一种无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜及阵列式器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115453746A(43)申请公布日2022.12.09(21)申请号202211248795.9(22)申请日2022.10.12(71)申请人中国科学院上海微系统与信息技术研究所地址200050上海市长宁区长宁路865号(72)发明人凌必赟吴亚明王潇悦陈栋徐巧(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219专利代理师余明伟(51)Int.Cl.G02B26/08(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图9页(54)发明名称一种无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜及阵列式器件(57)摘要本发明提供一种无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜及阵列式器件，无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜包括：衬底；绕着外轴扭转的外框架，及将其固定在衬底上的外轴扭转梁和锚点；布置在外轴两侧的外轴驱动单元，每个外轴驱动单元包括两个高低插指分布的梳齿集；绕着内轴扭转的反射镜体、及将其与外框架连接的内轴扭转梁；布置在反射镜体上表面的反射膜；布置在内轴两侧的内轴驱动单元，每个内轴驱动单元包括两个高低插指交错分布的梳齿集；导线及绝缘介质。本发明将反射镜体、内轴扭转梁和内轴驱动单元均作为外框架的随动结构，实现了内轴驱动和外轴驱动的物理隔离，消除了轴间耦合干扰。CN115453746ACN115453746A权利要求书1/2页1.一种无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，其特征在于，包括：衬底、绕着外轴扭转的外框架、外轴扭转梁、锚点、外轴驱动单元、绕着内轴扭转的反射镜体、反射膜、内轴扭转梁、内轴驱动单元、导线及绝缘介质；所述外框架连接着所述外轴扭转梁的一端，并通过所述外轴扭转梁的另一端连接所述锚点，悬挂固定在所述衬底上；所述外轴的两侧分别布置有一个所述外轴驱动单元，用于驱动所述外框架绕着所述外轴扭转；每个所述外轴驱动单元包括两个梳齿集，分别为布置在所述外框架上的外轴可动梳齿集和布置在所述衬底上的外轴固定梳齿集，两者采用高低插指分布；所述反射膜布置在所述反射镜体的上表面；所述反射镜体通过所述内轴扭转梁与所述外框架连接，悬挂固定在所述外框架上；所述内轴的两侧分别布置有一个所述内轴驱动单元，用于驱动所述反射镜体绕着所述内轴扭转；每个所述内轴驱动单元包括两个梳齿集，分别为布置在所述反射镜体上的镜体梳齿集和布置在所述外框架上的内轴随动梳齿集，两者采用高低插指分布；所述反射镜体、所述内轴扭转梁及所述内轴驱动单元均为所述外框架的随动结构，实现了内轴驱动和外轴驱动的物理隔离，消除了轴间耦合干扰；除所述反射膜外，所述无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜的其余结构由三层体结构层和至少两层薄膜层堆叠而成；三层体结构层分别为底部体结构层、中间体结构层及顶部体结构层；所述衬底设置于所述底部体结构层；所述反射镜体、所述外框架、所述内轴扭转梁、所述外轴扭转梁及所述锚点均设置于所述中间体结构层或均设置于所述顶部体结构层，构成主体连续结构；所述中间体结构层和所述顶部体结构层之间布置有两层薄膜层，分别为导电薄膜层和中间绝缘薄膜层；所述导线设置于所述导电薄膜层；所述中间绝缘薄膜层用于提供所述绝缘介质。2.根据权利要求1所述的无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，其特征在于：所述中间绝缘薄膜层位于所述导电薄膜层与所述主体连续结构所在的体结构层之间。3.根据权利要求1所述的无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，其特征在于：初始情况下，每个所述内轴驱动单元的所述镜体梳齿集与所述内轴随动梳齿集在所述衬底上的垂直投影呈插指分布；每个所述内轴驱动单元的所述镜体梳齿集与所述内轴随动梳齿集分别设置于中间体结构层与顶部体结构层，或分别设置于顶部体结构层与中间体结构层。4.根据权利要求1所述的无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，其特征在于：初始情况下，每个所述外轴驱动单元的所述外轴可动梳齿集与所述外轴固定梳齿集在所述衬底上的垂直投影呈插指分布；每个所述外轴驱动单元的所述外轴可动梳齿集与所述外轴固定梳齿集分别设置于中间体结构层与顶部体结构层，或分别设置于顶部体结构层与中间体结构层。5.根据权利要求4所述的无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，其特征在于：当所述外轴固定梳齿集设置于所述顶部体结构层时，所述外轴固定梳齿集的下方布置有梳齿支撑座，用于支撑并固定所述外轴固定梳齿集；所述梳齿支撑座由部分设置于所述中间体结构层、所述导电薄膜层及所述中间绝缘薄膜层的结构堆叠而成。2CN115453746A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，其特征在于：当所述主体连续结构设置于所述顶部体结构层时，所述锚点的下方布置有锚点支撑座，用于支撑并固定所述锚点；所述锚点支撑座设置于所述中间体结构层。7.根据权利要求1所述的无轴间耦合的双轴静电驱动微反射镜，