[发明专利]基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描光栅

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述的基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描光栅，其特征在于：所述扫描微光栅扭转角度θ_T与惠斯顿电桥输出电压V_T关系为：

式中：V_in为惠斯顿电桥输入电压；α和β是硅的支撑扭转梁的扭转系数；b支撑扭转梁的宽度；G为硅的剪切模量；l_x为支撑扭转梁的长度。

3.根据权利要求1或2所述的基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描 光栅，其特征在于：所述支撑扭转梁采用湿法减薄和等离子体刻蚀的工艺加工而成；所述压阻角度传感器使用离子注入工艺制作。

4.根据权利要求1或2所述的基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描光栅，其特征在于：所述光栅工作面（2）槽型采用硅的湿法刻蚀而成。

5.根据权利要求1或2所述的基于MOEMS工艺集成角度传感器的微扫描光栅，其特征在于：所述光栅表面采用硅的湿法硅刻蚀工艺制作，表面镀层采用电子束蒸发工艺制作。