[发明专利]一种单芯片集成的微镜反馈元件

说明书

一种单芯片集成的微镜反馈元件，在微镜转动处的上部外侧边缘布置发射器，在微镜固定处的上部内侧边缘布置探测器，微镜工作时发射器发出光束，当微镜的转动部分到达平衡位置附近时，发射器发出的光束到达探测器，探测器接收光束并产生脉冲信号输出，将该脉冲信号输入微镜驱动系统，可以确定微镜转动部分的达到平衡位置的时间，并确定其运动周期，从而实现对微镜的反馈控制；该微镜反馈元件采用光学反馈方式，几乎不受温度影响，并且信号稳定，信噪比高，处理电路简单。

技术领域

本发明属于光学元件中的微镜技术领域，特别涉及一种单芯片集成的微镜反馈元件。

背景技术

微镜是广泛应用于激光雷达、3D扫描、光通讯等领域的关键器件，用于实现对光束的角度、强度、结构等进行操控。微镜的控制分为开环控制和闭环控制两类，其中开环控制方法简单，易于实现，但是控制精度低，易受环境影响；闭环控制可实现高精度控制，但是，其依赖反馈元件获取微镜的运动信息。微镜的反馈元件的设置有两类，一类是分立元件，采用封装方式与微镜结合在一起，获取微镜的运动信息，这种方法易于实现，但是，受封装影响，精度一般较低，并且需要较大空间，整个模块体积难以微型化，模块封装程序多，效率低，成本高。另外一种是集成式反馈元件，即将微镜与反馈元件设计为整体结构，在微镜制备过程中，同时实现反馈元件制备，极大压缩了模块体积。由于反馈元件与微镜集成在一个芯片上，可以实现高精度反馈控制，而且一致性更高，封装程序简单，效率高。集成式反馈元件主要有压阻元件和电容元件。压阻式反馈元件较为简单，但其受温度影响较大，易产生大的温漂，极大影响反馈精度。电容元件受温度影响较小，但其信号水平极弱，容易受寄生电容等干扰，信噪比低，信号处理电路复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种单芯片集成的微镜反馈元件，在微镜转动处的上部外侧边缘布置发射器，在微镜固定处的上部内侧边缘布置探测器，微镜工作时，发射器发出光束，当微镜的转动部分到达平衡位置附近时，发射器发出的光束到达探测器，探测器接收光束并产生脉冲信号输出，将该脉冲信号输入微镜驱动系统，这样就可以确定微镜转动部分达到平衡位置的时间，并确定其运动周期，从而实现对微镜的反馈控制；该微镜反馈元件采用光学反馈方式，几乎不受温度影响，并且信号稳定，信噪比高，处理电路简单。

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种单芯片集成的微镜反馈元件，集成在微镜中，由发射器和探测器组成；

所述发射器设置于微镜转动部分的上部外侧边缘，探测器设置于微镜固定部分上部内侧边缘；在微镜静止状态下，发射器的出光面与探测器的进光面平行相对。

所述发射器由发光单元、平行光单元、调向单元与埋覆层组成，埋覆层的下表面与发光单元的上表面重合，平行光单元位于发光单元的上方；调向单元位于平行光单元的上方；平光单元与调向单元均嵌在埋覆层内部。

所述发光单元包括嵌在衬底层中的阱区，阱区上表面与衬底层上表面平齐，其厚度为200nm-2500nm；正端子一，正端子二以及负端子嵌在阱区中，所述衬底层、阱区、正端子一、正端子二以及负端子为不同掺杂浓度的同一种材料，是掺杂类型与阱区相反的局部区域，负端子在正端子一和正端子二的中间区域；在正端子一和负端子之间的阱区的上表面覆盖有绝缘层一；在正端子二和负端子之间的阱区的上表面覆盖有绝缘层二；在正端子一的上表面覆盖有驱动电极一；在正端子二的上表面覆盖有驱动电极二；在负端子的上表面覆盖有驱动电极三；在绝缘层一的上表面覆盖有控制电极一；在绝缘层二的上表面覆盖有控制电极二。