[發(fā)明專利]MOEMS掃描光柵微鏡系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510904374.0
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105301764A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫志渝;周穎;劉海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B26/00;G02B27/10;G02B27/42
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.MOEMS掃描光柵微鏡系統(tǒng)，包括MOEMS掃描光柵微鏡和后端閉環(huán)控制電路；其特征在于：所述MOEMS掃描光柵微鏡采用正方形設(shè)計，由掃描光柵（1）、扭轉(zhuǎn)梁（2）、固定邊框（3）、電磁式驅(qū)動線圈（4）和磁電式角度傳感器通過MEMS加工一體集成于偏晶向（111）硅基片上構(gòu)成；其中，掃描光柵（1）、扭轉(zhuǎn)梁（2）、固定邊框（3）集成在硅基片正面，電磁式驅(qū)動線圈和磁電式角度傳感器集成在硅基片背面，磁電式角度傳感器的角度傳感線圈（5）位于電磁驅(qū)動線圈（4）內(nèi)；所述掃描光柵（1）通過扭轉(zhuǎn)梁（2）固定在固定邊框（3）中，扭轉(zhuǎn)梁（2）在電磁式驅(qū)動線圈的驅(qū)動下帶動整個MOEMS掃描光柵微鏡繞其轉(zhuǎn)動，固定邊框（3）實現(xiàn)支撐和固定；所述掃描光柵（1）的閃耀角度為7.9^o、光柵常數(shù)為4um，并在表層鍍Al膜，實現(xiàn)對入射復(fù)合光的閃耀分光功能；

所述磁電式角度傳感器采用正方形、多圈金線漸開式設(shè)計，包括角度傳感線圈（5）、外端開線（6）、內(nèi)端開線（7）、埋層引線（8、9）和電極板（10、11），在MOEMS掃描光柵微鏡掃描過程中產(chǎn)生實時、動態(tài)的角度輸出信號；外端開線（6）由埋層引線（8）引出并與電極板（10）連接，內(nèi)端開線（7）通過另一埋層引線（9）引出并與電極板（11）連接；兩電極（10、11）連接后端閉環(huán)控制電路，進行角度輸出信號的測量與處理；

所述電磁式驅(qū)動線圈4也為正方形漸開式線圈；

所述MOEMS掃描光柵微鏡面積為6*6mm²，電磁驅(qū)動線圈（4）與角度傳感線圈（5）的寬度為80um，線圈間隔為20um，電磁驅(qū)動線圈（4）與角度傳感線圈（5）的匝數(shù)之和為29圈，匝數(shù)分配比例為3:26，可以在低電壓驅(qū)動MOEMS掃描光柵微鏡掃描的基礎(chǔ)上實現(xiàn)角度輸出信號的最大化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOEMS掃描光柵微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述角度傳感線圈（5）通過在SiO₂表面淀積Si₃N₄薄膜并進行RIE刻蝕，之后在表層濺射Au制作；埋層引線（8、9）是通過對SiO₂進行RIE刻蝕并采用離子注入B的方式制作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOEMS掃描光柵微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動線圈（4）的外端開線采用表層引線工藝，內(nèi)端開線采用埋層引線工藝；電磁驅(qū)動線圈（4）、角度傳感線圈（5）制作在硅基片上并通過LPCVD工藝淀積SiO₂和Si₃N₄薄膜作為絕緣層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOEMS掃描光柵微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述閉環(huán)控制電路包括驅(qū)動器控制模塊（12）、MOEMS掃描光柵微鏡控制模塊（13）和閉環(huán)控制模塊（14），驅(qū)動器控制模塊（12）對驅(qū)動線圈（4）產(chǎn)生的驅(qū)動信號進行控制和調(diào)節(jié)并使其具有穩(wěn)定的輸出，MOEMS掃描光柵微鏡控制模塊（13）接收穩(wěn)定的驅(qū)動信號，控制MOEMS掃描光柵微鏡以適當(dāng)?shù)慕嵌冗M行掃描，閉環(huán)控制模塊（14）接收角度傳感線圈（5）產(chǎn)生的角度輸出信號并將該角度輸出信號進行處理和放大，用于對驅(qū)動器控制模塊（12）進行反饋控制，同步調(diào)整驅(qū)動器控制模塊（12）中驅(qū)動線圈（4）產(chǎn)生的驅(qū)動信號大小，使該信號能夠穩(wěn)定驅(qū)動MOEMS掃描光柵微鏡進行掃描；所述閉環(huán)控制模塊（14）具有前端反饋控制及后端獲取處理同步實施的功能。