国家标准计划《微机电结构动态参数的激光测量方法》由 TC487（全国光电测量标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国科学院。

主要起草单位 余姚舜宇智能光学技术有限公司 、中国计量大学 、中国科学院空天信息创新研究院 、清华大学 、天津大学 、北京大学 、宁波大学 、天地伟业技术有限公司 、杭州士兰微电子股份有限公司 。

微机电系统（MEMS）的核心是微机电结构，微机电结构是采用集成电路工艺加工，特征尺寸在微米量级的可动器件，基于微机电结构的传感器已成为世界瞩目的重大科技领域之一，随着终端市场对传感器的需求大幅提升，预计2023年MEMS传感器市场规模将增长至1000亿元以上，并保持高于30%的增速增长。

然而，在现有微加工艺误差条件下，器件表面形貌误差、几何参数误差等将带来结构动态特性失衡，严重恶化器件精度，影响批产良率。

因此，在器件开发生产的中测阶段通过有效测试技术手段对微机电结构的动态进行精确测试并建立起相应的标准，对MEMS产品研制及产品量产的质量过程监控具有非常重要的意义。

基于激光干涉测振原理的微机电结构动态性能测试方法具有速度快、频带宽、非接触、高精度等优点，是目前微机电结构动态性能测试最优方法之一，本标准旨在通过建立一套完备的微机电结构动态参数的激光测量方法，实现微机电结构在工作过程中位移、速度、加速度、共振频率、品质因数、工作振型、模态等关键动态参数全方位高精度测量，为MEMS器件开发、生产、应用建立测试方法标准。

目前微机电结构动态参数测量技术及仪器方面，以德国Polytech公司研制的“MSA-600微系统分析仪”为代表，该仪器使用显微扫描式激光多普勒测振技术实现多种功能的微机电结构动态参数测量。

国内针对微机电结构动态参数测量的技术及仪器以舜宇光学“LV-S01-M显微式激光测振仪”为代表，它同样使用显微激光多普勒测振技术，测量精度追平国际同类产品，实现该测量领域的技术自研及产品自主可控。

同时，国内微机电结构动态参数测量领域也有很多高等院校和科研院所进行了相关技术的研究和开发，如哈尔滨工程大学、天津大学、华中科技大学、中国计量科学院、中科院长春光机所、中科院光电研究院等单位，均开展了显微式激光多普勒外差干涉技术相关研究，实现MEMS器件的动态特性检测，某些单项测试指标可以达到国际先进水平，并发表了多项论文和专利成果。

目前基于激光测振方法的微机电结构动态参数测量技术及仪器已发展成熟，相关测量方法亟需建立统一标准，这对MEMS领域企业对产品性能、成本、研发周期、技术迭代都具有重要意义。

范围：本标准规定了微机电结构动态参数的激光测量方法，包括微机电结构位移、速度、加速度、共振频率、品质因数、工作振型、模态等动态参数测量方法。本标准适用于微机电结构在研制、生产、校准、使用等过程中的动态参数测量。 主要技术内容： 测量原理：微机电系统动态参数激光测试方法的基本装置有激光器、光学干涉系统、光电探测器、信号解调系统构成激光多普勒测振装置。将微机电结构放置在隔振样品台上，通过振动激励系统驱动微机电结构振动，并令其检测面垂直于检测光路。激光器输出高稳定单色光束，通过光学干涉系统将单色光分为两束，一束作为测量光，另一束作为参考光。测量光束通过光学聚焦透镜组及显微物镜聚焦到微机电结构测量面上，形成一个测量点，并经扫描系统对检测面进行逐点扫描检测，光斑直径越小，扫描点数越多，则测量精度越高。微机电结构通过光学显微系统放大后经相机呈现在测量观测区域，在测量观测区域精细设置扫描区及测量点，当微机电结构通过振动激励系统激发振动时，振动引起测量光产生多普勒频移，携带有振动信息的测量光返回光学干涉系统与参考光相干涉，干涉信号经光电探测器转换为电流信号，再经信号解调系统解析成相应的振动位移和速度信号，进一步通过数值处理得到加速度、振动频率、工作振型、品质因数等动态参数。 试验环境：除非另有规定，测试环境条件应满足以下要求： a) 环境温度：10℃ - 40 ℃； b) 环境湿度：(20%-70%)RH; c) 海拔高度(气压)：0-1300 m; d) 测试区域内无影响测量数据的其它振动、气流、背景辐射与电磁干扰等； e) 仪器装置接地良好，环境清洁。 试验方法： 1. 位移、速度、加速度测量：利用激光多普勒效应、外差干涉效应，获得振动位移与干涉相位关系，进而利用数值处理求得速度、加速度动态参数信息。 2. 工作频率、品质因数测量：微机电结构实时工作过程中，通过频率扫描测量微机电结构振动，获得工作频率，通过数值计算共振频率与半峰高带宽，获得品质因数。 3. 工作振型、模态测量，微机电结构实时工作过程中，通过时序扫描测量微机电结构动态位移，按时序和位置关系叠加各测量点振动位移信息，获得微机电结构工作振型，测量微机电结构在共振频率处的工作振型，获得微机电结构振动模态。