[发明专利]一种同轴MEMS微镜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种同轴MEMS微镜及其制备方法，属于激光雷达探测技术领域。所述同轴MEMS微镜包括边框和边框内的第一微镜、第二微镜、转轴和多个梳齿。其中，转轴将边框分隔为两部分，第一微镜和第二微镜分别位于两部分中，并且通过连接梁连接，连接梁与转轴连接；多个梳齿在连接梁的两侧，梳齿一侧的定齿与边框连接，另一侧的动齿与连接梁连接。该同轴MEMS采用同轴双镜面结构，可以得到两个转角相同的微反射镜面，同时只需要采用一个MEMS微镜芯片，降低激光雷达的光学装配难度、电路控制难度及生产成本，同时利于激光雷达小型化的需求。

技术领域

本发明涉及激光雷达探测技术领域，特别涉及一种同轴MEMS微镜及其制备方法。

背景技术

MEMS(微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)的内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统，主要由传感器、动作器（执行器）和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、激光雷达投影显示等以及它们的集成产品。

随着无人车技术的兴起，激光雷达作为重要的探测部件越来越受到重视。激光雷达顾名思义，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达分为机械式、混合固态以及纯固态激光雷达，为了降低成本取消机械旋转结构、方法之一就是利用MEMS微镜把所有的机械部件集成到单个芯片，利用半导体工艺生产。通常情况下MEMS激光雷达主要由光源、扫描部件以及探测接收部件三部分组成。目前为了提高激光雷达的性能，采用双MEMS微镜芯片同轴结构，由于要使用两个MEMS微镜芯片，需要实时精确调节两个芯片的振动角度相同，从而增加了驱动电路以及光路的复杂性，相应的光路也不够紧凑，同时使用两个芯片会增加激光雷达的成本以及最后激光模块的大小不利于产品小型化的趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同轴MEMS微镜及其制备方法，以解决现有激光雷达成本高、难以达到小型化需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种同轴MEMS微镜，包括边框和所述边框内的第一微镜、第二微镜、转轴和多个梳齿；

其中，所述转轴将所述边框分隔为两部分，所述第一微镜和所述第二微镜分别位于边框的两部分中，并且所述第一微镜和所述第二微镜通过连接梁连接，所述连接梁与所述转轴连接；

多个梳齿在所述连接梁的两侧，并且梳齿一侧的定齿与所述边框连接，另一侧的动齿与所述连接梁连接。

可选的，所述第一微镜和所述第二微镜表面镀有光学反射薄膜，所述光学反射薄膜的材质包括金、铝和银。

可选的，所述梳齿与所述转轴垂直。

可选的，所述转轴的材质为硅材料，或硅和碳化硅的混合材料，或硅和氮化硅的混合材料。

可选的，所述转轴的形状包括长方形和蛇形。

可选的，所述连接梁的形状包括长方形和菱形。

可选的，所述连接梁的内部为镂空。

可选的，所述边框上带有连通电路的金属焊盘。

本发明还提供了一种同轴MEMS微镜的制备方法，包括如下步骤：