随着MEMS(微机电系统)技术的高速发展,MEMS器件对驱动器材料的结构和性能有着越来越高的要求。MEMS压电驱动器由于体积小、速度快、能量密度高等优点在光学微机电系统领域已经越来越受到重视。所以,对MEMS压电驱动器的优化设计以及应用研究对MEMS的发展具有重要的实际意义。本课题主要通过优化压电驱动器的几何结构以增强其驱动品质。提出了计算优化结构的弯曲刚度及驱动力的解析方法；采用有限元模拟方法,验证了该解析方法的有效性及优化结构的优良特性。此外,采用新型PMN-PT(铌镁酸铅-钛酸铅)单晶巨压电材料于优化结构中,进一步增强了其工作性能。主要研究工作包括以下几个方面：(1)设计出“力学聚焦型”及“弯曲-力学聚焦型”悬臂梁式压电驱动器,采用欧拉-伯努利理论,分别推导出计算聚焦结构和弯曲-聚焦结构的弯曲弹性系数解析公式。其中用于计算单层聚焦结构及单层弯曲聚焦结构的弯曲弹性系数公式同样可以用于计算其它类似结构。通过解析计算方法和有限元方法,比较了两种驱动结构的特点。研究表明,在相同驱动器尺寸及相同外加电压条件下,弯曲聚焦型驱动器与聚焦结构相比,在牺牲了一定驱动力情况下产生了更高的位移。通过有限元分析方法,证明了计算弯曲弹性系数方法的有效性以及优化结构的驱动特性。(2)为了进一步改进驱动器性能,采用新型PMN-PT单晶压电材料用于所设计驱动器中,并与PZT(锆钛酸铅)驱动器作了比较。研究表明,在具有同样几何结构和大小的前提下,PMN-PT驱动器位移高于后者数倍,驱动力也明显提高,表现出更好的驱动性能。(3)作为所设计驱动器在光学微机电系统中的应用,研究了具有力学聚焦机制的单层压电片驱动器用于自适应光学系统(简称AO, Adaptive Optics)微变形镜的可行性。分析了微变形镜的位移迁移率。证明了聚焦型驱动器与简单悬臂梁驱动器相比具有更高的驱动效率(4)设计出采用PMN-PT弯曲-力学聚焦型驱动器的层状光栅干涉仪。在2mm×2mm尺寸下,设计了干涉仪的具体结构参数；研究了在该驱动器驱动下层状光栅干涉仪的分辨率。通过有限元仿真,证明了所设计层状光栅干涉仪具有结构紧凑,分辨率高的特点。