[發(fā)明專利]柔性懸臂微機械光開關

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710056340.6
• 申請日: 2007-11-23
• 公開（公告）號: CN101158748A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 梁靜秋;李偉;梁中翥;馬文生;孫德貴
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;H01F5/00;H01F41/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 南小平

技術領域

本發(fā)明屬于光電器件技術領域，涉及一種對微機械光開關結構的改進，具體地說是一種柔性懸臂微機械光開關。

背景技術

微機械技術已經在很多領域得到廣泛的應用。在光通信領域，采用微細加工技術將自由空間的光學系統(tǒng)微型化，可以提高器件間的耦合效率、降低器件的功耗，制作出真正意義上的集成化光學系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的波導調制型光開關相比，微機械光開關具有耦合損耗小、串音干擾低、與工作的波長和偏振態(tài)無關，以及不受通訊中所采用的數(shù)據(jù)格式的限制等優(yōu)點。

目前，常見微機械光開關的功能部件是平面微反射鏡，只有一個功能反射面，工作時，光束有直通或反射兩個狀態(tài)。這種光開關無法滿足光路兩次折轉的要求。傳統(tǒng)電磁驅動光開關由于電磁干擾不利于集成制作。

本發(fā)明內容

為解決傳統(tǒng)微機械光開關中同一反射鏡無法滿足光路兩次折轉，以及傳統(tǒng)的電磁驅動光開關不利于集成的問題，本發(fā)明設計出一種帶有夾角可以根據(jù)系統(tǒng)需要任意設計的具有兩個功能反射面的棱柱形微反射鏡的開關結構，目的是提供一種具有兩個功能反射面的易于集成的電磁驅動光開關。

本發(fā)明方案是：柔性懸臂微機械光開關由基片、開關固定端、懸臂、線圈、線圈第一引線、第一個引線壓點、線圈第二引線、第二個引線壓點、永磁體、棱柱形微反射鏡組成；開關固定端與懸臂二者為一體，位于基片上表面；開關固定端的下表面與基片上表面相接觸并固定，使懸臂的一端在基片上懸浮；線圈位于懸臂上表面遠離開關固定端的一端，并固定在懸臂上；線圈第一引線和線圈第二引線位于懸臂、開關固定端的上表面，并與之固定；第一個引線壓點和第二個引線壓點位于開關固定端上表面，并與之固定；永磁體位于線圈的正下方，基片下表面的凹坑中，并與基片接觸固定；棱柱形微反射鏡固定于線圈的上方。

光開關在自然狀態(tài)時，懸臂下表面與基片上表面接觸。

線圈采用雙層結構，兩層線圈由線圈連接柱在線圈螺旋線中心的A點連接在一起；在A點，第一層線圈上表面與線圈連接柱的下表面相連接，線圈連接柱的上表面與第二層線圈的下表面相連接；第一層線圈與第二層線圈的繞向相反。

開關固定端與懸臂為同種材料。

本發(fā)明優(yōu)點是：引入聚酰亞胺材料制作懸臂，在其上制作平面線圈繞組，有效解決了磁擾問題，且具有性能穩(wěn)定，制作簡單等優(yōu)點。這種開關可以廣泛用于集成化波分復用系統(tǒng)或其他微小光學系統(tǒng)中。

下面將結合附圖對本發(fā)明作詳細說明。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖1a為自然狀態(tài)下的結構；

圖1b為分解圖；

圖2是線圈、引線及壓點結構圖；

圖2a為第一層線圈、線圈第一引線和第一引線壓點的結構圖；

圖2b為第二層線圈、線圈第二引線和第二引線壓點的結構圖；

圖3為本發(fā)明的工作過程圖；

圖3a為光束折轉狀態(tài)；

圖3b為光束直通狀態(tài)；

圖4為本發(fā)明的制作過程圖；

圖4(a)為下表面帶凹坑的基片結構圖；

圖4(b)為在基片上表面生長一層二氧化硅薄膜后的結構圖；

圖4(c)為第二次光刻后的結構圖；

圖4(d)為犧牲層制作完成后的結構圖；

圖4(e)為聚酰亞胺底層制作完成后的結構圖；

圖4(f)為電鑄陰極制作完成后的結構圖；

圖4(g)為第一層線圈、線圈第一引線及第一個引線壓點的膠模結構圖；

圖4(h)為第一層線圈、線圈第一引線及第一個引線壓點制作完成后的結構圖；

圖4(i)為進行第二次電鑄后的結構圖；

圖4(j)為第一層線圈連接柱制作完成后的結構圖；

圖4(k)為第二次電鑄陰極制作完成后的結構圖；

圖4(l)為電鑄完成第二層線圈、線圈第二引線及第二個引線壓點后的結構圖；

圖4(m)為第二層線圈制作完成后的結構圖；

圖4(n)為上保護層制作完成及懸臂釋放后的結構圖；

圖4(o)為粘接永磁體后的結構圖；

圖4(p)為本發(fā)明的全部制作完成后的結構圖；

具體實施方式