[發明專利]一種帶有非厄米耦合角度檢測糾正裝置的微位移機構

在審

• 申請號: 202011284773.9
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112240748A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 黃海陽;趙瑛璇;仇超;盛振;甘甫烷
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌;黃志達

本發明涉及一種帶有非厄米耦合角度檢測糾正裝置的微位移機構，其中剛性底板的上表面固定有襯底，所述襯底上固設有一層絕緣層，所述絕緣層上設置有兩組完全相同的硅導線組，所述硅導線組包括若干根相互平行且形狀尺寸相同的硅導線，且相鄰的硅導線之間距離相等；所述硅導線垂直于所述剛性底板的前后面；所述剛性上板的下表面設置有散射光源；所述散射光源發出的激光照射硅導線組上時，所述硅導線與襯底之間發生近場耦效應，并使得硅導線組中的一根硅導線完全抑制。本發明能夠同步檢測與糾正平行四邊形柔性鉸鏈構機構剛性上板在F力作用下沿x軸方向產生的位移誤差以及剛性上板繞y軸的寄生轉角誤差。

技術領域

本發明涉及微納光子器件及微位移測量技術領域，特別是涉及一種帶有非厄米耦合角度檢測糾正裝置的微位移機構。

背景技術

平行四邊形柔性鉸鏈構機構是一種用途非常廣泛微位移機構。由于存在難以避免的制造誤差、位移作用力方向和作用點位置的偏差等，使得平行四邊形柔性鉸鏈構機構容易產生寄生位移誤差。典型的平行四邊形柔性鉸鏈構機構如圖1所示：圖中01是剛性上板，02是柔性鉸鏈，03是剛性豎板，04是剛性底板；剛性上板01、剛性底板04、2塊剛性豎板03以及4個柔性鉸鏈組成平行四邊形柔性鉸鏈構機構，其中，剛性上板01與剛性底板04全等且相互平行，左右2塊剛性豎板03全等且相互平行，4個柔性鉸鏈全等。以剛性上板01幾何中心為原點建立固定直角坐標系o-x-y-z，其中x軸垂直于剛性上板01的左右面，y軸垂直于剛性上板01的上下面，z軸垂直于剛性上板01的前后面。固定剛性底板04(與機架固聯)，當外力F沿x軸作用在剛性上板01右側面中點時，剛性上板01相對于剛性底板04沿x軸方向和y軸方向產生位移，其中，y軸方向產生位移遠小于x軸方向產生位移，一般忽略不計。

理論上平行四邊形柔性鉸鏈構機構在F力作用下只產生沿x軸方向的位移，實際制造和使用過程中，由于存在難以避免的制造誤差、位移作用力方向和作用點位置的偏差等，使得平行四邊形柔性鉸鏈構機構容易產生寄生位移誤差(沿各座標軸的微小轉動和沿y軸、z軸的微小移動)。實際應用中，對平行四邊形柔性鉸鏈構機構剛性上板01在F力作用下沿x軸方向產生的位移精確度要求很高，除此以外，由于剛性上板01繞y軸的扭轉剛度較小，對剛性上板01繞y軸的寄生轉角誤差(繞y軸的微小轉動)往往也有控制要求。

發明內容

本發明提供一種帶有非厄米耦合角度檢測糾正裝置的微位移機構，能夠同步檢測與糾正平行四邊形柔性鉸鏈構機構剛性上板在F力作用下沿x軸方向產生的位移誤差以及剛性上板繞y軸的寄生轉角誤差。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種帶有非厄米耦合角度檢測糾正裝置的微位移機構，包括剛性上板、剛性底板和兩塊剛性豎板，所述剛性上板、剛性底板和兩塊剛性豎板通過四個柔性鉸鏈構成平行四邊形結構，所述剛性底板的上表面固定有襯底，所述襯底上固設有一層絕緣層，所述絕緣層上設置有兩組完全相同的硅導線組，所述硅導線組包括若干根相互平行且形狀尺寸相同的硅導線，且相鄰的硅導線之間距離相等；所述硅導線垂直于所述剛性底板的前后面；所述剛性上板的下表面設置有散射光源；所述散射光源發出的激光照射硅導線組上時，所述硅導線與襯底之間發生近場耦效應，并使得硅導線組中的一根硅導線完全抑制。

所述硅導線組中相鄰的硅導線之間的距離為所述激光的波長的五分之一。

所述絕緣層的厚度為15-20nm。

所述絕緣層為透明氧化鋁隔離層。

所述襯底為長方體形狀的銀基體。

所述每根硅導線組的兩端通過引出導線與處理器相連，所述處理器根據引出導線讀取每根硅導線的電位，并根據硅導線的電位值判斷導線組中電位差最小值對應的硅導線的位置變動量信息，并根據所述位置變動量信息對推動所述剛性上板的驅動器進行位移補償。

有益效果