[发明专利]一种MEMS扫描探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种MEMS扫描探头。

背景技术

微型化、高性能、低成本、大批量是当今器件制造的追求目标。微机电系统技术此时应运而生，被广大设备制造商广泛应用。使用微机电系统技术制造的器件主要可分成两大类，其一就是单纯微型化传统器件，如微型光学平台，其优点集中体现在可以拓展微型化的系统的使用范围；其二使用革新原理制造出传统方法无法制作的器件，如地磁传感器。

现有的光学平台在应用MEMS技术方面，如MEMS扫描探头、OCT内窥镜探头等等，但是现有的产品设备也存在一些不尽如人意的地方，如MEMS扫描探头，现有的设计中针对光学对准的标准，已经实现了使MEMS微镜在无源的初始状态下呈自倾斜状态，在无源的初始状态下，就实现了MEMS微镜的光学对准，现有技术的实现方式是通过采用具有不同热膨胀系数的材料组成的柔性连接件将MEMS微镜与扫描探头基座进行连接，加工冷却，使得柔性连接件达到弯曲的效果，实现MEMS微镜在无源的初始状态下呈自倾斜状态，实现光学对准，但是这样的方式，需要精确考虑到柔性连接件中导致弯曲度的各项因素要求，需要精确的计算，并配以相对准确精准的加工工艺才能完成这一操作，实现成品所要求的弯曲度，MEMS微镜探头极高标准，但对于这一操作中，不论是计算各项导致弯曲的因素、还是之后的加工工艺，这些标准要求都是非常高的，而且实际操作中，计算的理论值能否与实际的加工工艺完美结合，也给工作人员提出了很高的要求，最终也就直接会导致到这类产品的成品率变得相当低。因此，现有的技术中，针对MEMS微镜探头中，实现MEMS微镜在无源的初始状态下呈自倾斜状态，实现光学对准的操作方法还存在很多需要改进的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在实现MEMS微镜在自倾斜状态的基础上，能够方便、准确的控制MEMS微镜的自倾斜角度的MEMS扫描探头。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种MEMS扫描探头，包括基座、光纤、透镜、微镜底座、以及设置在微镜底座下表面的MEMS微镜，其中，基座的下表面沿其轴向方向设置有两端开口的光学定位槽；光纤设置在光学定位槽内；通过设置在光学定位槽内的透镜定位槽，将透镜设置在光纤的一端；还包括柔性双金属结构，微镜底座的一边通过柔性双金属结构与基座上靠近透镜的端部相连接，其中，柔性双金属结构的两端分别连接基座端部的上表面和微镜底座的上表面；柔性双金属结构使得设置于微镜底座下表面的MEMS微镜处于自倾斜状态，与光学定位槽实现光学对准，且微镜底座下表面上与基座最接近的边和基座的端部对设置于微镜底座下表面的MEMS微镜的自倾斜状态进行了限位。

作为本发明的一种优选技术方案：所述基座的上表面设置有焊盘。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括设置于MEMS微镜与微镜底座之间的柔性电路板，MEMS微镜的控制引线与柔性电路板相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：所述MEMS微镜的控制引线通过柔性电路板连接至所述焊盘上。

作为本发明的一种优选技术方案：所述柔性双金属结构包括热膨胀系数不同的两种材料，柔性双金属结构弯曲的内表面材料的热膨胀系数小于外表面材料的热膨胀系数。

作为本发明的一种优选技术方案：所述柔性双金属结构弯曲的内表面为二氧化硅、氮化硅或多晶硅；外表面为铝。

本发明所述一种MEMS扫描探头采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的MEMS扫描探头在实现MEMS微镜在呈自倾斜状态的基础上，能够方便、准确的控制MEMS微镜的自倾斜角度，实现MEMS微镜的光学对准，避免了繁琐的操作方式，提高了工作效率；

（2）本发明设计的MEMS扫描探头采用MEMS加工工艺，一次成型，避免多个部件加工组装，提高了生产效率，降低了成本；

（3）本发明设计的MEMS扫描探头在方便、准确的控制MEMS微镜自倾斜角度的同时，针对MEMS微镜的控制引线采用柔性电路板引出，并连接至设置在基座上表面的焊盘上，避免了打线以及贴片的操作过程；

（4）本发明设计的MEMS扫描探头中采用MEMS微镜、以及MEMS的加工工艺，使得整体的尺寸小于传统组装扫描探头的尺寸，使得其得到了更广泛的应用。

附图说明

图1是本发明设计的MEMS扫描探头的上表面结构示意图；

图2是本发明设计的MEMS扫描探头的下表面结构示意图；

图3是本发明设计的MEMS扫描探头中基座端部与微镜底座在加工时的剖面结构示意图；