[实用新型]一种金属光热驱动微开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属光热驱动微开关，用于微光机电系统电路的非接触控制。

背景技术

随着微纳米技术的发展，微光机电系统(micro-optical-electro-mechanical system, MOEMS)作为微纳米技术中一个重要的分支，已在世界各国得到迅速发展，并在诸多领域获得广泛应用。微驱动器是众多MOMES中的重要组成部分，按驱动原理的不同，常见驱动器可分为电磁驱动型、静电驱动型、压电驱动型、热膨胀驱动型等。微开关是微驱动器众多应用中的一种。接触式微开关的功耗低、隔离度高、线性度好，并且可以和其他电子器件集成，因此正日益成为人们研究的热点。

利用电磁驱动、静电驱动、压电驱动或者电热膨胀驱动来实现开关功能，虽然在诸多场合得到广泛应用，但却不可避免地需要引入外部驱动电路。为此，本实用新型借鉴电热驱动原理，采用激光作为驱动源，将激光束进行准直聚焦后照射到金属光热驱动微开关的驱动臂上，利用金属的光热膨胀效应使金属微开关发生形变，从而实现开关功能，无需引入外部驱动电路，可以利用激光直接对微开关进行非接触控制。而且本实用新型中的金属光热驱动微开关采用同步辐射LIGA技术制备，微开关精度高，可进行批量生产；导电性良好，可直接应用于电路，满足工业、农业、国防和科学技术等国民经济与社会发展各领域的需求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种金属光热驱动微开关。

金属光热驱动微开关包括激光器、聚焦透镜、下基底、微悬臂、中心圆盘、悬臂触点、基底触点、上基底。下基底上顺次设有微悬臂、中心圆盘、悬臂触点；基底触点位于上基底上，激光经激光器和聚焦透镜准直聚焦后照射到金属光热驱动微开关的中心圆盘上，中心圆盘吸收激光的能量，向微悬臂传导热量，微悬臂局部温度升高后向上伸长，从而使悬臂触点与基底触点接触，实现开关功能。

金属光热驱动微开关包括光器、聚焦透镜、宽臂、窄臂、窄臂触点、右基底触点、左基底、右基底；左基底右侧壁设有宽臂、窄臂，窄臂上设有窄臂触点，右基底上设有与窄臂触点相配合的右基底触点，激光经激光器和聚焦透镜准直聚焦后照射到金属光热驱动微开关的宽臂上，宽臂吸收激光的能量，局部温度升高后向下偏转，从而使窄臂触点与右基底触点接触，实现开关功能。

微开关的材料为导电性能良好的金属，在基底连上导线后可直接作为开关在微光机电系统电路中使用。激光器和聚焦透镜共同构成驱动源，可以直接对微开关进行非接触控制。将激光束进行准直聚焦后照射到金属光热驱动微开关的驱动臂上，利用金属的光热膨胀效应使金属微开关发生形变，从而实现开关功能。

附图说明

图1是金属光热驱动微开关（I型）工作原理示意图；

图2是金属光热驱动微开关（II型）工作原理示意图；

图3是金属光热驱动微开关（I型）CAD设计图实例；

图4是金属光热驱动微开关（II型）CAD设计图实例；

图5是同步辐射LIGA工艺流程图；

图6是整体系统框图；

图中：激光器1、聚焦透镜2、下基底3、微悬臂4、中心圆盘5、悬臂触点6、基底触点7、上基底8、宽臂9、窄臂10、窄臂触点11、右基底触点12，左基底13、右基底14。

具体实施方式

如图1所示，金属光热驱动微开关（I型）包括激光器1、聚焦透镜2、下基底3、微悬臂4、中心圆盘5、悬臂触点6、基底触点7、上基底8；下基底3上顺次设有微悬臂4、中心圆盘5、悬臂触点6；基底触点7位于上基底8上，激光经激光器1和聚焦透镜2准直聚焦后照射到金属光热驱动微开关的中心圆盘5上，中心圆盘5吸收激光的能量，向微悬臂4传导热量，微悬臂4局部温度升高后向上伸长，从而使悬臂触点6与基底触点7接触，实现开关功能。

当激光器1中发出的平行激光通过聚焦透镜2会聚成一点，照射到金属光热驱动微开关的中心圆盘5上，中心圆盘5吸收激光的能量，向微悬臂4传导热量，微悬臂4局部温度升高后产生一维的膨胀伸长量，而微悬臂4下端固定于基底，只能向上形变拱起中心圆盘，从而使悬臂触点6与基底触点7接触，实现开关功能。