[发明专利]一种MEMS光纤水听器及其制作方法在审
申请号: | 201910619044.5 | 申请日: | 2019-07-10 |
公开(公告)号: | CN110332981A | 公开(公告)日: | 2019-10-15 |
发明(设计)人: | 虞益挺;李浩勇 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | G01H9/00 | 分类号: | G01H9/00 |
代理公司: | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人: | 吕湘连 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 敏感结构 光纤水听器 珐珀腔 质量块 光纤传感领域 膜片支撑结构 制造 刻蚀截止层 厚度限制 敏感膜片 膜片支撑 腔长控制 谐振响应 圆形薄膜 制造工艺 保护帽 初始腔 反射层 高保真 平整度 水听器 预定义 阻尼比 气压 制作 光纤 支撑 | ||
1.一种MEMS光纤水听器,其特征在于,主要包括光纤1、腔长控制层2、膜片支撑3、保护帽4、敏感膜片5、质量块6、反射层7、膜片支撑结构8;
所述光纤1与腔长控制层2连接,所述腔长控制层2制作在膜片支撑3上,所述敏感膜片5通过膜片支撑结构8与膜片支撑3连接,所述反射层7制作在敏感膜片5上,所述敏感膜片5与光纤1之间的距离通过腔长控制层2和反射层7控制,所述质量块6制作在敏感膜片5上,所述保护帽4与膜片支撑3连接。
2.一种如权利要求1所述的MEMS光纤水听器,其特征在于,所述敏感膜片5和膜片支撑8整体结构为单一膜片结构、多孔型膜片结构、弧形梁支撑型膜片结构、直梁支撑型膜片结构或渐开线梁支撑型膜片结构中的一种。
3.一种如权利要求2所述的MEMS光纤水听器,其特征在于,所述直梁支撑型膜片结构的直梁替换成蟹臂梁或折叠梁。
4.一种如权利要求1所述的MEMS光纤水听器,其特征在于,所述光纤1为单模光纤或多模光纤,通过粘接工艺与腔长控制层2连接。
5.一种如权利要求1所述的MEMS光纤水听器,其特征在于,所述反射层7为通过MEMS沉积工艺制作的金属反射材料。
6.一种如权利要求1所述的MEMS光纤水听器,其特征在于,所述敏感膜片5和膜片支撑8的材料为硅、二氧化硅或氮化硅之一。
7.一种如权利要求1所述的MEMS光纤水听器,其特征在于,所述质量块6几何形状为棱柱、棱锥、圆柱或圆锥之一。
8.一种如权利要求1所述的MEMS光纤水听器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:制作具有三层结构的基底材料,或直接选用SOI片;
步骤2:在基底材料的顶层上刻蚀制作出敏感膜片5和膜片支撑结构8;
步骤3:在基底材料的底层上刻蚀制作出保护帽4和质量块6;
步骤4:刻蚀去除膜片支撑结构8上的中间层9;
步骤5:通过MEMS薄膜沉积工艺在膜片支撑3上制作腔长控制层2,或选择合适厚度的垫片直接粘接在膜片支撑3上形成腔长控制层2;
步骤6:通过MEMS薄膜沉积工艺在敏感膜片5上制作一层反射膜,形成反射层7;
步骤7:将光纤1直接粘接到腔长控制层2上并保证光纤与敏感膜片5中心对准,形成完整的光纤珐珀水听器。
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