基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描光栅

摘要

本发明提出的一种高衍射效率、集成压阻角度传感器、电磁驱动的基于MOEMS工艺的扫描微光栅，它由电磁驱动单元，压阻角度传感器单元，光栅衍射面单元，支撑梁单元四部分构成。它采用不同于其他扫描光栅驱动结构，实现偏转角的主动监测，减小系统的体积，提高系统的便携性。

主权项

1.基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描光栅，它由电磁驱动单元、压阻角度传感器单元、光栅衍射面单元和支撑扭转梁单元构成；其特征在于，所述电磁驱动单元由MOEMS工艺加工的电磁驱动线圈（19）与永久磁铁元件组成，为了使扫描微光栅做绕支撑扭转梁（1）扭转，加载于电磁驱动线圈（19）的交流电压U_i表示如下：U_i=U_msin(ωt)其中Um为交流电压幅值，ω为扫描微光栅的谐振频率；所述电磁驱动线圈应用溅射和电镀工艺制作，埋层引线使用离子注入的方法制作；所述压阻角度传感器单元由压阻角度传感器（4、5）和焊盘（6）组成，该压阻角度传感器集成于扫描光栅的支撑扭转梁（1）上，压阻角度传感器为(100)硅的P型硅压阻，该压阻角度传感器的方向与支撑扭转梁成45°,布置于[110]晶向，对光栅工作面的偏转角度起到监测作用，压阻条采用惠斯通电桥电路结构的排布方式，所述光栅衍射面单元的光栅工作面（2）槽型为矩形，光栅为位相型光栅；所述支撑扭转梁（1）支撑扫描光栅工作面，可扭转；当入射波长为λ平行光，入射角度为i时，经过扫描光栅衍射后的出射光的衍射角度r为：式中：d为光栅常数；k为衍射光谱级次；θ_T为扫描光栅扭转角度。