2017 Fiscal Year Annual Research Report
MEMS Electrostatic Micro-shutter Arrays for Astronomical Multi-Object Spectrographs
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15K05713
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 巧也 東京大学, 生産技術研究所, 技術専門職員 (60451879)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノマイクロ加工 / 赤外線天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、東京大学が南米チリアタカマ高地に建設中の大型赤外線望遠鏡に搭載予定の分光器を、ＭＥＭＳ技術を用いて可変マルチスリット化することを目的とする。本研究ではこれまでに、半導体シリコンマイクロマシニング技術を用いて、貼り合わせシリコン基板（ＳＯＩ基板）の両面をマイクロ加工し、幅１００μｍ、長さ１０００μｍ、厚み１．２５μｍの静電駆動シャッタを製作しており、平成27年度にはこれをベースとし、最終的に素子数８０００のマトリクス化を実現する予備実験として、シャッタ数３×３のサブユニットを設計、製作し、大気中、さらには真空中における静電駆動特性を測定した。その結果、シャッタ閉から開状態への駆動電圧７０Ｖ～１５０Ｖ、開状態保持のための電圧１０Ｖ～３０Ｖが必要であることがわかった。また、シャッタを支える捻りバネの設計を変更したことにより、面内方向への回転運動を大幅に抑制することが可能となり、シャッタ開閉動作の安定性が格段に向上した。平成28年度には、この３×３の小規模マトリクスを用いて、Ｘ方向、Ｙ方向に張り巡らせた電気配線のみで任意の1点のシャッタ開閉動作を制御するパッシブマトリクス方式についての検証を行い、シャッタ自身とシャッタ基板、ひさし基板にそれぞれ印加する直流電圧の大きさとタイミングを工夫することにより想定通りの制御ができることを確認し、さらにはLabviewプログラムによる制御系の自動化までを達成している。平成29年度には、スイッチング時にシャッタ開状態を保持するための電荷を補う役割を果たすキャパシタを測定系に組み込むなど制御回路の見直し、さらに電極それぞれに印加する電圧等のパラメータ最適化を行うことで、これまでは実現できていなかったシャッタマトリクス斜め方向の開状態保持が可能となり、提案している制御方法で目的の動作を実現可能であることが確認できた。
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Research Products
(1 results)
