مدلسازی اجزاء محدود برای پاسخهای استاتیکی و دینامیکی میکرو آئینه ها در مقطع نگاری همدوسی نوری
چکیده
این پایان نامه به مدلسازی اجزای محدود برای پاسخ های استاتیکی و دینامیکی میکروآینه ها در سیستم مقطع نگاری همدوسی نوری می پردازد. روش اجزای محدود یک روش عددی حل عددی می باشد که با استفاده از آن می توان سیستم های میکروالکترومکانیکی (mems) را مدلسازی کرد. مقطع نگاری همدوسی نوری یک روش تصویر برداری نوری با دقت تفکیک پذیری طولی و عرضی بالا می باشد. دقت تفکیک پذیری طولی ثابت و به طول موج منبع نوری بستگی دارد. برای داشتن یک دقت تفکیک پذیری عرضی ثابت در عمق های مختلف، نیاز به استفاده از یک لنز با فاصله کانونی متغیر می باشد، که این امر با استفاده از تکنولوژی mems محقق می شود. در میکروآینه ی mems ساخته شده برای این منظور، از تحریک الکترواستاتیک برای کنترل شکل سطح میکروآینه و در نتیجه تغییر دلخواه فاصله ی کانونی آن استفاده می شود. با توجه به هزینه ی بسیار بالای ساخت نمونه ی اولیه، مدلسازی این وسایل برای بهینه سازی طراحی قبل از ساخت لازم و ضروری می باشد. در این پایان نامه میدان های تزویج شده الکترواستاتیکی و ساختاری در ساختار مکانیکی و هندسه ای آینه برای ایجاد کانون مناسب حل شده اند. پس از آشنایی با نرم افزار اجزای محدودansys ، مدلسازی میکروآینه هایmems با استفاده از ابزارهای trans126 و essolv در نرم افزار ansys انجام شده است. مدلسازی تنش با سه روش 1) روش حرارتی، 2) روش جابجایی اولیه و 3) روش مستقیم صورت گرفته است. جهت اعتبارسنجی، نتایج حاصل از مدلسازی های دو نوع میکروآینه با پاسخهای تحلیلی و نتایج ساخت مقایسه شده است. همچنین مدلسازی با مواد جدید su-8 نیز جهت مقایسه با نتایج مواد نیترید سیلیکون صورت گرفته است. مدلسازی هم به صورت استاتیک و هم به صورت مودال جهت بررسی رفتار دینامیکی این افزاره ها انجام شده است. در مورد آینه های مورد بررسی این پایان نامه با مقایسه ی مدلسازی های مختلف، مناسب ترین ابزار برای مدلسازی این گونه سیستم ها trans126 و بهترین روش مدلسازی تنش، روش مستقیم با خطای در حد چند صدم درصد معرفی شده است.