspecteren en te karakteriseren MEMS en Micro apparaten met behulp van CDHM systeem. In ons systeem is een mono-mode vezel gekoppeld met een diodelaser werkt bij een golflengte 633 nm. Door de divergerende bundel configuratie, is het belangrijk om de objectbundel en referentiebundel pad passen om een hologram dat kan worden gereconstrueerd verkrijgen. Dit wordt bereikt door zorgvuldige verticale positionering van het monster ten op.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In deze review, bieden we een protocol om nauwkeurig te herstellen van de kwantitatieve morfologie van verschillende MEMS apparaten met behulp van een compact systeem te vertrouwen op digitale holografie. MEMS karakterisering in zowel statische als dynamische modus wordt aangetoond. Kwantitatieve 3D gegevens van een microkanaal MEMS verkregen. Om de nauwkeurigheid van het systeem te valideren, zijn de resultaten vergeleken tussen de CDHM en de AFM. Goede overeenkomst is gevonden betekent dat de digitale holografie een b.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs hebben geen erkenningen.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 2 MP Camera | Imaging Source | DMX 41BU02 | gebruikt om het hologram op te nemen. 4,65 microns pixelgrootte |
| Gemotoriseerde X,Y,Z Translatiebaan | Zaber Technology | TLS28-M | Houder voor het systeem |
| Straalverdeler | Edmund Optics | 49-003 | Cube Straalverdeler. Scheid en hercombineer het object- en referentielicht |
| Laser | Micro Laser Systems, Inc. | SRT-F635S-20/OSYS | Diodelaser |
| Spiegel | Edmund Optics | #43-412-566 | 1" Dia. Beschermde Goud, λ/20 Flat Zerodur |
| Monomode Vezel | Thorlabs | S405-XP | Single Mode Optische Vezel, 400 - 680 nm, Ø 125 µm Mantel |
| Monsterhouder | Edmund Optics | #39-930 | Ideale Positioneringsplatform, ±35 mm Verplaatsing in Zowel X als Y |
| Hotplate | Thermolyne Mirak hotplate | Barnstead International HP72935-60 | temperatuurbereik 40-370 °C |
| Holoscoop Software | d'Optron Pte Ltd | software ontwikkeld door de NTU onderzoekers |
Referenties
- Maluf, N. An introduction to Microelectromechanical Systems. , Artech House. Boston. (2002).
- Novak, E. MEMS metrology techniques. Proc. SPIE. 5716, 173-181 (2005).
- Gabor, D. A New Microscopic Princi....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
