第81期“见微知著”培训课程：光学MEMS技术及应用
2026-06-24 16:38:08   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

主办单位：麦姆斯咨询

协办单位：上海传感信息科技有限公司

一、课程简介

光学MEMS（Optical MEMS），也称为微光机电系统（MOEMS），是基于半导体制造技术在微米尺度上构建并集成机械结构、光学元件及电子电路的微系统，可以通过机械结构的运动或变形来实现对光信号的控制与处理。光学MEMS产品类型多种多样，包括MEMS微镜及其阵列、光学MEMS麦克风、光学MEMS惯性传感器、光学MEMS气体传感器、微测辐射热计探测器、MEMS法布里-珀罗（F-P）滤光器、MEMS自动对焦/光学防抖执行器、MEMS光栅调制器、可调谐MEMS VCSEL等。根据Yole发布的《光学MEMS产业现状-2026版》报告显示，光学MEMS技术正助力“光通信、光传感、光显示”三大领域发展，全球光学MEMS市场处于快速扩张阶段，预计将从2025年的10亿美元增长到2031年的23亿美元，复合年增长率（CAGR）达到15%。该积极乐观的发展势头主要得益于人工智能（AI）数据中心MEMS光路交换机（OCS）、车载激光雷达（LiDAR）和抬头显示（HUD）、工业三维/光谱传感与成像设备，以及诸如增强现实（AR）眼镜、激光电视等新兴消费电子应用领域的强劲需求。

光学MEMS/MOEMS说明图

2025 ~ 2031年全球光学MEMS市场预测

全球光学MEMS产业呈现高度分散的格局，这是由于多数技术方案针对特定应用定制化开发而成。许多公司仅活跃于一两个细分领域，导致其营收高度依赖于特定市场的动态变化。光学MEMS产业主要参与者情况：德州仪器（Texas Instruments）凭借数字微镜器件（DMD）及其数字光处理（DLP）技术在整体市场中占据领先地位，从投影显示到机器视觉皆有其身影；谷歌（Google）、Lumentum、DiCon，以及初创公司云智光联（获得芯动联科投资）为AI数据中心及电信应用提供MEMS微镜解决方案，助力MEMS光路交换机量产应用；Preciseley、中科米微主攻光通信MEMS微镜及光开关/光衰减器/可调光滤波器；速腾聚创（RoboSense）及其子公司希景科技、MicroVision自研MEMS微镜并实现车规级MEMS激光雷达批量出货；知微传感、知象光电、微视传感、知芯传感、中科融合均在MEMS微镜及三维传感与成像领域布局，其中部分公司开启了面向光路交换机的MEMS微镜阵列产品路线；麦锴科技针对“激光通信、激光雷达、激光投影”三大应用领域开发了多系列MEMS微镜产品；英唐智控通过收购日本先锋微技术，从而切入MEMS微镜赛道；Si-Ware Systems、优尼科（Unispectral）、海谱纳米（Hypernano）瞄准微型光谱仪及光谱相机市场；sensiBel则在光学MEMS麦克风领域深耕并开启高保真音频新纪元。

光学MEMS技术发展路线图

目前，光学MEMS市场发展主要由MEMS微镜技术驱动，相关产品包括一维扫描微镜、二维扫描微镜及微镜阵列等形态。MEMS微镜可以采用不同的驱动机制（静电、电磁、压电、电热）实现运动控制，基于各种驱动机制的MEMS微镜在响应速度、运动范围、驱动电压、功耗、制造与封装复杂性等方面各有优劣势，需要根据具体应用需求进行综合权衡。例如，静电驱动机制在性能、功耗与可扩展性之间实现了良好的平衡，同时具备成熟的结构设计与制造工艺，尤其适用于MEMS微镜阵列及相关应用；电磁驱动机制凭借大扫描角度和大光学孔径的优势，在激光雷达和激光束扫描（LBS）等领域具有显著竞争力；压电驱动机制相比静电驱动机制，具有驱动力大、驱动电压低、机电转换效率高等优势，在未来光学MEMS系统中展现出广阔的发展前景，然而，受制于压电MEMS制造工艺成熟度有待提升，其大规模产业化应用仍面临一定挑战。

MEMS微镜的驱动机制

为了紧抓光学MEMS技术及应用趋势，满足广大从业人员对知识的渴求，麦姆斯咨询特开设本次培训课程，邀请知名高校和研究院所专家及企业高管，为大家讲授：（1）光学MEMS技术及应用综述；（2）光学MEMS微镜技术及应用；（3）MEMS微镜及微镜阵列设计、制造及应用；（4）压电MEMS微镜和压电MEMS变形镜；（5）面向激光束扫描应用的压电MEMS扫描镜；（6）高性能MEMS扫描微镜技术及应用；（7）二维/三维MEMS扫描镜及激光雷达和光通信应用；（8）面向光通信的MEMS光衰减器及MEMS光开关；（9）与CMOS工艺兼容的CMOS-MEMS数字微镜阵列；（10）面向空间光通信的光学MEMS器件；（11）集成光开关发展现状及关键技术；（12）结合超构表面的近零功耗MEMS光热开关；（13）基于光学MEMS的光谱/偏振成像技术及其应用；（14）MEMS可调谐F-P腔滤光芯片及光谱成像；（15）光学MEMS器件可靠性分析。

二、培训对象

本课程主要面向光学MEMS产业链上下游企业的技术人员和管理人员，以及高校师生，同时也欢迎其他希望学习光学MEMS技术及应用知识的非技术背景人员参加，例如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。

三、培训时间

2026年7月24日至26日

授课结束后，为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。

四、培训地点

无锡市（具体地点以培训前一周的邮件通知为准）

五、课程内容

课程一：光学MEMS技术及应用综述

老师：山东大学 教授 陶继方

光学MEMS是一种将微机械、微电子与光学技术深度融合形成的微系统。典型光学MEMS器件的组成包括微机械执行机构、驱动与控制电路、光学功能结构（反射镜、光栅、滤波器、波导等）、信号检测单元、封装与光学接口。在传感应用领域，光学MEMS麦克风和光学MEMS气体传感器已经成功实现商业化。传统MEMS麦克风采用电容式检测原理，而光学MEMS麦克风利用光学干涉、光强变化或光纤调制机制检测声压引起的振膜位移，在灵敏度、信噪比、动态范围等性能指标方面更胜一筹。传统MEMS气体传感器主要采用金属氧化物半导体（MOS）技术路线，而光学MEMS气体传感器利用气体特征吸收光谱进行检测，具有更高选择性和长期稳定性。此外，可调谐激光器也是光学MEMS的代表性发展方向之一，其通过改变激光腔长度、反射波长或滤波特性，实现激光输出波长连续调节，可应用于FMCW激光雷达、3D传感与成像、光学相干层析成像、先进光通信。本课程从光学MEMS器件设计基础出发，详细讲解三类器件（光学MEMS麦克风、光学MEMS气体传感器、光学MEMS可调谐激光器）关键技术，并展望未来发展趋势。

课程提纲：
1. 光学MEMS器件设计基础；
2. 光学MEMS麦克风；
3. 光学MEMS气体传感器；
4. 光学MEMS可调谐激光器；
5. 光学MEMS技术发展趋势与未来展望。

课程二：光学MEMS微镜技术及应用

老师：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 研究员 沈文江

光学MEMS微镜凭借微型化、低功耗、高可靠性及易于集成等优势，已成为现代光电子系统中的关键器件，在信息获取、信息传输和信息显示等领域发挥着重要作用。在信息获取（光传感）领域，MEMS微镜是激光雷达（LiDAR）和3D相机的核心扫描器件之一，通过高速、精确地控制光束方向，实现环境感知与三维成像。在信息传输（光通信）领域，MEMS微镜赋能AI数据中心光路交换机（OCS），可实现光链路的快速、精准切换，提供灵活高效的光互连能力，有助于降低系统功耗、提升网络带宽利用率以及增强算力集群的性能与稳定性。在信息显示（光显示）领域，MEMS微镜广泛应用于微型激光投影仪、AR/VR近眼显示器、车载抬头显示器（HUD）和智能车灯系统，通过对光束的精确调控，实现高亮度、高分辨率和动态显示，为新一代沉浸式影音娱乐与智能座舱技术的发展提供重要支撑。本课程首先概述光学MEMS微镜技术，然后详解MEMS微镜在光传感、光通信、光显示领域的应用情况，最后进行技术总结与展望。

课程提纲：
1. 光学MEMS微镜技术概述；
2. MEMS微镜在光传感领域应用；
3. MEMS微镜在光通信领域应用；
4. MEMS微镜在光显示领域应用；
5. 光学MEMS微镜技术总结与展望。

课程三：MEMS微镜及微镜阵列设计、制造及应用

老师：北京理工大学 教授 谢会开

MEMS微镜指利用微纳加工技术，把微型光反射镜与MEMS驱动器集成于一体的光学执行器，其通过静电驱动、电磁驱动、压电驱动、电热驱动等方式实现反射镜面的角度偏转（转动）、位移调节（平动）或形貌变形，从而实现对光束传播方向、相位、强度及波前的动态控制。MEMS微镜兼具微电子技术的批量制造优势和微机械结构的运动控制能力，具有体积小、重量轻、功耗低、易于集成等特点，是光学MEMS最具代表性的器件。按照阵列规模划分，MEMS微镜可分为单片、一维线阵、二维面阵等类型；按照运动自由度划分，MEMS微镜可分为一维运动、二维运动、三维运动等类型。MEMS微镜及微镜阵列（例如德州仪器DMD）已经实现商业化并获得广泛应用，包括投影仪、光谱仪、激光雷达、3D相机、AR/VR显示器、智能车灯、光通信、光刻机、OCT内窥镜等。本课程详细讲解MEMS微镜及微镜阵列原理、设计与制造，深入阐述MEMS微镜及微镜阵列技术发展及应用现状，并展望未来趋势。

课程提纲：
1. MEMS微镜及微镜阵列概述：定义、原理、分类等；
2. MEMS微镜及微镜阵列设计与制造；
3. MEMS微镜技术发展及应用现状；
4. MEMS微镜阵列技术发展及应用现状；
5. MEMS微镜及微镜阵列总结及展望。

课程四：压电MEMS微镜和压电MEMS变形镜

老师：华中科技大学 教授 余洪斌

压电MEMS微镜是一种利用压电薄膜材料的逆压电效应实现微型反射镜姿态控制的光学器件——它通过压电MEMS驱动器产生机械变形，带动微型反射镜完成转动、平移或复合运动，可以实现光束偏转、扫描、调制等功能。近些年，压电MEMS技术发展迅猛，产业界建立了多种压电薄膜制备能力，例如通过“磁控溅射法”或“溶胶-凝胶法”在硅晶圆上沉积氮化铝（AlN）、氮化铝钪（AlScN）、锆钛酸铅（PZT）等压电薄膜，正在加速压电MEMS微镜的商业化落地。相比静电MEMS微镜，压电MEMS微镜具有驱动电压低、驱动能力强（推力大）、运动行程大、响应速度快、无吸合效应等优点，有望在激光雷达（LiDAR）、光路交换机（OCS）、自由空间光通信、微型激光投影仪、生物医学成像等应用领域发挥重要作用。本课程从MEMS微镜驱动技术分析出发，详解压电MEMS微镜和MEMS变形镜工作原理、器件设计和制造实例。

课程提纲：
1. MEMS微镜基本概念及驱动技术特性分析；
2. 压电MEMS微镜技术发展现状及其面临的问题和解决方案；
3. 压电MEMS微镜器件设计和制造实例；
4. 自适应光学基本概念和工作原理；
5. 压电MEMS变形镜技术发展现状及其面临的问题和解决方案；
6. 压电MEMS变形镜器件设计和制造实例。

课程五：面向激光束扫描应用的压电MEMS扫描镜

老师：上海麦锴科技有限公司 首席执行官（CTO） 王栎皓

激光束扫描（Laser Beam Scanning，LBS）是利用光束扫描器件改变激光传播方向，从而实现空间信息获取、显示或通信的一种光学操控技术。作为激光束扫描的核心器件之一，MEMS扫描镜采用硅基半导体工艺制造，具有微型化、高精度、高频率、低功耗、低成本及易于批量生产等优点，彻底改变了传统的机械式光学扫描架构。目前，MEMS扫描镜已经被应用于汽车激光雷达（LiDAR）、增强现实（AR）头戴式显示器、微型激光投影仪、空间激光通信、生物医疗成像等领域。上海麦锴科技有限公司（简称：麦锴科技）孵化自中国科学院上海微系统所传感技术国家重点实验室，团队具有丰富的MEMS产品研发与量产经验，拥有压电MEMS微镜设计、制造、封装与测试等全套核心技术，量产依托国内领先、国际先进的8英寸MEMS代工平台，产品应用覆盖激光通信、激光雷达、激光投影领域。本课程由麦锴科技CTO王栎皓讲解压电MEMS扫描镜及激光束扫描应用。

课程提纲：
1. MEMS扫描镜及激光束扫描（LBS）概述；
2. 基于压电驱动的MEMS扫描镜；
3. 谐振态压电MEMS扫描镜及应用；
4. 准静态压电MEMS扫描镜及应用。

课程六：高性能MEMS扫描微镜技术及应用

老师：四川大学 特聘副研究员 夏园林

MEMS扫描微镜是一种基于MEMS技术实现光束扫描功能的微型光学执行器。近些年，随着激光雷达（LiDAR）、增强现实（AR）、空间激光通信、光学相干断层扫描（OCT）等应用的发展，对光束扫描能力提出了更高要求，推动了MEMS扫描微镜技术的不断进步。高性能MEMS扫描微镜设计通常需要兼顾“扫描角度、镜面口径、响应速度、谐振频率、镜面平整度、功耗”等性能指标，并且还需考虑抗冲击和抗振动能力，以保证器件的长寿命与高可靠性。尤其是随着MEMS扫描微镜进入工业、汽车、航空航天和军事国防领域，其可靠性已成为产业化应用的重要挑战。本课程首先讲解高性能MEMS扫描微镜设计和可靠性增强技术，然后阐述MEMS扫描微镜典型应用，包括眼动追踪、激光雷达和视觉雷达，最后介绍柔性MEMS扫描微镜技术及应用。

课程提纲：
1. 高性能MEMS扫描微镜设计；
2. MEMS扫描微镜可靠性增强技术；
3. 基于MEMS扫描微镜的眼动追踪；
4. 基于MEMS扫描微镜的激光雷达；
5. 基于MEMS扫描微镜的视觉雷达；
6. 柔性MEMS扫描微镜技术及应用。

课程七：二维/三维MEMS扫描镜及激光雷达和光通信应用

老师：浙江大学 教授 车录锋

MEMS扫描镜是当前光学MEMS领域最具产业化价值的核心器件之一，其主要由反射镜面、支撑结构、微型驱动器及控制器组成，反射镜面通常镀有一层高反射系数的金属薄膜材料，例如铝（Al）、金（Au）。相比传统的机械振镜、多棱镜扫描器和声光偏转器，MEMS扫描镜具有体积小、重量轻、功耗低、响应速度快、易于批量制造及光电集成等优点。按照运动自由度，MEMS扫描镜可分为一维运动、二维运动、三维运动等类型。一维MEMS扫描镜主要用于条码扫描仪、光谱仪等领域；二维MEMS扫描镜则成为固态激光雷达（LiDAR）及3D传感系统的主流扫描方案；三维MEMS扫描镜进一步融合扫描、聚焦和波前调控功能，为下一代智能感知及光通信系统提供更强的光控能力。本课程深入讲解二维/三维MEMS扫描镜原理、设计、制造、性能指标，并阐述MEMS扫描镜在激光雷达和光通信领域的应用。

课程提纲：
1. MEMS扫描镜概述：背景与意义、分类与原理；
2. MEMS扫描镜驱动技术；
3. 二维/三维MEMS扫描镜设计与制造；
4. MEMS扫描镜关键性能指标；
5. MEMS扫描镜在激光雷达中的应用；
6. MEMS扫描镜在光通信中的应用；
7. MEMS扫描镜技术挑战与发展趋势。

课程八：面向光通信的MEMS光衰减器及MEMS光开关

老师：辽宁工程技术大学 教授 翟雷应

随着5G通信、云计算、人工智能（AI）和超大规模数据中心的快速发展，光通信网络对带宽容量、传输速率和网络灵活性的要求不断提高。MEMS光衰减器（VOA）和MEMS光开关（OSW）凭借低插损、低功耗、高可靠性以及易于大规模集成等优势，已成为现代光通信系统中的关键基础器件。MEMS光衰减器是一种基于MEMS技术实现的可调谐光功率控制器件，其能够根据系统需求对光信号进行实时衰减，用于补偿光链路损耗差异、平衡多信道光功率、保护光接收器以及提高光通信系统的动态范围和稳定性。MEMS光开关是一种基于MEMS技术实现的光路切换器件，其能够在不改变光信号载波特性的情况下完成光路重构与交换，是实现全光交换网络的重要器件。当前，基于MEMS光开关的光路交换机（OCS）正被超大规模数据中心运营商加速采用，例如谷歌（Google）在数据中心网络架构中引入MEMS光路交换机，用于动态配置机器学习训练集群之间的高速光连接。通过采用光路交换机替代传统电子分组交换机（EPS），数据中心能够在保持高带宽互连能力的同时显著降低网络能耗，并提高大规模AI计算任务的通信效率。本课程首先分析光通信对光学MEMS的需求，然后重点讲解MEMS光衰减器和MEMS光开关的关键技术，并解析MEMS光路交换机方案，最后进行技术总结与展望。

课程提纲：
1. 光通信对光学MEMS的需求分析；
2. MEMS光衰减器（VOA）设计与制造；
3. MEMS光开关（OSW）设计与制造；
4. MEMS光路交换机（OCS）方案解析；
5. 面向光通信的光学MEMS技术总结与展望。

课程九：与CMOS工艺兼容的CMOS-MEMS数字微镜阵列

老师：中国科学院上海技术物理研究所 副研究员 程正喜

CMOS-MEMS数字微镜阵列是一种由大量可独立控制的MEMS微镜组成的二维阵列开关，可以实现灵活（可编程）的空间光调制功能，广泛地应用于显示和投影、无掩膜光刻、三维成像、光谱成像、共焦测量等领域。CMOS-MEMS数字微镜阵列通常采用静电驱动方式，制造工艺较为成熟，易于实现大规模集成，其基本单元包括反射镜面、扭转梁、支撑结构、驱动电极、CMOS控制电路，每个镜面能够围绕扭转轴进行双稳态翻转（倾斜角一般为±10°至±17°），从而实现“开（ON）”或“关（OFF）”状态。数字微镜阵列最成功的商业化产品是德州仪器（Texas Instruments）开发的DMD（Digital Micromirror Device），其市场占有率长期超过90%。本课程讲解CMOS-MEMS数字微镜技术及应用，重点剖析核心的制造工艺。

课程提纲：
1. 为什么研究CMOS-MEMS数字微镜阵列？
2. CMOS-MEMS数字微镜阵列简介；
3. CMOS-MEMS数字微镜阵列制造工艺；
4. 德州仪器DMD及相关微镜阵列器件；
5. 基于标准CMOS工艺的数字微镜阵列；
6. CMOS-MEMS数字微镜阵列总结与展望。

课程十：面向空间光通信的光学MEMS器件

老师：西北工业大学 教授 黎永前

空间光通信是利用光波（通常为激光）作为信息载体，在自由空间中直接进行信息双向传递的无线通信技术。与传统的无线电频率（RF）通信相比，空间光通信具有带宽大、速率高、功耗低、抗电磁干扰能力强和保密性好等优势，已成为未来天地一体化信息网络的重要组成部分。作为空间光通信系统的核心组件，空间光调制器（SLM）可以实现光波振幅、相位、偏振和方向控制。根据工作原理和物理结构，空间光调制器主要划分为液晶和MEMS两大技术路线，其中MEMS技术路线可进一步划分为MEMS光栅、数字微镜器件（DMD）、MEMS扫描镜/反射镜等。当前，光学MEMS正在从传统的光纤通信领域逐步扩展至星间通信、深空通信和卫星互联网领域，并有望成为下一代空间光通信系统实现小型化、低功耗和高性能的重要支撑技术。本课程介绍空间光通信发展及现状、空间光调制器分类及特性，重点讲解光学MEMS器件原理、设计、制备及性能表征。

课程提纲：
1. 空间光通信发展历程及现状分析；
2. 空间光调制器分类及特性；
3. 光学MEMS器件分类及特性；
4. MEMS光栅原理及设计；
5. MEMS光栅调制器制备与性能；
6. MEMS光栅调制器在空间光通信领域应用；
7. 其它光通信MEMS器件及应用；
8. 光通信MEMS器件总结与展望。

课程十一：集成光开关发展现状及关键技术

老师：上海交通大学 教授 周林杰

随着网络传输数据流量的爆炸性增长，数据中心内部机柜之间的数据传输量激增，传统电交换由于其有限的带宽和高功耗将很难满足网络带宽发展需求。光交换能够直接在光域上完成光信道间信息的交换，具有高速、宽带、透明、低功耗等诸多优点，可以满足下一代全光交换网络、人工智能（AI）数据中心和高性能计算机光互连网络建设的迫切需求。本课程介绍集成光开关的发展现状及核心技术，包括采用MEMS微镜、二氧化硅PLC平面波导、III-V族半导体材料和硅基光电子集成等技术路线。其中，硅基集成光开关具有结构紧凑、功耗低、成本低，以及与CMOS工艺兼容的优势，适合大规模光开关制作和量产，具有潜在的巨大市场商用价值。本课程重点讲解实现硅基光开关的核心单元器件及几种代表性光开关阵列，并对光开关状态监控和调节以及光电封装进行阐述。

课程提纲：
1. 光交换技术发展背景与基础；
2. 集成光开关材料平台；
3. 集成光开关核心器件与拓扑架构；
4. 集成光开关控制与光电封装技术；
5. 集成光开关系统应用与未来挑战。

课程十二：结合超构表面的近零功耗MEMS光热开关

老师：华中科技大学 研究员 赖建军

随着物联网（IoT）技术在各行各业的广泛应用以及各类智能终端设备的快速普及，市场对智能传感器的需求持续增长。然而，大规模部署的智能传感器节点对能源供应提出了严峻的挑战，尤其是在无人值守场景下，如何保障智能传感器长期稳定运行已成为制约物联网发展的关键问题之一。这一挑战促使研究人员不断探索智能传感器节能降耗及近零功耗技术。为此，华中科技大学赖建军团队提出一种结合U型热双材料悬臂梁结构和超构表面（Metasurface）的MEMS光热开关，用于构建近零功耗红外感知系统，以达到根据目标红外辐射特征谱能量直接驱动开关动作的目的。由于该MEMS光热开关能够检测和判别多光谱特征的红外目标，并可在无需持续电能消耗的情况下实现事件触发，因此为新一代自主运行、长寿命物联网传感器节点提供了一种具有应用前景的解决方案。本课程首先介绍MEMS光热开关需求，然后综述MEMS光热开关研究进展并讲解设计与制造技术，重点剖析“结合超构表面的近零功耗MEMS光热开关”，最后进行技术总结与应用展望。

课程提纲：
1. 低功耗MEMS光热开关需求；
2. MEMS光热开关研究进展；
3. MEMS光热开关设计与制造；
4. 结合超构表面的近零功耗MEMS光热开关；
5. MEMS光热开关技术总结与应用展望。

课程十三：基于光学MEMS的光谱/偏振成像技术及其应用

老师：西北工业大学 教授 虞益挺

传统的光学成像系统受限于单一的光强信息记录，难以全面表征目标的物化属性与结构特征。通过引入光谱和偏振成像技术，多维度光学信息的捕获使成像系统实现了从“视觉呈现”向“智能理解”的跨越，大幅提升了目标识别、环境感知以及定量分析能力。随着光学MEMS技术的不断发展，MEMS可调谐滤波器、MEMS微镜、MEMS光栅和MEMS偏振调制器逐渐成为实现光谱和偏振成像系统的核心器件，助力实现多维度信息的高效获取。展望未来，借助MEMS与CMOS集成技术，可以实现光学MEMS、光电探测器及控制电路的单片集成，再通过深度融合人工智能（AI），从而打造超小型多维信息感知系统，赋能各种移动设备和可穿戴设备。本课程概述光学MEMS技术，介绍光学MEMS器件设计与制造，深入讲解基于光学MEMS的光谱/偏振成像技术及其应用。

课程提纲：
1. 光学MEMS技术概述；
2. 典型光学MEMS器件设计与制造；
3. 基于光学MEMS的光谱成像技术及其应用；
4. 基于光学MEMS的偏振成像技术及其应用；
5. 基于光学MEMS的光谱/偏振成像技术展望。

课程十四：MEMS可调谐F-P腔滤光芯片及光谱成像

老师：优尼科（青岛）微电子有限公司 研发副总 方鹏程

MEMS可调谐法布里-珀罗（F-P）腔滤光芯片通过调节驱动电压，控制F-P腔间隙，实现谐振透射波长的连续调谐，从而对不同波长的光谱信息进行选择性透射和分离，具备宽光谱覆盖范围下的窄带滤光能力。相比传统的光栅、棱镜等分光器件，MEMS可调谐滤光芯片具有体积小、功耗低、调谐速度快等优势，其响应时间可达到亚毫秒甚至微秒量级，同时兼具良好的CMOS工艺兼容性和批量制造能力，是新一代微型光谱相机的核心器件。优尼科（Unispectral）自主研发的MEMS可调谐滤光芯片环境适应性强，拥有完善的闭环回路补偿系统。低成本的红外摄像头借助这种MEMS可调谐滤光芯片可以实现700～950 nm快照式光谱成像功能（经过多次曝光，每一帧捕捉一个特定波长光谱，形成多光谱数据集），适用于人脸支付设备、智能手机、智能家电、智能驾驶等大众消费市场。本课程概述微型光谱成像技术，重点讲解MEMS可调谐滤光芯片原理与技术，并介绍MEMS光谱相机及典型应用案例。

课程提纲：
1. 微型光谱成像技术概述；
2. MEMS可调谐F-P腔滤光芯片原理与方案；
3. MEMS光谱芯片与计算光谱技术；
4. 从MEMS光谱芯片到光谱相机；
5. MEMS光谱成像应用案例与发展趋势。

课程十五：光学MEMS器件可靠性分析

老师：东南大学 副教授 王磊

光学MEMS器件可靠性是决定其产业化成功与否的核心因素，科学的评价体系与分析手段是识别、定位及预防器件失效的工程基础。由于光学MEMS器件同时涉及力学、光学、电学和材料学等多个科学领域，因此其可靠性问题远比传统IC器件复杂，失效机理涵盖机械疲劳、结构蠕变、残余应力释放、接触粘附、电荷俘获、电学击穿、材料退化、光学损伤、环境影响和封装失效等众多方面。提升光学MEMS器件的可靠性必须贯穿于“设计-制造-封装-测试-应用”的全生命周期。本课程详解光学MEMS器件失效机理、工程分析与可靠性评价，并以MEMS微镜为例阐述失效问题，给出可靠性策略建议。

课程提纲：
1. 光学MEMS器件失效机理；
2. 光学MEMS器件工程分析与可靠性评价；
3. 光学MEMS微镜失效案例简析；
4. 光学MEMS器件可靠性策略建议。

六、师资介绍

陶继方，博士，山东大学教授、博士生导师，IEEE高级会员，青岛芯笙微纳电子科技公司创始人，山东省青年泰山学者、齐鲁青年学者。2012年博士毕业于北京邮电大学（与新加坡南洋理工大学联合培养），先后任职于新加坡南洋理工大学（2008-2013）、歌尔股份有限公司（2013-2014）、新加坡科技局微电子研究院（2014-2018）、山东大学（2018年至今）。他主持和参与国家重点研发计划、“核高基”国家科技重大专项、173基金重点和山东省重大创新工程等省部级项目20项，承担与德国博世集团、格芯半导体、炜盛电子、泰和股份、青岛芯笙等行业龙头企业的联合攻关项目10余项。到目前为止，他已申请美国专利12项、中国专利30余项，在专业学术期刊和国际会议上发表论文70余篇。他的主要研究方向为智能传感器、纳米硅光子芯片、MEMS红外气体传感器、MEMS流量传感器、半导体零部件。

沈文江，博士，中国科学院苏州纳米所研究员，中国科学技术大学电子科学与技术博士生导师，国家重点人才工程入选者。他拥有丰富的光学微机电系统（MEMS）的研发和产品成功应用的经验，同时活跃在微机电系统研究的前沿领域。他长期致力于微机电系统的关键技术攻关与产业化推动，成功主导了包括激光雷达（LiDAR）、3D相机在内的多项核心技术的研发与规模化应用，为行业发展提供了关键支撑。

谢会开，博士，北京理工大学集成电路与电子学院教授，国家海外高层次人才，北京理工大学重庆微电子研究院院长、首席科学家，集成声光电微纳系统教育部工程研究中心主任。他在北京理工大学微电子专业获得本科和硕士学位之后，到清华大学微电子学研究所从事科研及教学工作4年，之后赴美留学，并于2002年获得美国卡内基梅隆大学电子与计算博士学位，同年作为助理教授任教于美国佛罗里达大学电气与计算机工程系，并分别于2007年和2011年晋升为副教授/终身教授和正教授。2020年全职回到母校北京理工大学任教。他的主要研究方向包括MEMS/NEMS、光学/声学/惯性MEMS传感器、微纳光学、生物光子学、光学显微内窥影像、微型光谱仪和激光雷达，发表论文350余篇，获得授权美国专利19项、授权中国发明专利50余项；他担任国际期刊IEEE Sensors Letters和Sensors and Actuators A副主编，2018年入选IEEE Fellow和SPIE Fellow。

余洪斌，博士，华中科技大学教授（湖北省楚天学者特聘教授）。他2005年毕业于华中科技大学获得光学工程博士学位，随后赴新加坡国立大学从事微电子（光电子）机械系统（MEMS/MOEMS）技术领域的研究工作，历任研究员和高级研究员；曾担任新加坡科技局微电子研究院研究员、项目负责人（PI），同时担任新加坡国立大学机械工程系客座助理教授。他一直从事基于MEMS/MOEMS技术新型功能器件（诸如MEMS微镜、MEMS变形镜、液体透镜及MEMS声学器件等）的结构设计、制备工艺、封装测试及其系统应用方面的研究工作。他在国际、国内核心期刊上发表论文100余篇，撰写书本章节并多次受邀在相关领域国际会议上做专题报告。他作为核心成员申请和获授权国内、国际专利33项（26项中国专利、7项美国专利），其中2项专利成功获得商业转让。同时，他长期担任十余种国内、国际期刊的特邀审稿人，主持十余项科研项目，包括国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳科创委基础研究和华为、海思光电子技术开发项目等。

王栎皓，博士，上海麦锴科技有限公司首席技术官（CTO）。2020年于中国科学院半导体研究所取得博士学位，2021年1月入职中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术全国重点实验室，研究方向为先进微纳制造工艺以及光学MEMS器件与微系统。在MEMS器件设计及工艺、接口电子电路、传感器微系统等方面积累了丰富的经验，开发了光学MEMS微镜、CMOS-MEMS单片集成器件、MEMS生化传感器，SPM探针等多款MEMS器件。在Microsyst. Nanoeng.、Opt. Express、IEEE Sens. J.等期刊发表SCI论文四十余篇，申请专利（含PCT）三十余项。2023年孵化麦锴科技并担任首席技术官，推进光学MEMS微镜与模组的产业化工作，麦锴科技推出多系列压电MEMS扫描镜及阵列，并于2025年获评高新技术企业。

夏园林，博士，四川大学机械工程学院特聘副研究员，四川省天府峨眉计划青年人才。2022年获得日本京都大学博士学位，由国家海外引才专项（博士）引进四川大学。他的研究工作聚焦集成电路特色分支——微机电系统（MEMS），长期从事高性能MEMS微镜研发，主要着眼于MEMS机器感官、半导体微纳制造等方向的交叉特色，面向产学研用，解决MEMS微镜的全自主研发及小批量量产，并利用MEMS微镜研发工业产品及智慧医疗系统。目前，他已与多家企业达成合作，推动成果转化。他以MEMS为核心方向主持国家自然科学基金青年科学基金，国家重点研发子课题，教育部海外博士后引进人才专项，军委装备发展部慧眼行动，四川省青年科学基金，成都市技术创新研发项目，比亚迪汽车集团横向项目等；研究过程中在行业顶级刊物IEEE TIM、Scripta Materialia、Materials Science & Engineering: A、International Journal of Fatigue等发表期刊论文30余篇，授权发明专利6项，实审11项。他在IEEE MEMS、IEEE NEMS、Transducers等相关领域顶级国际会议发表20余次。担任IEEE TIM、Sensors and Actuators A: Physical、IEEE Sensors Journal等主流期刊审稿人。

车录锋，博士，浙江大学信息与电子工程学院教授、博士生导师，浙江省万人计划科技创新领军人才，浙江省先进微纳传感技术重点实验室主任。1999年10月在浙江大学获博士学位，1999年11月至2001年11月中国科学院上海微系统与信息技术研究所电子科学与技术流动站博士后。2005年美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）传感器与执行器中心（BSAC）高级访问学者，2006年1月-2016年4月中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室研究员、微系统技术国家级重点实验室副主任，2016年5月至今在浙江大学工作。他长期从事高性能MEMS传感器、集成微系统技术研究。他针对我国新一代石油勘探装备的应用需求，通过敏感结构和加工工艺等关键技术创新，研制出高性能MEMS振动传感器产品，打破了国际垄断，为新型“全数字地震数据采集系统”重大装备的研发提供了重要支撑。同时，他在MEMS陀螺仪、MEMS原子气室、MEMS光学扫描镜、MEMS磁传感器、MEMS柔性传感器等研究方面也具有丰富的技术积累。迄今，他在Nat. Commun.、Sci. Adv.、Adv. Sci.、Adv. Funct. Mater.等国际权威期刊共发表学术论文50余篇，作为负责人完成国家科技重大专项课题3项、科技部863课题5项、国家自然科学基金课题5项。

翟雷应，博士，辽宁工程技术大学电信学院教授。他的研究方向为基于MEMS技术的微光学元件及系统、基于超构表面技术的可调微光学器件、微系统产品的大规模制造及相关产业化等。他于2012年在中国科学院上海微系统所获得微电子与固体电子学专业博士学位，同年留所任助理研究员，期间所从事的光学MEMS器件研究工作由国家自然科学基金及国家“863”计划资助；2013年初作为项目运行主要技术负责人，开始承担国家02科技重大专项“集成电路与传感器集成制造与生产技术”项目子课题中的光通信MEMS器件产业化任务。他先后在矽睿科技、上海微技术工业研究院担任高级工程师、主任工程师，瞄准国际产业前沿，进行MEMS科研成果深度产业化，成功开发了商业化用于光通信网络关键部件的单、双轴扭转MEMS光衰减器（VOA）及MEMS光开关（OSW）产品，很好地弥补了国内市场空白。他于2016年4月进入国际伊比利亚纳米技术研究所（INL）任研究员，主要负责光学MEMS器件的研究与项目申请工作，开展了广泛的国际合作；他所主持的项目涉及欧洲H2020、葡萄牙FCT等基金项目及多个国际公司的横向项目，研发经费超300万欧，合作公司包括博世（Bosch）、Maradin、Obducat、ASTRI等，带来直接或间接经济效益超过600万欧；2020年12月回国进入辽宁工程技术大学电信学院工作。迄今，他已发表学术论文30余篇，申请发明专利11项，获授权专利7项。目前，他承担辽宁省教育厅项目等纵向项目、哈工大科技部重点研发计划、光阵列芯片等横向项目，担任中国通信学会第一届微波技术专业委员会委员、天津市入库科技专家。他所主导的基于垂直梳齿驱动器的扭转MEMS微镜、基于微加热盘的气体传感芯片已经完全商业化；已经完成初步研发的光学MEMS产品原型有十多种，有望进入小批量中试阶段。

程正喜，博士，现任中国科学院上海技术物理研究所副研究员、博士生导师。他于2007年加入上海技术物理研究所硅器件研究室；从复旦大学获得硕士学位，从上海技术物理研究所获得博士学位；2015年至2017年在东京大学进行博士后研究；2020年在瑞士洛桑理工大学担任访问学者。他主要研究硅光电探测器（CMOS图像传感器、APD、SPAD）和微光机电系统（MEMS微镜阵列），先后主持国家自然科学基金2项和型号任务若干。

黎永前，博士，西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室教授、博士生导师。他主要从事微纳结构光学器件及传感器系统研究，包括微纳结构超构表面透镜、光通信MEMS光学器件，以及电光效应光束操控芯片技术研究。他先后承担完成国家自然科学基金、省部委基金、重点研发计划、国防项目基金等项目，在Optical Express、Optical Letter、Optical Communication、Scientific Reports、Micromachines、ACS Photonics、Microsystems & Nanoengineering等学术期刊发表论文20余篇，申请发明专利15余项。

周林杰，博士，上海交通大学特聘教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授。研究方向是光电子器件与集成，作为负责人主持和参与各类科研项目40多项。在Nature Photonics、Nature Communications、Optica等期刊上共发表学术论文300多篇，授权专利20多项。在OFC、CLEO等国际会议上做特邀报告100多次。他担任国际光电子和光通信会议分会主席和TPC 委员40多次，担任IEEE Photonics Technology Letters、Advanced Photonics Nexus、Photonics等期刊编委和Optical Materials Express、IEEE Photonics Journal等客座编委，入选爱思唯尔中国高被引学者榜单。2016年获得英国皇家学会牛顿高级学者基金，2014年获得自然科学基金优秀青年基金。研究成果曾入选中国光学“十大进展”、中国产学研合作创新奖、华为优秀合作奖等，也被Nature Photonics期刊作为Highlight进行报道。他担任上海交通大学博士生“致远荣誉计划”导师和本科生“莙政项目”导师。他还负责筹建了上海交大-平湖智能光电研究院，光电子封测平台目前已服务国内200多家单位，辅助10多项科技部重点研发计划项目实现光电子芯片的封装和测试。

赖建军，博士，华中科技大学武汉光电国家研究中心研究员、博士生导师，1993年硕士毕业于华中理工大学凝聚态物理专业，2001年博士毕业于华中科技大学物理电子学专业，2004年在华中科技大学控制科学与工程博士后流动站完成博士后研究工作。他先后从事激光器技术、微纳光学技术、红外光电材料和传感技术等方向的研究工作，主持2项国家自然科学基金项目、5项国家863计划项目以及多项企业合作项目。他在国内外核心期刊上发表论文70多篇，授权发明专利近20项。他担任中国光学学会红外与光电器件专业委员会委员、中国光学工程学会第一届委员会委员、中国宇航学会光电技术委员会常务委员和全国质量监管重点产品检验方法红外工作组成员。目前的研究方向包括红外光谱传感器、可调红外滤波器和光谱成像系统等，同时致力于红外光谱技术和产品在环境保护、化工燃气安全监测和农产品品质检测等领域的应用推广。

虞益挺，博士，西北工业大学机电学院二级教授、博士生导师，兼任西北工业大学宁波研究院智能传感芯片技术研究中心负责人，国家级领军人才、国家173重点项目首席科学家、国家优青、教育部新世纪优秀人才、教育部全国百篇优博论文奖获得者、德国洪堡学者、陕西省优秀青年科技新星、宁波市顶尖人才。他主持建成浙江省首条8英寸硅基MEMS前道工艺中试线，主持立项浙江省军民融合创新示范基地、浙江省MEMS传感芯片定制加工服务型示范平台及宁波市光学微系统及应用技术重点实验室；他担任浙江省高性能MEMS芯片规模制造技术重点实验室副主任，“甬江引才工程”创新团队负责人，中国光学工程学会理事、中国微米纳米技术学会微纳执行器与微系统分会副理事长暨青工委委员、中国机械工程学会极端制造分会委员，国家多部委及多省市项目、科技奖评审专家。他主要从事MEMS光功能芯片及先进视觉感知技术研究，面向军事国防、遥感遥测、医疗诊断、智能制造等应用领域研制高性能、低成本、超紧凑的核心微纳光功能芯片，进而推动相关仪器或装备的微型化、集成化、智能化与低成本化。他先后主持国家自然科学基金优青及面上项目、军科委基础加强重点项目及创新特区项目、装备预研航天科技联合基金、中航产学研专项等课题10余项。至今，他在AM、NC、IF、AOM、OEA、MINE、OE、OL、APL、中国光学、光学学报等国内外重要学术期刊发表论文150余篇，获授权中国发明专利57项。他合作出版了工信部“十四五”规划教材《微机电系统》（第2版）。

方鹏程，博士，优尼科微电子有限公司研发副总裁（VP），获得山东大学光学专业博士、新加坡国立大学计算机专业硕士。他曾就职于世界五百强外企，历任海信数字多媒体国家重点实验室副所长，并担任清华珠三角研究院光谱成像应用研发中心课题负责人。2021年作为初创核心成员加入优尼科公司，聚焦MEMS可调谐F-P腔滤光芯片、微型化光谱相机及计算光谱技术研发，牵头组建中国研发团队，实现MEMS可调谐F-P腔滤光芯片及光谱模组全套技术从以色列Unispectral公司向优尼科中国公司端到端转移，致力于推动MEMS光谱芯片国产化与光谱应用产业化。他拥有多年MEMS可调谐F-P腔滤光芯片设计、海外代工厂流片及MEMS芯片生产转移经验，主导完成MEMS光谱芯片从国外代工厂到国内代工厂的生产与流片转移，带领团队完成了从MEMS芯片设计、工艺、封测，到光谱相机软硬件研发、系统标定、预处理和计算光谱算法研发，再到微型光谱成像完整解决方案的全技术链条工程化实践与应用落地，推动多项MEMS光谱成像技术从实验室走向实际应用场景。他已申请MEMS可调谐F-P腔滤光芯片及光谱成像相关发明专利、软件著作权10余项。

王磊，博士，2012年获东南大学电子科学与工程学院工学博士，现任东南大学副教授。他长期从事MEMS器件可靠性研究工作，近五年承担了多项国家科研项目，包括4项可靠性相关国家重点研发计划课题，以及多项企业横向合作项目。他主持制定了多项企业MEMS可靠性标准，以及国内首部MEMS可靠性国家标准（GB/T 38341-2019“微机电系统（MEMS）技术MEMS器件的可靠性综合环境试验方法”），并于2026年主持开展了该项国家标准的修订工作。

七、培训费用和报名咨询

报名咨询：请发送电子邮件至PENGLin@MEMSConsulting.com，邮件题目格式为：报名+光学MEMS技术培训+单位简称+人数。

报名网站：https://www.memstraining.com/training-81.html

培训赞助：请致电联系彭女士（17368357393），或麦姆斯咨询固话（0510-83481111）。

麦姆斯咨询
联系人：彭女士
电话：17368357393
E-mail：PENGLin@MEMSConsulting.com