[发明专利]一种补偿侧向位移式微镜及调控方法

说明书

本发明公开的一种补偿侧向位移式微镜及调控方法，属于微纳光学领域。本发明通过优化补偿驱动器以补偿微镜侧向位移，避免表面光斑偏离微镜镜面，避免微镜失去操控光束的能力；因此，消除侧向位移能够避免或减小微镜的光功率损失。驱动器采用对称式阵列式结构，在增强驱动能力的同时，能够产生对称式的作用力分布，提高微镜的稳定性，同时能够增强微镜对光束的操控能力，避免微镜工作失效。采用V‑型驱动器，是补偿微镜侧向位移的另一种方式，本发明通过优化V‑型驱动器和微镜框架之间的连接，以平衡微镜两侧因作用力不稳定带来的抖动，同时阵列式的V‑型臂能够增强器件的刚度，避免微镜受到干扰，同时能够增强微镜对光束的操控能力。

技术领域

本发明涉及一种补偿侧向位移式微镜及其调控方法，尤其涉及一种基于微纳制造的光学器件，属于微纳光学领域。

背景技术

近几十年来，微机电系统(MEMS)技术是由IC工艺发展而来，其诞生以来，已经在汽车工业、通信、航空航天等领域获得广泛的应用。微光学器件是MEMS技术的成果之一，其中的MEMS微镜更是在光通信、自动驾驶、医学成像、光学投影等领域具有重要应用。MEMS微镜按照驱动类型可以分为四类，即静电式微镜、电热式微镜、电磁式微镜和压电式微镜。

按照轴向扫描能力又可以将上述微镜分为1D和2D微镜。基于Bimorph驱动的电热式微镜具有较强的可塑能力，发展出了1D和2D电热式微镜，其中2D电热式微镜不仅可以实现沿x和y轴方向的偏转，而且可以实现在z轴方向上的平动，尽管如此，1D电热式微镜仍然具备2D微镜不可替代的性能，比如1D电热式微镜具有较大的偏转能力，其偏转角度甚至高达90°。然而，1D微镜在偏转的过程中，会伴随较大的侧向位移，甚至导致光斑偏离微镜镜面，进而导致微镜失去操控光束的能力。此外，即使很微小的侧向位移就能够导致较大的光功率损失。因此，在实际应用中，需要对微镜的偏移进行一定的补偿。

发明内容

针对即使很微小的侧向位移即能够导致微镜较大光功率损失的问题。本发明的主要目的之一是提供一种补偿侧向位移式微镜，通过优化补偿驱动器以补偿微镜侧向位移，避免光斑偏离微镜镜面，进而避免微镜失去操控光束的能力；此外，消除侧向位移能够避免或减小微镜的光功率损失。

本发明主要目的之二是提供一种用于补偿微镜侧向位移的制作及调控方法，用于所述一种补偿侧向位移式微镜的侧向位移式补偿。微镜偏转时，同时伴随侧向位移的产生，此时利用补偿驱动器将微镜拉回初始位置，从而达到补偿侧向位移的目的。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种补偿侧向位移式微镜，通过优化补偿驱动器以补偿微镜侧向位移，避免表面光斑偏离微镜镜面，进而避免微镜失去操控光束的能力；因此，消除侧向位移能够避免或减小微镜的光功率损失。驱动器采用对称式阵列式结构，在增强驱动能力的同时，同样能够产生对称式的作用力分布，提高微镜的稳定性，同时能够增强微镜对光束的操控能力，避免微镜工作失效。

作为优选，采用V-型驱动器，是补偿微镜侧向位移的另一种方式，通过优化V-型驱动器和微镜框架之间的连接，达到对称分布的目的，以平衡微镜两侧因作用力不稳定带来的抖动，同时阵列式的V-型臂能够增强器件的刚度，避免微镜受到干扰，同时能够增强微镜对光束的操控能力，避免微镜工作失效。

作为优选，本发明公开的一种补偿侧向位移式微镜，外框架结构用于支撑驱动器以及内部框架。框架的内部与bimorph相连，其中bimorph用于支撑微镜镜片，bimorph包括材料和材料。加热层用于对bimorph进行加热，如果材料具有电阻加热、导电的双重功能，则不需要加热层以简化结构，同时不同材料之间有绝缘层。

对于U型驱动器，其结构包括电极、柔性梁、冷臂和热臂。对于基于V型驱动器的微镜，其结构包括连接V型驱动器的电极和电极。电极用于连接微镜驱动器。微镜镜片，连接V型驱动器和微镜之间的梁。V型驱动器的包括梭子和V型梁。