• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제22권4호
• /
• pp.433-447
• /
• 2006

The problem of very large deflection of a circular cantilever arc device subjected to inward or outward polar force is studied. An exact elliptic integral solution is derived for the two cases and the results are checked using large displacement finite element analysis via the ANSYS package by performing a new novel modeling simulation technique for this problem. Excellent agreements have been obtained between the exact analytical solution and the numerical approach. From this study, a design chart for engineers is developed to predict the required value for the inward polar force for the device to switch on for a given angle forming the circular arc (${\theta}_o$). This study has several interesting applications in mechanical engineering, integrated circuit technology, nanotechnology and especially in microelectromechanical systems (MEMs) such as a MEM circular device switch subjected to attractive or repulsive magnetic forces due to the attachments of two magnetic poles at the fixed and at the free end of the circular cantilever arc switch device.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제41권10호
• /
• pp.51-56
• /
• 2004

광소자의 재료물질로서 특성이 우수하며 열광학계수가 큰 silicon을 기반으로 한 SOI (Silicon-on-insulator)를 사용하여 열광학 1×2 광스위치를 제안, 제작하였다. SOI wafer는 도파로가 형성될 상위 Si 층(n=3.5)과 클래딩 영역이 될 산화막 매립층(n=1.5) 그리고 기판인 Si인 3층으로 이루어진다. BPM(Beam propagation method) 전산모의를 통해 20dB 이상의 누화특성을 갖는 단일모드의 1×2 비대칭 y-분기 광도파로를 형성하고, 열확산 전산모의를 통해 금속열선을 설계 제작하였다. 제작된 광스위치는 약 3.5 watts의 구동 전력에서 20dB 이상의 채널간 누화가 측정되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
• /
• pp.193-197
• /
• 2003

As one of the core technologies in the field of the optical communication with WDM, the optical cross connector with movements of micro mirrors is getting important day by day. The packaging structure of 2-dimensional NxN MOEMS switch should be determined by the harmonization of the following items such as the geometrical compatability between optical and structural components, the characteristics of optical input and output parts with device, and the electrical performance for the operation of micro mirrors. Therefore, the packaging process could be defined as the integrated technology completed by the optical and electrical science and the material science for the understanding of its thermo-mechanical properties with packaging materials. In the present study, the harmonization between the optical and structural components as well as the optical characteristics of lens system used will be investigated.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제4권4호
• /
• pp.300-306
• /
• 2004

This paper reports a novel tunable bandpass filter using two-state switched inductor with direct-contact MEMS switches for wireless LAN applications. In our filter configuration, the switched inductor is implemented to obtain more stable and much larger frequency tuning ratio compared with variable capacitor-based tunable filter. The proposed tunable filter was fabricated using a micromachining technology and electrical performances of the fabricated filter were measured. The filter consists of spiral inductors, MIM capacitors and direct-contact type MEMS switches, and its frequency tunability is achieved by changing the inductance that is induced by ON/OFF actuations of the MEMS switches. The actuation voltage of the MEMS switches was measured of 58 V, and they showed the insertion loss of 0.1 dB and isolation of 26.3 dB at 2 GHz, respectively. The measured center frequencies of the fabricated filter were 2.55 GHz and 5.1 GHz, respectively. The passband insertion loss and 3-dB bandwidth were 4.2 dB and 22.5 % at 2.55 GHz, and 5.2 dB and 23.5 % at 5.1 GHz, respectively.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권10호
• /
• pp.195-201
• /
• 2005

A laterally driven electromagnetic microactuator (LaDEM) is presented, and a micro-optical switch is designed and fabricated as a possible application. LaDEM provides parallel actuation of the microactuator to the silicon substrate surface (in-plane mode) by the Lorentz force. Poly-silicon-on-insulator (Poly-SOI) wafers and a reactive ion etching (RIE) process were used to fabricate high-aspect-ratio vertical microstructures, which allowed the equipment of a vertical micro mirror. A fabricated arch-shaped leaf spring has a thickness of $1.8{\mu}m$, width of $16{\mu}m$, and length of $800{\mu}m$. The resistance of the fabricated structure fer the optical switch was approximately 5$\Omega$. The deflection of the leaf springs increases linearly up to about 400 mA and then it demonstrates a buckling behavior around the current value. Owing to this nonlinear phenomenon, a large displacement of $60{\mu}m$ could be measured at 566 mA. The displacement-load relation and some dynamic characteristics are analyzed using the finite element simulations.

• 한국광학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.289-294
• /
• 2002

2${\times}$2 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로의 조합으로 구성된 위상배열 안테나(Phased-Array Antenna: PAA)용 광학적인 실시간 지연선로(True Time-Delay : TTD)를 제안하였으며, $30^{o}$의 분해능을 갖고 최대 $120^{o}$까지 빔 주사방향을 조정 할 수 있는 선형 PAA 용 실시간 지연선로를 구현하였다. 본 구조는 제어가 간편하며, 한 개의 파장 고정 레이저 다이오드를 사용하기 때문에 기존에 제안된 파장 가변 광원을 사용하는 구조들보다 고속 동작이 가능하고, 경제적이라는 장점을 갖고 있다. 또한, 제안된 실시간 지연선로는 각각 연결된 안테나 소자 4개로 구성된 10㎓용 PAA를 설계하였다. 전산 모의 실험 결과, 설계된 PAA의 최대 빔 이득은 빔 주사각이 0˚인 경우에는 11.6dB, $\pm$$30^{o}$일 때 11.2dB, 그리고 $\pm$$60^{o}$에서 10.6dB로 나타났다.

• 한국광학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.466-472
• /
• 2003

본 논문에서는 서로 다른 길이의 광섬유 지연선로를 광 2${\times}$2 MEMS 스위치로 선택하여 위상 배열 안테나의 각 안테나 소자에 급전되는 RF 신호의 위상을 고속으로 제어할 수 있는 광 실시간 지연선로의 구조를 제안하였다. RF 신호의 주사 방향이 8개인 10 GHz 선형 위상 배열 안테나용 광 실시간 지연선로를 구현하였으며, 실험 결과 최대 시간 지연 오차가 0.2 ps이하, 즉 최대 주사 각 오차 0.84$^{\circ}$로 측정되었다. 또한 제안된 실시간 지연선로에 의해 구동되는 8개의 마이크로 스트립 패치 안테나 소자로 구성된 10 GHz용 선형 위상배열 안테나를 설계하였고, 시뮬레이션을 이용하여 이 안테나의 방사 패턴을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.294-299
• /
• 2010

비상위치송수신장치(ELT)는 항공기 추락 시 조난 신호를 송출하는 장비이다. 유용한 장비이지만 항공기 추락과 경착륙에 대한 오판으로 인하여 잘못된 조난신호를 송출하기도 한다. 이러한 문제점은 현재 사용되고 있는 기계식 G-스위치의 부정확성에 그 원인이 있다. ELT의 성능 개선을 위하여 기계식 G-스위치를 MEMS 가속도계로 대체한 ELT 시스템을 개발하였다. ELT 시스템은 가속도 정보 수집/분석 시스템과 추락 판단 프로그램, 추락 상황에서 위치 정보를 제공하기 위한 GPS 수신 시스템으로 구성되어 있다. 또한, ELT 시스템을 검증하기 위한 자유 낙하 실험대를 제작하였다. 자유 낙하 실험대는 추락과 경착륙에 해당하는 충격 가속도와 충격 유지 시간을 모사할 수 있도록 설계하였다. 자유 낙하 실험대를 이용하여 개발한 ELT 시스템이 정확히 작동함을 확인하였다.

• 한국레이저가공학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.21-29
• /
• 2000

For the direct metal shape processing the powder feed device which is different from the widely used in rapid prototyping. is developed, The three dimensional object is shaped with the melting metal powder. The developed research has applied to rapid prototyping in ultraprecision for MEMS and medical science fields required of rapid manufacture of complex shape. The goal of this study make 3D model which has precision accuracy. Powder spreading apparatus has been more improved because that the control of powder spread is very important in layer manufacturing. It consists of the vibration motor, nozzle and tube which supplies various metal powder. This apparatus could control the spreading velocity that could control powder spreading thickness. Laser on/off switch was adapted because laser scanning velocity must be preserved constantly to prevent heat transformation of laser overheating. The error between sintered thickness md experimental one occurred by shrinkage in sintering melting process. The problem of heat transformation was solved by On/Off switching system.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
• /
• 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
• /
• pp.34-38
• /
• 2002

기존에 제안된 도파관 스위치의 경우, 도파관의 E-plane에 PBG 기판을 내장하게 되는데, 이 경우 PBG 기판의 저항값을 조절해주는 MEMS 스위치의 바이어스 라인에 대한 문제점이 발생한다 본 논문에서는 PBG 기판을 도파관의 H-plane에 놓음으로써 바이어스 라인을 RF로부터 쉽게 분리하고, 또한 단일 공진 주파수를 갖는 PBG의 경우에 제한된 기판의 길이로 인하여 bandwidth가 좁아지는 문제점을 서로 다른 공진 주파수를 갖는 PBG 기판의 연결을 통해서 bandwidth를 약 80%이상 증가시킬 수 있음을 보였다.