[發明專利]一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計

在審

• 申請號: 202310258946.7
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116338243A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 黃海陽;黃睿格;向祖強
• 申請（專利權）人: 深圳市天陸海導航設備技術有限責任公司
• 主分類號: G01P15/03
• 分類號: G01P15/03;G02F1/355;B81B3/00;B81B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，包括MEMS加速度傳感結構、光學位移檢測組件、信號檢測電路以及殼體，其特征在于：所述MEMS加速度傳感結構包括敏感質量塊、懸臂梁和內框架，所述敏感質量塊通過懸臂梁與內框架相連，所述懸臂梁為對稱式雙層折疊梁，敏感質量塊重心位于對稱式雙層折疊梁中心平面上；

所述光學位移檢測組件包括從上到下依次設置的垂直腔面發射激光器、準直透鏡、固定光柵、可動光柵以及光電探測器；所述可動光柵設置在固定光柵的近場泰伯效應區域內，可動光柵的陣列單元和固定光柵的陣列單元對齊；

所述MEMS加速度傳感結構采用雙器件層SOI基片制作，所述敏感質量塊懸空設置，可動光柵設置在敏感質量塊的上表面；所述殼體內設有安裝部，固定光柵固定在安裝部；所述固定光柵、可動光柵都是在周期極化鈮酸鋰晶體上鍍上透明導電薄膜制備的二維陣列光柵；所述可動光柵與敏感質量塊之間采用表面活化鍵合技術實現鍵合；

所述MEMS加速度傳感結構和光學位移檢測組件都裝配在殼體內部；所述敏感質量塊做離面運動時，固定光柵與可動光柵之間的距離發生變化導致透射光強發生變化，光電探測器將透射光強的變化轉化為電信號的變化，信號檢測電路通過測量敏感質量塊的位移進而推算出加速度的大小。

2.根據權利要求1所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述敏感質量塊的橫截面為正方形。

3.根據權利要求1所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述固定光柵和可動光柵的周期均為微米級。

4.根據權利要求1所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述固定光柵和可動光柵的陣列單元均為正六邊形。

5.根據權利要求1所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述周期極化鈮酸鋰晶體，是對鈮酸鋰晶體通過電極外加電場進行周期極化形成。

6.根據權利要求1所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述透明導電薄膜為摻錫氧化銦薄膜。

7.根據權利要求6所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述摻錫氧化銦薄膜采用磁控濺射工藝制備。

8.根據權利要求1所述的一種基于鈮酸鋰晶體的光柵衍射式MOEMS加速度計，其特征在于：所述光電探測器采用基于Ⅲ～Ⅴ族半導體材料的光電探測器。