京都・先端ナノテク総合支援ネットワーク京都大学 Kyoto-Advanced Nanotechnology Network 平成19年度トピックス超微細加工領域における支援成果分光センシング用MEMSミラーの研究香川大学工学研究科知能機械システム工学専攻井上大輔、大平文和【研究目的】位相シフト型分光計に応用するMEMSミラ一を提案し、マイクロファブリケ-ション技術を用いて製作を行う。垂直型静電櫛歯アクチュエータとヒンジ部を、ミラー周辺部にそれぞれ３か所配置した構造とする。可動ミラーを平行に駆動することで可動ミラーから反射する光の位相を任意に変化させ、インターフェログラムを取得する。これをフーリエ変換処理することで分光特性を得る。製作したMEMSミラーの特性評価を行い、垂直方向の変位および可動ミラーの傾斜駆動を確認する。また、単色光源(λ=405nm)を用いて位相シフト型分光計を構成し、その分光特性を確認する。以上の結果をもとに、製作するMEMSミラーが位相シフト型分光計に適用できるかどうかを判断する。ナノ支援では、特に駆動特性の測定に協力いただいた。【成果】図1に位相シフト型分光計の原理を、図２に製作したMEMSミラーのSEM写真を示す。基本構造は、表面Siが25μm、裏面Siが125μm、中間酸化膜が1μm のSOI(Silicon on Insulator)であり、DRIE(Deep Reactive Ion Etching)プロセスにより製作した。製作したMEMSミラーの駆動特性として、レーザー変位計により測定した可動ミラーの変位量とその設計値を図３に示す。３点のアクチュエータに個別に電圧を加えることで傾斜駆動も行えることを確認した。可動ミラーを約20μmまで50nmピッチで垂直に駆動させ、得られたインターフェログラムをフーリエ変換した結果を図４に示す。光源波長405nmとほぼ同じピーク特性が得られ、波長分解能も14nmと確認できた。以上の結果、本MEMSミラーは位相シフト型分光計に適用できることが明らかとなった。垂直型静電櫛歯ｱｸﾁｭｴｰﾀ図１図３位相シフト分光計の原理駆動電圧による可動ミラーの変位量図２製作したMEMSミラー図４分光計測結果