[发明专利]双极型电磁式扫描微镜

权利要求书

1.双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述微镜包括微反射镜面（2）、双极型电磁微驱动线圈以及支撑框架（6），所述反射镜面（2）、双极型电磁微驱动线圈以及支撑框架（6）均制作在同一片硅结构层（5）上并以硅结构层（5）作为其共同的底层，所述反射镜面（2）、双极型电磁微驱动线圈位于支撑框架（4）结构的内部；

所述微反射镜面（2）的上、下两侧的中部位置分别设置有相互对称的扭转梁（1），所述扭转梁（1）具有与微反射镜面（2）、双极型电磁微驱动线圈以及支撑框架（6）相同的硅结构层，扭转梁（1）的一端通过硅结构层与微反射镜面（2）相连接，另一端通过硅结构层与支撑框架（6）相连接；

所述双极型电磁微驱动线圈包括微驱动线圈I（41）和微驱动线圈II（42），两者沿微反射镜面（2）的纵向中轴线对称设置在微反射镜面（2）的左、右两侧，微驱动线圈I（41）和微驱动线圈II（42）的绕向相反，在通入电流时，可实现吸引力和排斥力同时作用于扭转梁（1）上；

所述微驱动线圈I（41）的起绕端设置有连接电极I（c），终绕端设置有驱动电极I（b），所述微驱动线圈II（42）的起绕端设置有连接电极I（c’），终绕端设置有驱动电极I（b’），所述连接电极I（c）与连接电极I（c’）导电连接，用于驱动微驱动线圈I（41）和微驱动线圈II（42）的电信号通过驱动电极I（b）、驱动电极I（b’）输入。

2.根据权利要求1所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述连接电极I（c）和连接电极II（c’）分别设置于微反射镜面左、右侧部分的中心位置处。

3.根据权利要求1所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述驱动电极I（b）和驱动电极II（b’）设置于微反射镜面上、下两侧的其中一个扭转梁上，且以扭转梁的中轴为对称轴对称设置。

4.根据权利要求1所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述双极型电磁式扫描微镜还包括角度传感器（3），所述角度传感器设置于微反射镜面（2）或扭转梁上。

5.根据权利要求4所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述角度传感器为电磁式角度传感器，传感器的主体为一沿反射镜面（2）的表面轮廓且沿微反射镜面（2）的纵向中轴线对称设置的未封闭矩形条状框，正好将双极型电磁微驱动线圈包围在内，所述角度传感器的两个断点以微反射镜面（2）的纵向中轴线为对称轴分别设置于微反射镜面（2）的左、右两侧，分别向外引出设置为角度传感器电极I（a）和角度传感器电极II（a’）。

6.根据权利要求5所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：角度传感器电极I（a）和角度传感器电极II（a’）设置于微反射镜面上、下两侧的其中一个扭转梁上，且以扭转梁的中轴为对称轴对称设置。

7.根据权利要求3所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述角度传感器（3）为压电式角度传感器，所述压电式角度传感器包括采用MOEMS工艺从下到上依次制作在硅结构层上的下电极、压电层和上电极，所述角度传感器设置在扭转梁（1）与支撑框架（6）相连接的端头处且位于扭转梁（1）中心轴的同一侧。

8.根据权利要求3所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述角度传感器（3）为压阻式角度传感器，所述压阻式角度传感器包括采用掺杂工艺掩埋在硅结构层内部的电阻，所述角度传感器设置在扭转梁（1）与支撑框架（6）相连接的端头处且位于扭转梁（1）中心轴的同一侧；

所述压阻式角度传感器的电信号通过连接在电阻上的引线进行输出和测量。

9.根据权利要求3所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述角度传感器（3）为应变式角度传感器，所述应变式角度传感器包括采用MOEMS工艺依次层叠制作在硅结构层上的绝缘层和应变片，所述应变片为Pt片；所述角度传感器设置在扭转梁（1）与支撑框架（6）相连接的端头处且位于扭转梁（1）中心轴的同一侧；

所述应变式角度传感器的电信号通过连接在应变片上的引出线进行输出和测量。

10.根据权利要求1所述的双极型电磁式扫描微镜，其特征在于：所述微反射镜面（2）包括所述硅结构层和采用MEMS工艺制作在硅结构层上的微镜面反射层（10）。