微光机电系统(MOEMS)研究综述
微机电系统文献综述
基于Galerkin法分析微梁的动态响应一、课题研究背景1.MEMS的概念MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System)的英文缩写，是指将微结构的传感技术、致动技术和微电子控制技术集成于一体，形成同时具有“传感－计算(控制)－执行”功能的智能微型装置或微型系统[1]。
随着技术的兴起和发展，MEMS已成为继微电子技术之后在微尺度研究领域中的又一次革命。
MEMS通过力、电、磁等能量的转换来实现自身的特有功能，涉及多种物理场的互相耦合，因此它是一个多能量域耦合作用的极其复杂的系统。
2.MEMS的特点一般地说MEMS具有以下几个非约束性的特征：（1）MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。
尺寸在毫米到微米范围之内，区别于一般宏(Macro)，即传统的、大于1cm 尺度的“机械”，并非进入物理上的微观层次。
（2）以硅为主要材料，机械电器性能优良：硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似于铝，热传导率接近钼和钨。
基于(但不限于)硅微加工技术制造。
（3）批量生产大大降低了MEMS 产品成本。
用硅微加工工艺在一片硅片上同时可制造出成百上千个微型机电装置或完整的MEMS，批量生产使性能价格比比之传统“机械”制造技术大幅度地提高。
（4）集成化。
可以把不同功能、不同敏感方向的多个传感器或执行器集成于一体，或形成微传感器阵列、微执行器阵列，甚至把多种功能器件集成在一起，形成复杂的微系统。
微传感器、微执行器和微电子器件集成在一起可制造成可靠性、稳定性很高的MEMS。
3.MEMS的研究领域作为一门交叉学科，MEMS的研究和开发更是为了在微观领域探索新原理、开发新功能、制造新器件。
由于MEMS具有体系小、重量轻、能耗低、集成度高和智能化程度高等一系列优点，MEMS的研究领域不仅与微电子学密切相关，而且还广泛涉及到机械、材料、光学、流体、化学、热学、声学、磁学、自动控制、仿真学等学科，技术影响遍及包括各种传感器件、医疗、生物芯片、通信、机器人、能源、武器、航空航天等领域[2-5]，所以MEMS技术是一门多学科的综合技术。
MOEMS介绍20111129
学科定位
MEMS：集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路， 甚至接口电路、通信和电源于一体。 微光机电系统是MEMS 技术的一个重要的研究方向，它是由微 光学、微电子和微机械相结合而产生的一种新型的微光学结构 系统。 一种可控的微光学系统，微光学元件在微电子和微机械装置的 作用下对光束进行汇聚、衍射、反射等控制，从而实现光开关、 衰减、扫描和成像等功能。
2．微光机电系统在空间的应用
◦ 光通信和光遥感是MOEMS在空间的主要应用
体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀 体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀
湿法腐蚀
◦ 各向同性 各向异性
体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀 体微加工技术——关键技术：硅的刻蚀
干法刻蚀
◦ 特点：各向异性、尺寸精确、高深宽比 ◦ 主要方式：溅射刻蚀、等离子体刻蚀、离子束刻蚀、反应离子刻蚀 (RIE) 及深反应离子刻蚀(DRIE) 等
代表性器件
光互联
◦ 计算机或其他电子系统内建立面板间或芯片间GHz带宽互联的需要 ◦ 电互连在高频时具有信号完整性和交扰等问题 ◦ 光互连可避免电互连系统的互连带宽瓶颈
前景与展望
多学科综合交叉的新兴技术体系 具有对光束在时间和空间上的精确控制能力以及体积小、可批 生产、功耗低和价格合理等优势 广泛应用于光通信、大规模数据存储、图像显示、光互连计算、 大型光学孔径的航天器实现小型化等方面 既可以带动一些重要的基础课题研究，又可以带动大量概念全 新的功能部件开发
参考文献
《微光机电系统》 . 张文栋，熊继军编著. 机械工业出版社. 2006-8-1 微光机电系统及其应用. 李文军,赵小林,蔡炳初,戴旭涵. 微细加 工技术. 2001年第3期 国外微光电子机械系统技术的研究现状. 罗家强. 世界电子元器 件. 2002年03期 MOEMS光学系统的发展与应用. 耿凡. 红外与激光工程. 第34卷 第一期. 2005年2月
微观机械MOEMS在物理中的应用
微观机械MOEMS在物理中的应用微观机械系统（MOEMS）是一类集成了微机电系统和光学组件的微型机械装置，它具有高精度、高灵敏度、快速响应以及小型化等特点。
由于这些特性，MOEMS在物理学、医学、生物学等领域中具有广泛的应用前景。
本文将着重探讨MOEMS在物理学中的应用。
一、Moems在光学测量中的应用MOEMS中的微镜头可以用于光学测量，能够实现对物体表面形貌及其变化的快速、高分辨率的测量。
通过使用微型光谱仪，MOEMS技术还可以实现对光谱信号的快速分析和处理，使其被广泛应用于物理学中的光谱分析。
二、MOEMS被用于物理学中的太阳能研究MOEMS还是太阳能研究领域中的重要工具。
通过使用微型反射表面时，可以在太阳能电池上进行更加精准的测量和测试，可帮助科学家们更好地了解太阳能科学原理的本质。
三、MOEMS在生物医学中的应用MOEMS还被广泛地应用于生物医学中的抗体检测和病毒检测等方面。
其小型化、灵敏度、快速响应等优势，使得其在微宏接口，基础生物学，临床疾病的快速检测和诊断等方面都具有良好的应用前景。
四、MOEMS在纳米科学中的应用在纳米科学领域中，MOEMS的应用尤其引人注目。
MOEMS 可以实现对纳米管、纳米线和纳米颗粒等纳米结构物体的快速检测和分析，以及对纳米结构的局域动力学行为进行研究。
五、Moems被用于无线传感网应用程序MOEMS被应用于无线传感网应用程序中以构建具有在极端工作条件下的高效、可靠和低功率需求的能耗优化传感器。
其中，无线传感网应用程序的传感器需要依靠传感器的计算功能和对其数据的快速分析来进行极端工况下的自我管理。
六、结语总而言之，MOEMS具有着广泛的应用前景，尤其是在物理学领域中。
它的应用不断深化和扩大，为传感和测量领域提供了很好的支持。
随着科学技术的进步和发展，MOEMS在物理学中的应用前景将会更加广阔。
微机电系统的研究与应用
微机电系统的研究与应用微机电系统（MEMS）是一种高度集成的微小机械和电子元件技术，是微纳制造技术和微电子技术在一起的产物。
MEMS具有多种优点，如体积小、功耗低、成本低、可扩展性强等等，在很多应用领域都有广泛的应用。
本文将介绍MEMS的研究与应用，并探讨其未来的发展前景。
一、MEMS的研究MEMS的研究始于20世纪60年代的加利福尼亚大学伯克利分校。
随着纳米技术的快速发展，MEMS的研究和应用进入了高速发展的阶段。
目前，MEMS领域的研究主要分为三个层面：设计、制造和系统级集成。
1. 设计层面MEMS的设计可以使用多种软件工具，如CAD软件、仿真软件等。
其中，CAD软件包括自动化设计程序和虚拟原型软件，可以帮助MEMS设计师更轻松地创建MEMS结构的物理模型。
仿真软件可以帮助设计师进行操作和测试，以确保设计符合要求。
2. 制造层面MEMS的制造是一种高度技术化的过程，主要包括：CMOS制程、LIGA制程、SOI制程、PDMS制程等。
其中，CMOS制程被广泛应用于MEMS传感器和微型执行器的生产线中。
3. 系统级集成层面MEMS系统级集成是MEMS工业的一个研究重点。
它是将MEMS技术应用到实际系统中的过程，通常包括电路设计、机械部件设计、软件开发等一系列工作。
在这个层面上，集成MEMS 系统通常需要多学科合作，涉及到电子、机械、计算机等多个领域。
二、MEMS的应用MEMS的应用非常广泛，以下是几个常见的领域：1. 生物医学MEMS技术在生物医学领域具有重要的应用价值。
例如，MEMS传感器可以用来监测生命体征、检测血糖、血压等。
微流体芯片可以用来进行药物筛选、细胞培养、DNA芯片检测等。
2. 工业自动化MEMS技术在工业自动化中发挥着越来越重要的作用。
例如，MEMS传感器和微型执行器可以用来进行无线控制、智能油田开发、智能物流等。
3. 环境检测MEMS技术可以用来检测环境，例如检测空气污染物、水质、土壤质量等。
微光电子机械系统MOEMS器件技术
微光电子机械系统MOEMS器件技术微光电子机械系统MOEMS器件技术1 引言微光电子机械系统(MOEMS)是一种新兴技术，日前已成为全球最热门的技术之一。
MOEMS是利用光子系统的微电子机械系统(MEMS)，内含微机械光调制器、微机械光学开关、IC及其他构件，并利用了MEMS技术的小型化、多重性、微电子性，实现了光器件与电器件的无缝集成。
简单地说，MOEMS就是对系统级芯片的进一步集成。
与大规模光机械器件相比，MOEMS器件更小、更轻、更快速(有更高的谐振频率)，并可采用批量制作技术。
与波导方式相比，这种自由空间方式优点是具有较低的耦合损耗和较小的串话。
光子学和信息技术的变革直接促进了MOEMS的发展，图1示出了微电子学、微机械学、光电子学、纤维光学、MEMS 与MOEMS的关系。
如今信息技术迅速发展、不断更新，到2010年光开天速度可达Tb／s。
日益增长的数据率和更高性能的新一代设备需求，驱动了对MOEMS 和光互连的需求，使MOEMS器件在光电子学领域的应用不断增长。
2 MOEMS器件与技术MOEMS器件按其物理工作原理分为干涉、衍射、透射、反射型(见表1)，大多数采用反射型器件。
MOEMS在过去几年中已获得显著发展。
最近几年，由于对高速率通信和数据传输需求的增长，大大激发了对MOEMS技术及其器件的研发。
已开发出所需的低损耗、低EMV敏感性、低串话的高数据率反射光型MOEMS 器件。
也可制作可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL)、光调制器、可调波长选择光探测器等光有源器件和滤波器、光开关、可编程波长光插／分复用器(OADM)等光无源器件及大规模光交叉连接(OXC)。
在信息技术中，光学运用的关键之一是商品化的光源，除单片光源(如热辐射源、LED、LD、VCSEL)之外，特别受到关注的是具有活动器件的MOEMS光源。
例如，在可调谐VCSEL中，通过微机械改变谐振器的长度即可改变其发射波长，由此实现了高性能WDM技术。
微光机电系统
微光机电传感器系统摘要近年来，微机电系统因其突出的的光学应用价值而被广泛研究。
微光机电系统是其中一项显著的成果。
MEMS 的尺寸和运动范围在微米以下，这使得MEMS 实现光的干扰机制。
因此，通过监测这些微干涉仪可以做出一个传感器系统。
这篇论文呈现了一个微光机电系统从建模，制造到测量的整个过程。
传感器尖端被设计成k 刻蚀在硅芯片上的法布里—珀罗腔，从光纤射出的光进入腔体并反射，反射的光信号被监测。
当前端的周围环境出现一点改变，腔体的膜的震动会偏离共振；从而反射光的中心波长会改变，强度也会下降。
尖端的设计标准和制造过程使用了互补金属氧化物管。
端头和源探测器间通过单模光纤连接。
光源的频宽是1550nm 。
解译环境的改变用到了光时域反射仪和OSA 。
之后，复制和排列这样的传感器，形成一个传感器网络。
这样，通过空分复用法可以使环境的瞬时变化得到定位和量化。
我们把微光机电系统和其他传感器系统的物理特性，敏感度，制造难度和应用局限性能也做了比较。
关键字：微光机电系统传感器 光时域反射仪 干涉仪 遥测数据监控器 波分复用1.介绍建立的法布里—珀罗腔内置了两个平行的半反射镜。
这种谐振器有很多应用，例如窄频波过滤器。
如图1，入射光束的振幅是1a ，入射角频率是ω，入射光部分透过反光镜1，记作11a t ，部分光被半反射镜1反射，记作-11a r ，这里半反射镜的透射率和反射率分别为1t 和1r 。
通过腔体的光的传输符合以下公式：2c o s δθω=⋅L c n这里n 是腔体里介质的反光率（空气的反光律n 约等于1），θ是内部入射角，c 是腔室的光速。
同样，到达半反射镜2的211δj et a -光也部分反射部分透射。
一部分的大小为2211δj e t a r -的光反射回了半反射镜1，反射镜的相移为δ。
随后，经过数次光路往返后，所有的光瞬时在半反射镜1上相遇，它们的相差是δm （m 代表整体）。
然后，这些光束彼此重叠，一部分透过半反射镜1射出腔体（在半反射镜2也会出现相同的情况）。
微光机电
MOEMS微光机电——微光机电----MOEMS摘要：MOEMS(Micro Optical Electro-Mechanical-System) 是指微电子、微机械与光电子技术的整合，它是在微机电MEMS的基础上发展起来的一种新技术系统，在信息、工业、医学等方面有广阔的应用前景。
关键词：MOEMS，微光机电系统，微光学目录：1.MOEMS的定义和发展历史2.MOEMS的应用3.MOEMS的发展前景4.MOEMS涉及的相关原理和课程1.MOEMS的定义和发展历史MOEMS英文全称为Micro Optical Electro-Mechanical-System，这个名词由MEMS（微机电）发展而来，光学技术的组合使得原本的MEMS再次形成一个多学科交叉的研究领域。
它是三种技术的融合：微光技术（Micro Optics），微电子技术（Micro Electronics），微机械（Micro Mechanics）。
其中，微光技术的发展可以追溯到1960年半导体激光波导的出现，微电子技术的发展则来自于1958年完整晶体管电路的出现，1967年Nathanson发明的谐振闸电晶体结合了电与机械。
2.MOEMS的应用和发展前景MOEMS是MEMS在21世纪产生的重要应用之一，光子学的引入使常见的MEMS机械部件更为可靠。
光的引用体现了以下的优势：比率高，消耗低，干扰低；光与微机电都具有高度的平行性；很小的芯片上可以集成许多微型的设备。
普通机械和MOEMS最重要的区别是，MOEMS不需要体力性质的装配，而是装置在螺线管中以构造出三维结构。
MOEMS已经实现的具体应用有如下：MARS(Mechanical Anti-Reflection Switch)机械增透开关，能够改变全反射条件Fiber Switch光纤交换机新型的交换机设备，采用传输速率较高的光纤通道与服务器网络，使整个存储网络就具有非常宽的带宽，为高性能的数据存储提供了保障。
微机电系统-MEMS简介.
1983年 集成化压力传感器 (Honeywell)
1985年 LIGA工艺 (W. Ehrfeld et al.) 1986年 硅键合技术 (M. Shimbo)
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在军事上的应用
MEMS已在空间超微型卫星上得到应用 ,该卫星外形尺寸为 2. 54 cm ×7. 62 cm ×10. 6 cm,重量仅为 250 g 。2000年 1月 ,发射的两颗试验小卫 星是证明空基防御能力增强的一个范例。对小卫星试验来说幸运的是 ,因 其飞行寿命短 ,所以 ,暴露在宇宙辐射之下并不是关键问题。小卫星上基 于硅的 RF开关在太空应用中表现出优异的性能 ,这得益于它的超微小尺
2、MEMS在军事国防上的应用
3、MEMS在汽车工业上的应用
4、MEMS在医疗和生物技术上的应用 5、MEMS在环境科学上的应用
6、MEMS在信息技术领域中的应用
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在汽车上的应用
MEMS传感器及其组成的微型惯性测量组合在汽车自动 驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统（ABS）、减震 系统、防盗系统等。GPS定位系统。 *在汽车里作为加速表来控制碰撞时安全气囊防护系统 的施用 * 在汽车里作为陀螺来测定汽车倾斜，控制动态稳定 控制系统 * 在轮胎里作为压力传感器。
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影像工作站
OMOM胶囊内镜的工作原理是：患者像服药一样用水将智 能胶囊吞下后，它即随着胃肠肌肉的运动节奏沿着胃→十 二指肠→空肠与回肠→结肠→直肠的方向运行，同时对经 过的腔段连续摄像，并以数字信号传输图像给病人体外携 带的图像记录仪进行存储记录，工作时间达6～8小时，在 智能胶囊吞服8～72小时后就会随粪便排出体外。医生通过 影像工作站分析图像记录仪所记录的图像就可以了解病人 整个消化道的情况，从而对病情做出诊断。 优点: 操作简单:整个检查仅为吞服胶囊、记录与回放观察三个 过程。医生只需在回放观察过程中，通过拍摄到的图片即 可对病情做出准确判断。 安全卫生:胶囊为一次性使用，避免交叉感染 ;外壳采用不 能被消化液腐蚀的医用高分子材料，对人体无毒、无刺激 性 ,能够安全排出体外。 扩展视野:全小肠段真彩色图像清晰微观，突破了小肠检 查的盲区，大大提高了消化道疾病诊断检出率。 方便自如:患者无须麻醉、无须住院，行动自由，不耽误 正常的工作和生活。
微机电系统工程毕业论文文献综述
微机电系统工程毕业论文文献综述微机电系统工程（Microelectromechanical Systems, MEMS）是一门融合微电子技术、机械工程和材料科学的跨学科领域，涉及微米到毫米尺度的微型传感器、执行器和其他微系统的设计、制造和应用。
在过去几十年里，MEMS技术得到了广泛发展和应用。
本文以微机电系统工程为主题，通过综述相关文献，从技术发展、应用领域和制造工艺等方面进行探讨。
1. 技术发展1.1 MEMS的起源与发展最早的MEMS设备出现在20世纪60年代，当时由于电子器件尺寸不断缩小，人们开始探索制造微小的机械结构。
逐渐发展出一系列MEMS工艺，包括光刻、湿法腐蚀、离子刻蚀等，为MEMS器件的制造提供了基础。
1.2 MEMS传感器与执行器MEMS传感器是MEMS技术的重要应用之一，广泛应用于惯性导航、气体和液体压力测量、加速度测量等领域。
MEMS执行器通过微机电系统技术实现微米尺度的运动和控制，如微型血液泵、微型变焦镜头等。
2. 应用领域2.1 生物医学应用MEMS技术在生物医学领域有着广泛的应用，其中包括微流控分析系统、药物释放系统和生物传感器等。
这些应用使得医学诊断、药物研发和治疗等方面得以取得重大突破。
2.2 通信与信息技术MEMS技术在通信和信息技术领域的应用主要体现在光学MEMS 器件和微型谐振器等方面。
光学MEMS器件可用于光纤通信系统的调制和光谱分析，微型谐振器可用于无线通信中的滤波和频率稳定。
2.3 汽车与航空航天MEMS传感器在汽车和航空航天领域发挥重要作用。
汽车中的MEMS传感器可以实现对车辆行为（如加速度、转向等）进行检测和控制。
在航空航天领域，MEMS技术可以用于姿态、压力和温度传感器等。
3. 制造工艺3.1 光刻技术光刻技术是MEMS器件制造的基础工艺之一。
通过使用光刻胶和遮罩板，可以在硅片上制造出微米级的结构和图案。
3.2 干法腐蚀技术干法腐蚀技术是一种常用的微米级硅腐蚀方法。
微机电系统(mems)研究报告
微机电系统(mems)研究报告
微机电系统（MEMS）是一种将微米（微薄）尺度的机械系统与先
进的微电子技术和纳米加工技术相结合的领域。
它是一个综合性的交
叉学科，包括机械工程、电子工程、材料科学等多个领域。
MEMS通常
用于制造微型设备以及各种传感器、执行器、微机械系统等。
MEMS技术的发展始于20世纪60年代。
在此之前，人们只能制造出很大的电气机械系统。
然而，伴随着硅微米加工技术的进步，科学
家们终于有能力制造出微型机器。
现在，MEMS技术已经得到广泛应用，例如气体传感器、压力传感器、光学器件、生物传感器等。
MEMS设备的制造非常复杂。
尽管它的大小很小，但有时候需要数百步的加工流程，这通常需要利用高精密的光学和电子设备。
MEMS技
术还需要涉及到虚拟与实际的领域，制造出来的设备通常都需要通过
计算机模拟来测试性能，同时还要回到实验室进行物理实验。
MEMS技术不仅在实验室中被应用于研究，其实在各个领域都有应用。
这些应用通常涉及到小型手机、传感器、医学诊断等领域。
综上所述，MEMS技术代表了一个快速发展的领域，它的出现大大扩展了微电子技术的应用。
这种技术对于现代社会的重要性越来越广泛，它的不断发展和创新相信也会带来更多的惊喜和可能性。
微光机电_MOEMS_陀螺的技术及发展_林恒
第13卷第2期 中国惯性技术学报 2005年4月 ·综述与评论·文章编号：1005-6734(2005)02-0085-04微光机电(MOEMS)陀螺的技术及发展林 恒，刘惠兰，杨德伟，张春熹（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100083）摘要：提出微光机电(MOEMS)惯性器件技术，对其优势和研究价值进行了理论分析。
介绍了国外MOEMS陀螺的工作原理、结构、性能指标及研究状况，初步探讨了微光机电陀螺的应用前景和技术发展途径，以及惯性器件的发展方向。
关 键 词：陀螺；微光机电系统；综述；惯性器件中图分类号：U666.1文献标识码：ATechnologies and Development of MOEMS Inertial SensorsLIN Heng, LIU Hui-lan, YANG De-wei, ZHANG Chun-xi(Department of Instrument Science & Opt_electronic Engineering, Beijing University ofAeronautics and Astronautics, Beijing 100083, China)Abstract: The technology of micro optical electro-mechanical gyroscope(MOEMS) inertial sensor is presented. Its advantages and research value are analyzed in theory. The principles, structures, performance and present state of the gyroscopes abroad are introduced. The application prospects and technical approaches of the gyroscopes, and the development of inertial sensors are investigated preliminary.Key words: gyroscope; MOEMS; review; inertial sensor0 引 言自从20世纪20年代惯性传感器诞生以来，机电惯性传感器主要在制导、导航、控制等应用领域占有支配地位。
微机电系统的研究和应用
微机电系统的研究和应用一、微机电系统简介微机电系统（MEMS）是指结合微处理技术、微机电技术和纳米技术的多学科交叉领域。
它是一种新型的微型化智能系统，能够实现传感、处理和控制功能。
微机电系统是将传感器、执行器、处理器、电子器件与微观结构集成在一起的微型化智能化系统。
二、微机电系统研究微机电系统的研究包括了微观加工技术、传感器技术、器件制造技术、封装和集成技术、信号处理和智能算法、系统控制和应用开发等方面的内容。
1、微观加工技术微观加工技术是微机电系统的关键技术之一，它是制造微型器件和元件的核心技术。
常用的微观加工方法包括光刻技术、电子束曝光技术、激光加工技术、离子束加工技术和微影技术等。
2、传感器技术传感器是微机电系统中最核心的部分之一。
微机电系统的传感器包括光学传感器、压力传感器、温度传感器、加速度传感器、惯性传感器、磁传感器等。
传感器的设计、制造和测试技术对微机电系统的性能和可靠性有着至关重要的影响。
3、器件制造技术微机电系统的器件包括微型加速度计、微型陀螺仪、微型电机、微型振动器、微型热电池等。
这些器件的制造技术对于微机电系统的实现具有重要影响。
4、封装和集成技术微机电系统的封装和集成技术是其实现的重要组成部分。
微型器件在封装过程中需要考虑到封装的材料、封装的结构形式以及封装的工艺，同时还需要考虑如何把微型器件和其他器件进行集成。
5、信号处理和智能算法微机电系统的信号处理和智能算法是其实现的关键技术。
传感器产生的信号需要进行处理和分析，从而得到需要的信息。
同时，微机电系统的智能算法也是其具有智能化特征的关键技术。
6、系统控制和应用开发微机电系统的系统控制和应用开发是其重要应用方向之一。
在微机电系统的应用过程中，需要考虑到微型器件与其他器件的集成，同时还需要设计和开发控制系统。
三、微机电系统应用微机电系统是一种集成微型化的智能技术，它在多个领域都有广泛的应用，如汽车、生物医学、化工、环境监测等。
论述微机电系统mems原理应用以及发展趋势
论述危机电系统（MEMS）原理应用以及发展趋势090920413 贾猛机制四班首先，我们了解什么叫MEMS。
MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。
MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。
MEMS发展的目标在于，通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域和产业。
MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务，也可嵌入大尺寸系统中，把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。
21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化，对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术、国防和科学发展产生重大影响。
微机电系统基本上是指尺寸在几厘米以下乃至更小的小型装置，是一个独立的智能系统，主要由传感顺、作动器(执行器)和微能源三大部分组成。
微机电系统涉及物理学、化学、光学、医学、电子工程、材料工程、机械工程、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术。
微机电系统的制造工艺主要有集成电路工艺、微米/纳米制造工艺、小机械工艺和其他特种加工工种。
微机电系统在国民经济和军事系统方面将有着广泛的应用前景。
主要民用领域是医学、电子和航空航天系统。
美国已研制成功用于汽车防撞和节油的微机电系统加速度表和传感器，可提高汽车的安全性，节油10%。
仅此一项美国国防部系统每年就可节约几十亿美元的汽油费。
微机电系统在航空航天系统的应用可大大节省费用，提高系统的灵活性，并将导致航空航天系统的变革。
例如，一种微型惯性测量装置的样机，尺度为2厘米×2厘米×0.5厘米，重5克。
光刻机在微机电系统制造中的前沿研究
光刻机在微机电系统制造中的前沿研究微机电系统（MEMS）是一种集成了机械、电子、光学和化学领域的交叉学科技术，已经广泛应用于传感器、执行器、光学器件等领域。
在微机电系统的制造过程中，光刻技术起到了至关重要的作用。
光刻机是一种应用于微纳米制造领域的关键设备，它能够将设计好的图形精确地转移到光刻胶上，为后续加工制造提供精确和高分辨率的图案。
一、光刻机的工作原理及分类光刻机的工作原理主要包括曝光、显影、清洗等步骤。
首先，曝光过程将光刻胶上的图形转移到硅片上，形成所需的芯片图案。
然后，通过显影过程将未曝光区域的光刻胶去除，保留所需图案的部分。
最后，进行清洗，去除显影剂和残留的光刻胶，使芯片表面干净无污染。
根据光源的不同，光刻机可以分为紫外光刻机（DUV）和蓝光刻机（EUV）。
紫外光刻机是目前主要使用的技术，其特点是具有较高的分辨率和生产效率。
而蓝光刻机则具有更高的分辨率和更广泛的光刻胶选择范围，但目前其生产成本较高，应用较为有限。
二、光刻机在MEMS制造中的应用1. 光学传感器制造光学传感器是MEMS中一种重要的器件，用于测量光信号并将其转化为电信号。
光刻机在光学传感器的制造中扮演着关键的角色。
通过光刻技术，可以将光学传感器所需的图案准确地转移至芯片表面，使得光学传感器能够正常工作和响应光信号。
2. 压力传感器制造压力传感器是一种常见的传感器器件，用于测量压力变化并将其转化为电信号。
光刻机可以实现对压力传感器微结构的准确制造。
通过精确的曝光和显影过程，可以在芯片上形成高精度的微结构，从而提高压力传感器的灵敏度和性能。
3. 生物传感器制造生物传感器是MEMS领域中的重要应用之一，用于检测和测量生物分子、细胞等信息。
光刻机在生物传感器的制造中能够实现微结构的高分辨率加工，从而提高生物传感器的敏感度和选择性。
光刻技术还能够实现不同生物传感器的多通道制造，为实现高通量的生物检测提供了可能。
4. 微流体芯片制造微流体芯片是利用微纳米技术制造的一种微型化和集成化的芯片，用于控制和操作微小液滴和生物样品。
微光机电系统(MOEMS)研究综述
微光机电系统(MOEMS)研究综述一、引言20世纪80年代后期，随着大规模集成电路制造技术的发展，微型机械完成了从单元到系统的发展过程，微型致动器、传感器、控制器和微能源被集成到一个非常小的几何空间里面，这样就诞生了MEMS（Micro－Electro－Mechanical－System）这一完备的微机电系统。
MEMS的制作工艺利用了常规的IC制作工艺，比如批量微机械加工、表面微机械处理、深层反应离子腐蚀和LIGA技术，把微型的电子系统和微型机械系统复合到纳米，甚至是微米量级的尺寸刻度里面，从根本上打破了一直以来人们制造器件设备的宏观壁垒，为很多问题的解决提供了新的方法与研究思路。
事实证明，MEMS已经在相当多的领域里发挥了极其重要的作用。
MEMS器件非常适合应用于光学领域。
这是因为MEMS器件的尺寸和作用距离可以达到光的波长量级，并且绝缘体、半导体、金属可以平滑的构成一体；另外，光子几乎没有质量，所以即使是单薄的MEMS器件也可以轻松的控制它。
近来，基于MEMS原理的光学器件—MOEMS（Micro－Optic－Electro－Mechanical－System）已经出现了，作为利用光学原理并应用于光学领域的MEMS，其在很多方面已经得到了应用，如光通信、微小卫星、工控系统、家电以及大型投影设备等消费类电子产品等。
随着MOEMS技术的不断发展，现在已经有了定期召开的MOEMS国际研讨会，1999年在美国圣地亚哥召开的的光纤通信大会把MOEMS列为一个专题。
美国很多研究机构和公司都在致力于发展这门新兴技术，欧共体也制定了有五国二十七个机构参加的三年微光系统计划。
目前，一些比较成熟的MOEMS产品已经出现在消费领域，随着大量研究工作的进行，MOEMS的研究将成为一个新兴的热点，其研究成果必将关系到国家的科技、经济和国防的未来。
二、MOEMS的特点比较成熟的MEMS技术为MOEMS的集成与微动作的实现提供了标准工艺和结构，MOEMS能把各种MEMS结构件与微光学器件、光波导器件、半导体激光器、光电检测器件等完整地集成在一起，形成一种全新的功能部件或系统。
微机电系统分析报告
微机电系统分析报告微机电系统（Micro-electro-mechanical systems, MEMS）是一种以微米尺度的微观机械设备、电路和系统为基础的技术体系。
该系统结合了电子、机械和材料科学，具有体积小、重量轻、功耗低和集成度高等特点，广泛应用于无线通信、医疗诊断、汽车控制、环境检测等领域。
本报告将从微机电系统的概念和分类、工作原理和应用等方面进行分析。
一、概念和分类微机电系统是一种利用微纳技术和集成电路技术制造微米级尺度的机械设备的系统。
它通常由微感知器件、微执行器件和微电子器件等组成，通过微机电传感器、微机电执行器实现对信号的检测和控制。
根据应用领域的不同，微机电系统可以分为加速度传感器、气压传感器、陀螺仪、压力传感器、光学器件等多个类别。
二、工作原理微机电系统通过微机电传感器将物理量转化为电信号，再经过微处理器的处理实现信号的放大和转换。
以加速度传感器为例，它采用压阻式或电容式传感方式，将物体的加速度通过微电子器件转化为电信号，再通过微处理器进行分析和处理。
三、应用领域微机电系统在无线通信、医疗诊断、汽车控制、环境检测等领域均有广泛应用。
在无线通信领域，微机电系统可以实现手机的运动感应和摄像头的自动对焦等功能；在医疗诊断领域，微机电系统可以用于心脏病监测和药物释放等应用；在汽车控制领域，微机电系统可以实现车辆稳定控制和平衡感应等功能；在环境检测领域，微机电系统可以用于气体浓度传感和水质检测等应用。
四、优势和挑战微机电系统具有体积小、重量轻、功耗低和集成度高等优势，可以实现高精度和多功能集成。
然而，微机电系统的制造和集成技术较为复杂，对设备和材料的要求较高，生产成本也相对较高。
五、发展趋势随着尺寸更小、功能更强的微机电系统的不断开发，微机电系统将逐渐应用到更多领域。
未来，微机电系统有望在智能家居、医疗治疗、军事安防等领域实现更广泛的应用。
综上所述，微机电系统是一种以微米级尺度的微观机械设备、电路和系统为基础的技术体系。
微光机电系统的设计及制造技术研究
微光机电系统的设计及制造技术研究摘要：微光机电系统（MEMS）是一种结合微机电技术和光学技术的前沿研究领域。
本文将深入探讨微光机电系统的设计及制造技术，并对其在各个领域中的应用进行分析。
1. 引言微光机电系统（MEMS）是近年来兴起的一种新兴技术，它将微电子技术、光学技术和机械制造技术有机结合起来，可以实现微型化、高精度和高效率的传感器和执行器。
在各个领域中的应用潜力巨大，因此对于微光机电系统的设计及制造技术的研究具有重要意义。
2. 微光机电系统的设计原理微光机电系统的设计原理依赖于微电子技术和光学技术的结合。
通过微机电技术，可以制造微小且高度集成的器件，实现对输入信号的传感和对输出信号的控制。
而光学技术则可以通过光学元件对光信号进行增强、处理和解析。
因此，微光机电系统能够实现对光信号的精确控制和分析。
3. 微光机电系统的制造技术微光机电系统的制造技术主要包括光刻技术、薄膜制备技术、微加工技术和封装技术等。
光刻技术可以创建微细结构，实现器件的定型。
薄膜制备技术用于制备传感器和执行器中的薄膜元件，如压电薄膜和热敏薄膜。
微加工技术则可以实现对器件的刻蚀、薄膜剥离等加工操作。
封装技术则可以将微光机电系统封装在一个小型化的封装壳体中，以保护系统并提供接口。
4. 微光机电系统在生物医学中的应用微光机电系统在生物医学领域有着广泛的应用。
例如，在微纳米粒子的操控和检测中，微光机电系统可以通过光学方法实现对微粒的操控和定位，以及对微粒的成像和检测。
此外，微光机电系统还可以应用于基因芯片和生物传感器等领域，实现对生物分子的检测与分析，为生物医学研究提供强有力的工具。
5. 微光机电系统在光学通信中的应用微光机电系统在光学通信领域也有着广泛的应用。
例如，在光纤通信网络中，微光机电系统可以实现对光信号的放大、调制和解调，提高光信号的传输性能。
此外，微光机电系统还可以应用于光纤传感器中，实现对温度、压力等物理参数的测量与监测。
MEMS陀螺仪研究综述(1)
MEMS 陀螺仪研究综述摘要：从MEMS 陀螺仪的基本工作原理、发展历程和相关的技术介绍，回顾了MEMS 微陀螺仪的研究进展，并简单介绍了MEMS 微陀螺仪的市场应用。
一、引言MEMS 是微电子机械系统（Micro-Electro-Mechanical Systems ）的英文缩写，MEMS 技术是建立在微米/纳米技术（micro/nanotechnology ）基础上，对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。
它可以将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统整合为一个整体单元，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
如果采用与集成电路工艺类似的硅加工技术，便可利用IC 生产中的成熟技术、工艺 ，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统的机械制造技术大幅度提高，实现大规模集成产业化。
而其中，MEMS 陀螺仪（gyroscope ）又是MEMS 的一个重要发展方向。
随着MEMS 技术的发展，惯性微陀螺仪以其尺寸小、精度高等特点，越来越受到人们的关注。
在汽车导航、消费电子和移动应用等民用领域，航空航天以及现代和可预见的未来高科技战场上都拥有着广阔的发展和市场前景。
二、基本工作原理传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理，因此它主要是一个不停转动的物体，它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。
但是 MEMS 陀螺仪的工作原理不是这样的，因为要用微机械技术在硅片衬底上加工出一个可转动的结构并不是一件容易的事。
MEMS 陀螺仪利用了科里奥利力——旋转物体在径向运动时所受到的切向力。
在空间设立动态坐标系（图一）。
可以计算得到三项加速度：径向加速度、科里奥利加速度和向心加速度。
如果物体在圆盘上没有径向运动，科里奥利力就不会产生。
因此，在 MEMS 陀螺仪的图一设计上，这个物体被驱动，不停地来回做径向运动或者振动，与此对应的科里奥利力就是不停地在横向来回变化，并有可能使物体在横向作微小振动，相位正好与驱动力差90度（图二）。
微机电系统(MEMS)的学习
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?光传感方式?成像系统(Imager)➢CCD➢CMOS?发光系统➢LED➢半导体激光器➢等离子➢生物发光?光调节器
传统的光传感器
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电容式微加速度计
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光学MEMS器件?定义➢Optical Transducers , MOEMS, Optical MEMS?分类➢传统的光传感器 、转换器√光传感 、成像 、发光器件（光电子） ➢利用光进行传感的器件√位置传感器 、光谱仪 、DNA芯片➢利用微机械加工方法形成的器 、环境 监控 、汽车都有广泛应用。2000年有120- 140亿美元市场相关市场达1000亿美元
2年后市场将迅速成长分子和原子级加工
MEMS 从顶层向下
大机器加工 小机器 , 小 机器加工微 机器
• 从底层向上
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用微电子加 工技术MEMS系统
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MEMS技术的应用?在生物医学方面 , 将光 、机 、 电 、液、生化等部件集成在一起 , 构成一个微型 芯片实验室 , 用于临床医学检测 , 为医 生甚至家庭提供简单 、廉价 、准确和快 捷的检测手段?光显示 、 高密度存储 、汽车 、 国防等微 系统
惯性器件?加速度计➢压阻式加速度计➢电容式加速度计 ➢压电式加速度计
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惯性器件
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研究领域?技术基础: 设计 、工艺加工(高深宽比多层微结构) 、微装配工艺 、微系统的测量等。?应用研究: 如何应用这些MEMS系统也是一 门非常重要的学问 。人们不仅要开发各种制造MEMS的技术 ， 更重要的是如何将MEMS器件用于实际系统 ， 并从中受益。
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体硅工艺
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?表面牺牲层与CMOS工艺集成➢ 结构单独制造 , 灵活性较大➢灵敏度高 、寄生小 、体积小➢简化封装和组装 , 可靠性高➢加工工艺复杂 , 成品率较低 ➢工艺兼容的材料种类较少
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微光机电系统(MOEMS)研究综述一、引言20世纪80年代后期，随着大规模集成电路制造技术的发展，微型机械完成了从单元到系统的发展过程，微型致动器、传感器、控制器和微能源被集成到一个非常小的几何空间里面，这样就诞生了MEMS（Micro－Electro－Mechanical－System）这一完备的微机电系统。
MEMS的制作工艺利用了常规的IC制作工艺，比如批量微机械加工、表面微机械处理、深层反应离子腐蚀和LIGA技术，把微型的电子系统和微型机械系统复合到纳米，甚至是微米量级的尺寸刻度里面，从根本上打破了一直以来人们制造器件设备的宏观壁垒，为很多问题的解决提供了新的方法与研究思路。
事实证明，MEMS已经在相当多的领域里发挥了极其重要的作用。
MEMS器件非常适合应用于光学领域。
这是因为MEMS器件的尺寸和作用距离可以达到光的波长量级，并且绝缘体、半导体、金属可以平滑的构成一体；另外，光子几乎没有质量，所以即使是单薄的MEMS器件也可以轻松的控制它。
近来，基于MEMS原理的光学器件—MOEMS（Micro－Optic－Electro－Mechanical－System）已经出现了，作为利用光学原理并应用于光学领域的MEMS，其在很多方面已经得到了应用，如光通信、微小卫星、工控系统、家电以及大型投影设备等消费类电子产品等。
随着MOEMS技术的不断发展，现在已经有了定期召开的MOEMS国际研讨会，1999年在美国圣地亚哥召开的的光纤通信大会把MOEMS列为一个专题。
美国很多研究机构和公司都在致力于发展这门新兴技术，欧共体也制定了有五国二十七个机构参加的三年微光系统计划。
目前，一些比较成熟的MOEMS产品已经出现在消费领域，随着大量研究工作的进行，MOEMS的研究将成为一个新兴的热点，其研究成果必将关系到国家的科技、经济和国防的未来。
二、MOEMS的特点比较成熟的MEMS技术为MOEMS的集成与微动作的实现提供了标准工艺和结构，MOEMS能把各种MEMS结构件与微光学器件、光波导器件、半导体激光器、光电检测器件等完整地集成在一起，形成一种全新的功能部件或系统。
其成为一个重要的技术发展方向主要是因为具有以下几个特点：1.生产中的优势与特点MOEMS可以实现大批量生产。
由于采用了集成电路芯片的生产技术，MOEMS芯片本身的封装已经达到了高度的集成化，其生产成本也大幅度降低。
2、结构上的优势与特点MOEMS的体积非常小，尺寸小至几微米，大也不过几毫米；响应速度在100ns～1s的范围内；其可动结构通常由静电致动，致动能为CV2／2；其结构可以做到相当复杂，包含元件数目达到1个～106个。
3.动作上的优势与特点通过精确的驱动和控制，MOEMS中的微光学元件可实现一定程度或范围的动作，这种动态的操作包括光波波幅或波长的调整、瞬态的延迟、衍射、反射、折射及简单的空间自调整。
上述任何两、三种操作的结合，都可以对入射光形成复杂的操作，甚至实现光运算和信号处理。
如何通过微型光学元件来实现上述操作是MOEMS区别于传统物理光学系统的关键。
三、MOEMS的制作工艺MEMS的制作工艺可以达到微米、纳米量级，制作MEMS的技术主要有三种：第一种是以美国为代表的利用化学腐蚀技术或集成电路工艺对硅材料进行加工，形成硅基MEMS器件的方法。
第二种是以日本为代表的利用传统机械加工手段，即利用大机器制造出小机器，再利用小机器制造出微机器的方法。
第三种是以德国为代表的LIGA(德文Lithograpie光刻、Galvanoformung电铸和Abformung塑铸三个词的缩写)技术，它是利用X射线光刻技术，通过电铸成型和注塑形成深层微结构的方法。
其中硅基加工技术与传统IC工艺兼容，可以实现微机械和微电子的系统集成，而且该方法适合于批量生产，已经成为目前MEMS的主流技术。
20世纪80年代，表面牺牲层工艺的发明使人们意识到集成电路技术也可以用来制作可动部件，这也使在微小空间里集成传感器、制动器等部件成为可能。
到了90年代初，美国AD公司成功的把利用这一技术制作出来的微型加速度计应用于汽车的安全气囊。
90年代中期，随着深层反应离子刻蚀(DRIE：DeepReactiveIonEtching)技术特别是自感应耦合等离子(ICP：InductanceCouplingPlasma)技术的出现，体硅加工技术的发展也迈上了一个新台阶，多种基于深槽刻蚀技术的新工艺相继被开发出来。
下面着重介绍一下硅基加工工艺。
硅基加工可以分为两种：表面牺牲层技术和体硅加工技术。
1.表面牺牲层技术表面牺牲层技术是典型的薄膜工艺，其技术特点与集成电路相似，通过使用掩模成型，再腐蚀掉牺牲层的方法，来实现对器件的加工，与集成电路集成制作的可行性最大。
目前，这一技术中最为常用的是CMOSMEMS工艺，其特点是先按标准集成电路注塑工艺(ICFoundry)制作处理电路，再制作可动部件，这种方法避免了其它工艺可能会玷污设备的不足，也不用单独建立加工线，充分利用现有的生产线，其成本和成品率都能得到保证。
表面牺牲层工艺现在正向着多层化发展，美国Sandia国家实验室已经开发出了五层结构，其工艺难点是化学机械抛光技术（CMP）和多晶硅应力控制技术。
2.体硅加工工艺体硅加工工艺指的是对硅衬底片进行加工，获得由衬底材料构成的有用部件的技术。
键合技术和硅深刻蚀（DRIE）技术的出现使多种体硅加工新工艺随之产生。
融合键合工艺结合深刻蚀工艺就是其中的代表，其特点是利用DRIE技术制作大的质量块，再通过键合技术将多层结构组合起来。
由于采用单晶硅作结构，其应力被减到最小。
四、MOEMS的应用举例MOEMS的新进展主要体现在通过微工艺使光学器件小型化。
目前已经比较成功的应用研究主要集中在两方面：一是研究如何通过反射面的物理运动对光进行空间调制，比如基于MOEMS的新型显示、投影设备，其成果以数字微镜阵列芯片（DMD）和光栅光阀（GLV）为代表；二是通信系统的应用，主要研究如何通过微镜的物理运动来控制光路发生预期的改变，其研究成果主要有光开关[15－20]、光栅[21－24]、光滤波器[25－27]及复用器等光通信器件。
1.MOEMS投影显示系统如前文所述，MEMS可以和光学系统很自然的结合到一起。
下面就介绍一种比较成熟的MOEMS的应用成果―投影显示器。
投影显示器可以分为衍射式和折射式两种，这里介绍的是后者。
德州仪器（TI）公司的以MEMS为基础的投影显示设备是一种非常成功的MOEMS设备，现在已经成功的商品化。
其主要的MEMS技术是依靠可以转动的数字化微镜（DMD：DigitalMicromirrorDeviceTM）来实现的，。
目前这种技术还主要是应用在投影设备上，不过它在光通信设备中也有着相当重要的应用前景。
DMD可以在会议、教室、家庭影院、大礼堂中的显示系统中使用。
目前为止，投影显示设备主要使用的是CRT或者LCD显示技术，但是CRT和LCD能提供的亮度有限，并且其稳定性和均匀性也存在很多问题，LCD系统在对比度显示方面也存在问题，而新生的MOEMS技术却有效地袮补了这一缺陷。
利用MEMS技术可以在一块CMOS硅基上面制作数以万计的微镜，用这样的微镜组成的显示系统可以达到800×600的分辨率。
这些微镜都是由16μm见方的铝片构成的，它们可依靠静电力驱动在－10°和10°这两个角度间变换转动，能够向这两个方向反射光线。
通过机械的控制，微镜的转动可在±10°时停止，不受外加电压的影响。
整个设备直接制作在SRAM上面，最上层是一个铝片；中间层有带动铝片的转板和与其相连的铰链，转板可以以铰链为轴转动，另两边有电极，用以实现静电驱动；最下面是固定以上元件的底板。
其中，SRAM的具体结构没有画出。
整个MEMS结构制作在SRAM基底的顶部，如果存储器置1，微镜旋转＋10°，当存储器置0，微镜旋转－10°。
机械转换时间（微镜从一种工作状态变换到另一种工作状态的时间）约为16μs，光转换时间（入射到投影镜头入瞳的光脉冲的上升时间）大约是2μs。
与传统的微机械结构相比，在低温下制作的DMD使MEMS与CMOSSRAM 集成到了一起，即MEMS的机械部分和CMOSSRAM的电路部分是直接的制作在一起的，不需要额外连接电路就可以用电路部分实现对机械部分的控制。
因为使用的是铝片的连接结构，所以温度不能够超过450℃，制作过程必须在低温下完成。
同时，在牺牲层中使用光刻胶来代替硅的氧化物。
SRAM的制作是采用的0.8μm工艺，它与两个镀金层直接铸接在一起，同时把厚厚的氧化物层堆积在SRAM的第二个镀金层上面。
氧化物是通过化学机械抛光(CMP：ChemicalMechanicalPolishing)技术来研磨的。
CMP技术主要针对的是制作镜面结构，它可以保证镜面的平整水平，这样也可以使微镜的亮度和对比率在整个消散过程中得到保证。
在第二层上面的第三层金属可用来形成转板的镀电电极和偏置/复位总线、铰链、微镜等结构。
整个空间部分都使用作为牺牲层的光刻胶来填充。
芯片可以被封装成不同的阵列规格，如：SVGA(800×600)、XGA(1024×768)和SXGA(1280×1024)。
DMD是一种非常可靠的MEMS设备，它可以承受1500g机械打击的考验、20g的振动测验和1000g的加速度测验，设备的使用寿命超过了1000000小时。
这里介绍的投影显示设备是工作在微镜的反射光线的基础上的，类似的结构设置也可用以改变光通信系统中从一根光纤到另一根的光路。
此外，还有很多显示工作组建立在光的衍射基础上的。
其应用设备也不断的出现。
2.MEMS光开关由于传输光在自由空间存在发散现象，使得光在自由空间有较大的传输损耗，因此选用光纤和光波导作为光传输的两种传输介质。
传统的光开关是基于光纤的机械位移和波导材料的特性来研制的。
前者体积大、速度慢且价格昂贵，后者有较高的插入损耗和较大的串话问题，这些缺陷严重制约了波导光开关在光学网络中的应用。
随着微机械制作技术的进一步发展以及与光束直径一样大的微驱动器、微反射镜和微悬臂梁的研制成功，微机械光开关的研究取得了一定的进展。
在微小的自由空间内，发散产生的损耗和插入损耗已经不是光开关的主要问题了。
（1）光开关的特点光学网络对于开关的两个最重要的指标是要有较小的插入损耗和较小的串话，而这正是微机械光开关所具备的。
除此之外，微机械光开关还具有小型、低能耗、易制作，能集成多通道开关及成本低等优点。
制作MEMS光开关所使用的光刻技术和蚀刻工艺具有亚微米量级的精度，可以满足光耦合系统的要求。