一种角度可调的微角锥反射镜阵列结构及其制造方法

摘要

本发明涉及微角锥反射镜，具体是一种角度可调的微角锥反射镜阵列结构及其制造方法。本发明解决了现有微角锥反射镜的制造方法因组装工艺限制而无法确保微角锥反射镜的成品率和工作性能的问题。一种角度可调的微角锥反射镜阵列结构，包括正方形硅基片、正方形二氧化硅层、铂钛下电极层、正方形铂钛底镜、PZT压电驱动悬臂梁、PZT平衡梁、铂钛上电极层、形侧镜、金层；正方形硅基片的正面与背面之间贯通开设有正方形通孔；正方形二氧化硅层层叠于正方形硅基片的正面；正方形二氧化硅层的正面与背面之间贯通开设有四组通孔。本发明适用于无线激光通信。

主权项

一种角度可调的微角锥反射镜阵列结构的制造方法，该方法用于制造一种角度可调的微角锥反射镜阵列结构，该结构包括正方形硅基片（1）、正方形二氧化硅层（2）、铂钛下电极层（3）、正方形铂钛底镜（4）、PZT压电驱动悬臂梁（5）、PZT平衡梁（6）、铂钛上电极层（7）、十字形侧镜（8）、金层（9）；正方形硅基片（1）的正面与背面之间贯通开设有正方形通孔；正方形二氧化硅层（2）层叠于正方形硅基片（1）的正面；正方形二氧化硅层（2）的正面与背面之间贯通开设有四组通孔；四组通孔围绕正方形通孔的轴线对称分布，且正方形通孔完全覆盖四组通孔；每组通孔均包括一个直角V形通孔和两个直角梯形通孔；两个直角梯形通孔的下底壁分别与直角V形通孔的两个端壁齐平；两个直角梯形通孔的斜腰壁相互平行且位置正对；两个直角梯形通孔的上底壁与直角V形通孔的内侧壁之间形成有一个正方形岛状部；两个直角梯形通孔的斜腰壁之间形成有一个斜向梁状部；两个直角梯形通孔的直腰壁与直角V形通孔的内侧壁之间形成有两个正向梁状部；四个直角V形通孔的外侧壁之间形成有一个十字形梁状部；铂钛下电极层（3）包括四个斜向梁状下电极层和正方形框状下电极层；四个斜向梁状下电极层的外端与正方形框状下电极层的四个内角一一对应连接为一体；四个斜向梁状下电极层一一对应层叠于四个斜向梁状部的正面；正方形框状下电极层层叠于正方形二氧化硅层（2）的正面外周；正方形铂钛底镜（4）的数目为四个；第一个正方形铂钛底镜（4）的左上角、第二个正方形铂钛底镜（4）的右上角、第三个正方形铂钛底镜（4）的左下角、第四个正方形铂钛底镜（4）的右下角与四个斜向梁状下电极层的内端一一对应连接为一体；四个正方形铂钛底镜（4）一一对应层叠于四个正方形岛状部的正面；PZT压电驱动悬臂梁（5）的数目为四个；四个PZT压电驱动悬臂梁（5）一一对应层叠于四个斜向梁状部的正面；PZT平衡梁（6）的数目为八个；八个PZT平衡梁（6）一一对应层叠于八个正向梁状部的正面；铂钛上电极层（7）包括四个斜向梁状上电极层和正方形框状上电极层；四个斜向梁状上电极层的外端与正方形框状上电极层的四个内角一一对应连接为一体；四个斜向梁状上电极层一一对应层叠于四个PZT压电驱动悬臂梁（5）的正面；正方形框状上电极层层叠于正方形二氧化硅层（2）的正面内周；十字形侧镜（8）层叠于十字形梁状部的正面；金层（9）的数目为八个；八个金层（9）一一对应层叠于十字形侧镜（8）的八个侧面；其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：a.选取正方形硅基片（1），并在正方形硅基片（1）的正面热氧生长正方形二氧化硅层（2），然后采用氢氧化钾在正方形硅基片（1）的背面腐蚀形成正方形凹腔（10）；b.在正方形二氧化硅层（2）的正面与背面之间刻蚀形成四组通孔；四组通孔围绕正方形凹腔（10）的轴线对称分布；每组通孔均包括一个直角V形通孔和两个直角梯形通孔；两个直角梯形通孔的下底壁分别与直角V形通孔的两个端壁齐平；两个直角梯形通孔的斜腰壁相互平行且位置正对；两个直角梯形通孔的上底壁与直角V形通孔的内侧壁之间形成有一个正方形岛状部；两个直角梯形通孔的斜腰壁之间形成有一个斜向梁状部；两个直角梯形通孔的直腰壁与直角V形通孔的内侧壁之间形成有两个正向梁状部；四个直角V形通孔的外侧壁之间形成有一个十字形梁状部；c.在正方形二氧化硅层（2）的正面溅射铂钛层，并在铂钛层的正面与背面之间刻蚀形成铂钛下电极层（3）和四个正方形铂钛底镜（4）；d.采用溶胶‑凝胶法在正方形二氧化硅层（2）的正面生长PZT薄膜，并在PZT薄膜的正面与背面之间刻蚀形成四个PZT压电驱动悬臂梁（5）和八个PZT平衡梁（6）；e.在正方形二氧化硅层（2）的正面溅射铂钛层，并在铂钛层的正面与背面之间刻蚀形成铂钛上电极层（7）；f.在正方形二氧化硅层（2）的正面旋涂SU‑8光刻胶层，并在SU‑8光刻胶层的正面与背面之间刻蚀形成十字形侧镜（8）；g.采用背面干法在正方形凹腔（10）的底面进行刻蚀，使得正方形凹腔（10）变形成为正方形通孔；正方形通孔完全覆盖步骤b中的四组通孔；h.从正方形硅基片（1）的背面溅射金，并在十字形侧镜（8）的八个侧面各形成一个金层（9）。