Micro-miroir MEMS 2D
De fortes intensités laser incidentes pour capter des scènes à une grande distance
Le micro-miroir MEMS du CEA-Leti comprend un réflecteur et quatre actionneurs piézoélectriques qui le font pivoter sur deux axes, permettant un balayage efficace de toute la scène.
Le réflecteur peut être revêtu d’or ou de couches de Bragg. Le réseau de Bragg supporte de fortes intensités laser incidentes, ce qui augmente la portée de fonctionnement. Les actionneurs piézoélectriques sont compacts, avec une électronique simple.
L’appareil opérant en mode quasi statique (non résonant), il en résulte plus de souplesse pour adapter la fréquence de balayage aux différentes utilisations, et le miroir est maintenu en position fixe. Le tout a la taille d’une pièce de monnaie.
Applications
Ces micro-miroirs MEMS sont adaptés aux applications nécessitant de diriger un faisceau avec une grande précision et/ou sur de longues distances :
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Les LiDAR automobiles, qui doivent résister à de fortes intensités laser incidentes
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Les applications militaires qui supposent de capter une scène ou de focaliser le faisceau lumineux sur une longue portée
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Les applications en lumière visible comme les phares autoréglables qui scannent automatiquement leur environnement et adaptent le faisceau en conséquence
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Les communications optiques pour l’espace proche, qui nécessitent un contrôle précis du faisceau
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Les applications biomédicales comme les endoscopes, qui peuvent utiliser des actionneurs sans plomb, biocompatibles, plutôt que du PZT.
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Avantages
Ce micro-miroir pivote sur deux axes pour un balayage 2D. Avec son réflecteur de Bragg, il résiste à une intensité laser incidente atteignant 2 W à 1,55 μm (bien plus que les micro-miroirs du commerce) ce qui répond aux exigences d’un LiDAR longue portée.
Les actionneurs piézoélectriques en PZT sont très compacts, basse tension (env. 20 V) et faible consommation. Le mode quasi statique permet différentes fréquences de balayage, pour une souplesse accrue, tout en couvrant une zone large et de longues distances.
Sans aimants lourds et volumineux, ces dispositifs sont produits par fabrication collective sur des plaques SOI 200 mm selon des procédés
VLSI, d’où des coûts réduits.
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Credits: L.MOLLARD/CEA
Travailler avec le CEA-Leti
Cette innovation est parfaite pour les constructeurs automobiles, l’industrie de l’armement et les communications optiques en espace libre par satellite. Son concept a été démontré dans le cadre du projet VIZTA* de l’UE ; et la technologie est prête à être industrialisée chez un partenaire.
Des sociétés de tout type et toute taille peuvent recourir au CEA-Leti pour développer des solutions de balayage 2D utilisant des micro-miroirs MEMS haute performance.
*VIZTA: Vision et identification avec technologies de mesure selon l’axe Z cordis.europa.eu/project/id/826600
Publications scientifiques
Mollard, L., et al. (2023). “Biaxial Piezoelectric MEMS Mirrors with Low Absorption Coating for 1550 nm Long-Range LIDAR.” Micromachines 14, no. 5, 1019.
Mollard, L., et al. (2023). “Thermal Behavior of Biaxial Piezoelectric MEMS-Scanners.” Sensors 23, no. 23: 9538.
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