[发明专利]一种基于半球微纳腔机械光学耦合的高精度光机加速度计

摘要

本发明公开了一种基于半球微纳腔机械光学耦合的高精度光机加速度计，包括：上层平面腔硅微结构、中层半球腔硅微结构以及下层布有电极引线的玻璃基底；上层结构通过环形固定锚点的上端键合在中层结构之上，中层结构通过环形固定锚点的下端键合在下层结构之上；上层结构包括微纳光纤、平面腔、上层抗反射涂层、上层平面镜面涂层、绝缘层、反馈电极以及间距调整电极；中层结构包括半球腔质量块、下层抗反射涂层、下层半球形镜面涂层、环形固定锚点以及若干弹性悬臂梁；下层结构包括反馈电极、间距调整电极、信号引线以及玻璃衬底。本发明采用光学信号作为微加速计的测量信号，并采用了半球形的光学微纳腔，灵敏度高、动态范围大。

主权项

1.一种基于半球微纳腔机械光学耦合的高精度光机加速度计，其特征在于：包括上层平面腔硅微结构、中层半球腔硅微结构以及下层布有电极引线的玻璃基底；上层结构通过环形固定锚点的上端键合在中层结构之上，中层结构通过环形固定锚点的下端键合在下层结构之上；上层结构包括微纳光纤、平面腔、上层抗反射涂层、上层平面镜面涂层、绝缘层、反馈电极以及间距调整电极，微纳光纤的出射一端布置于平面腔中心位置的楔形接口处并贯穿整个平面腔，上层抗反射涂层布置在平面腔的上表面的的楔形接口周围，上层平面镜面涂层布置于平面腔下表面的中心位置，绝缘层布置于平面腔下表面上层平面镜面涂层周围，反馈电极和间距调整电极均布置于绝缘层下表面上，相邻反馈电极或者间距调整电极的间隔为90度，各反馈电极通过信号引线相连，各间距调整电极通过信号引线相连；中层结构包括半球腔质量块、下层抗反射涂层、下层半球形镜面涂层、环形固定锚点以及若干弹性悬臂梁，半球腔质量块布置在环形固定锚点内部中心位置，其上表面中间位置形成半球形凹槽，半球腔质量块上表面通过若干弹性悬臂梁与环形固定锚点上端相连，下表面通过若干弹性悬臂梁与环形固定锚点下端相连；下层半球形镜面涂层布置在半球腔质量块的半球形凹槽内，下层抗反射涂层喷涂在半球腔质量块下表面的中间位置；下层结构包括反馈电极、间距调整电极、信号引线以及玻璃衬底，反馈电极和间距调整电极均布置于玻璃衬底上表面上，相邻反馈电极或者间距调整电极的间隔为90度，各反馈电极通过信号引线相连，各间距调整电极通过信号引线相连。