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高性能MEMS光学扫描执行器在图像显示、便携式投影仪等领域具有广泛的应用价值，并且在缩小器件结构尺寸、提高扫描速度、降低运行功耗以及保证光学性能等方面均具有无可比拟的优势，但是当MEMS光学扫描执行器扫描镜面尺寸达到毫米甚至厘米的大尺寸，并且器件需要进行高速大角度转动时，芯片在制作工艺与设计流程方面却遇到了新的困难。
本论文针对高性能大尺寸MEMS光学扫描执行器设计和加工过程中出现的新问题，深入研究了能够同时实现高频率和大角度扫描的扭转梁结构优化设计方法、大角度扫描过程中扭转梁上实际应力分布特征以及提高电磁驱动执行器驱动效率的优化设计方法等；首次采用三明治蜂窝夹层结构作为扫描镜面，有效减小了大尺寸MEMS扫描执行器高速扫描过程中镜面动态形变量，提高了光学线扫描分辨率；经过对芯片制作关键工艺的深入研究，制作完成了高速大尺寸电磁驱动MEMS光学扫描执行器和新型三明治蜂窝夹层结构电磁驱动MEMS光学扫描执行器两种芯片，经过实验测试和结果分析，得到主要结论如下：
(1)采用普通硅片制作完成的镜面尺寸为6×4mm2和9×6mm2的高速大尺寸电磁驱动MEMS光学扫描执行器，获得的最大静态驱动角斜率为0.055°/mA；6×4mm2器件在最高3.626 kHz谐振频率时获得±5.2°光学扫描角度，空气中的Q因子达到了286，频率稳定度最好为0.8‰，器件在谐振状态下以4°工作时，线扫描光学分辨率为40938.7；最好的镜面静态形变量为217nm；9×6mm2器件在最高1.392 kHz谐振频率时获得±11.4°光学扫描角度，空气中的Q因子达到了284，频率稳定度最好为0.7‰；最好的镜面静态形变量为224nm；两种尺寸镜面光学反射率均达到了90％。
(2)首次采用体硅微加工工艺和键合技术制作完成的镜面尺寸为6×4mm2的高性能三明治蜂窝夹层结构MEMS光学扫描执行器，在最高3.48kHz谐振频率时获得±5.4°光学扫描角度，空气中最高的Q因子为842，频率稳定性最好为0.3‰；器件在谐振状态下以4°工作时，线扫描光学分辨率为46055.4；最好的镜面静态形变量为293nm，器件镜面光学反射率均达到了92％。上述相关技术指标表明器件机械性能和光学性能方面显示出出色的性能。