[发明专利]一种MOEMS光开关抗高过载结构的网格设计方法

说明书

本发明涉及一种MOEMS光开关抗高过载结构的网格设计方法。包括以下内容：MOEMS光开关由器件层(包括输入光纤、输出光纤、可动式微镜、电热保险机构和电热驱动机构)、埋氧层和衬底层组成。衬底层被设计成镂空的网格状结构，在不影响器件层可动式微镜运动的前提下为器件层提供一种限位止挡结构，当MOEMS光开关受到垂直于器件层表面的高过载冲击时，衬底层的网格状结构可以限制可动式微镜、电热保险机构和电热驱动机构该方向上的运动，防止其因为变形过大而发生断裂，对器件层起到了限位保护作用。本发明要解决的技术问题为：提高MOEMS光开关的抗高过载能力，具有以下优点：(1)抗过载能力强；(2)结构尺寸小；(3)工作稳定、可靠性好。

技术领域

本发明涉及设计光开关抗高过载结构的技术领域，具体涉及一种MOEMS光开关抗高过载结构的网格设计方法。

背景技术

引信全电子安全系统是集引信起爆技术与微电子技术于一体的高新技术，有别于传统的引信安全系统，它具有可靠性高、安全性强和作用迅速等优点。但在实际的使用过程中其也存在大量的电磁安全隐患：由于引信安全系统的电子元器件繁多且各集成电路较为复杂，导致各部分之间容易产生电磁干扰能量，从而导致引信安全系统内部产生严重的电磁干扰现象，并且外部环境的电磁能量也容易对引信系统产生电磁干扰，进而引起引信系统的失效或者早炸。将MOEMS光开关引入引信安全系统可以有效的切断电磁能量的传输途径，实现由电到光再到电的能量传输，避免电磁干扰现象的产生，提高引信安全系统的电磁兼容性。

MOEMS光开关的主流制备工艺可分为体硅加工工艺和表面微加工工艺，由于硅刻蚀工艺比较成熟且应用较为广泛，因此目前大部分的MOEMS光开关都是以单晶硅作为基体材料进行加工制备的。但硅材料硬而脆，当受到高加速度冲击时容易变形和断裂，导致光开关发生变形或损毁。因此，能否提升抗高过载能力是MOEMS光开关能否高效的运用于引信全电子安全系统的关键因素之一。除此之外，国内外对如何提高MOEMS光开关抗高过载能力的研究也相对较少。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种MOEMS光开关抗高过载结构的网格设计方法，其作用为：衬底层镂空的网格形状可以有效的减小高加速度冲击时光开关受到的形变应力，进而提升光开关的抗高过载能力，保护光开关结构不会发生过度变形和损毁。

本发明对MOEMS光开关装置进行了结构优化设计，提高了光开关的抗高过载性能，推动了光开关在引信全电子安全系统中的运用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：参考图1，光开关结构由器件层(1)(输入光纤、输出光纤、可动式微镜、电热保险机构和电热驱动机构)、埋氧层(2)和衬底层(3)组成。其特征在于：将衬底层设计为镂空的网格形状，参考图3，整个衬底层被设计成方形与梯形的各种网格模块，参考图4，衬底层与器件层装配时衬底层和可动式微镜之间有0.5μm的间隙。其作用为：当光开关结构受到高加速度冲击时，这种优化的网格结构可以有效的分散形变应力并且最大程度的减小最大形变应力，从而防止光开关器件层因高过载产生无法复原的塑性形变。

本发明设计一种镂空网格的衬底层结构改善光开关抗高过载能力的方法中：光开关结构由器件层(输入光纤、输出光纤、可动式微镜、电热保险机构和电热驱动机构)、埋氧层)和衬底层组成。该结构可以有效提升光开关的抗高过载能力。

本发明设计一种镂空网格的衬底层结构改善光开关抗高过载能力的方法中：光开关结构的埋氧层可以将器件层悬空使其能够自由运动，从而达到光开关正常断开和导通的功能。

本发明设计一种镂空网格的衬底层结构改善光开关抗高过载能力的方法中：光开关结构的衬底层被设计成各种方形的镂空网格形状。

本发明设计一种镂空网格的衬底层结构改善光开关抗高过载能力的方法中：利用电感耦合等离子体技术加工衬底层的抗过载镂空网格。