非常态环境下硅微谐振器的谐振特性研究

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2、门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦f-j／：学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。()2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。

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4、系。主要研究内容和成果如下：1)简述典型支撑梁固有频率的温度系数模型，梳理支撑梁温度敏感参数，分析温度影响支撑梁固有频率的规律性机制，并以此作为设计目标，对典型支撑梁进行结构参数化仿真。仿真结果表明：在温度环境作用下，直脚梁、蟹脚梁与折叠梁支撑结构的谐振频率都随温度增高而线性减小；梁的刚度越大，其温度敏感度越大；相比而言，折叠梁的应力释放能力最强；2)对谐振器在不同真空度下的能量损耗进行分析，建立了品质因子与真空度的理论模型，制定了考察方案，设计了不同数量阻尼齿的谐振器。由分析可知，品质因子随真空度增加而降低；低真空环

5、境下谐振器主要能量损耗源于空气阻尼，而在高真空下则源于锚点损耗、材料损耗等；3)根据设计谐振器的结构特点，制定了整体工艺流程，完成相关关键工艺研究，实现温度敏感与阻尼敏感结构的制备；4)搭建温度测试平台，完成典型温度敏感结构的温度敏感度相关测试。测试结果表明，温度敏感结构的温度敏感度变化趋势与仿真结果基本一致。从有限元仿真与工艺误差两方面入手，分析发现测试结果与仿真结果之间的误差主要源于刻蚀加工和固支形式的变化；5)搭建真空测试平台，通过测试得到阻尼敏感结构品质因子与真空度的关系曲线。理论与实验对比可知，两者在低真空段

6、较为吻合，且谐振器品质因子随着阻尼齿的增多以及支撑梁梁宽的变大而减小。关键词：微谐振器：非常态环境；温度敏感度；能量损耗AbstractWiththecommercializationofmicrodevices，abnormalworkingconditionbecomeskeyfactorthataffectstheacquisitionofhi曲precisionandreliabilityofmicrodevices．Sincethemicroresonatoristhecorecomponentofthese

7、microstructures，researchonitsresonantcharacteristicsinabnormalworkingconditionbecomesmoreandmoreimportant．Thereforewithmicroresonatorastheresearchobject,inthisthesis，temperature-sensitiveanddamping-sensitiveresonatorstructuresaredesignedfirst．Then，thetemperature

8、variationregularityofresonancefrequencyofmicroresonatorandtherelationshipbetweensystemdampingandvacuumfromtheoreticalderivationareverifiedfromtheperspectivesofmodelin