MEMS三维THz无源器件电气特性模型研究

本项目将MEMS加工技术和THz无源器件结合起来，进行电气特性模型研究。首先，以亚毫米波段(0.1-1THz)MEMS波导滤波器和微屏蔽线移相器为例，研究MEMS三维THz无源器件的设计原理和方法。将器件结构离散化为几类典型单元，并以非均匀传输线理论为分析手段建立其等效电路模型，探索结构参数和等效电路参数之间的关系；将典型单元对应的模型组合以形成器件的等效电路模型，得到各种无源器件通用的模型创建方法。该研究将MEMS器件的三维电磁场分析转化为传输线问题进行处理，简单有效，有利于建立系统的器件优化设计理论。另外，针对MEMS微加工误差和器件成品率问题，进行工艺容差性研究。将工艺、封装因素参数化到之前建立的等效电路模型中去，通过性能预判进行量化研究，为缩短MEMS器件试验周期、降低工艺成本提供理论依据。最后，得出最佳设计方案，进行工艺流片，从测试结果中提取器件分布参数并修正模型。

通过研究，我们成功建立了反映太赫兹波段（0.1-10THz）波导滤波器和微屏蔽线移相器的电气特性等效电路模型；针对MEMS微加工方法、器件封装等实验特征影响THz无源器件性能的规律，建立了较为系统的设计优化理论；加工获取了140GHz波导滤波器及240、300GHz双通带滤波器的加工样品，得到了工艺难度低、性能优异的设计方案、微加工流程和器件封装方法；同时研究人员根据研究成果撰写了两份研究报告《亚毫米波段（0.1-1THz）MEMS器件的等效电路模型及其参数提取》、《MEMS微加工方法和器件封装等试验特征对器件的影响规律》。. 国内外核心期刊上发表论文16篇； 参加国内外学术交流7次，邀请国外专家讲学3次； 联合培养参研青年2名； 培养博士研究生3名，硕士研究生10名。