[发明专利]集成光栅电光效应的微光学加速度传感器及其检测方法

权利要求书

1.一种集成光栅电光效应的微光学加速度传感器，包括外壳，外壳内设有沿光路依次布置的光源、光栅和MEMS传感机构，所述MEMS传感机构包括质量块和连接所述质量块的悬臂梁，所述质量块朝向光栅的一面为光反射面，还设有用于检测干涉光束光强的光电探测器，所述的干涉光束为被光栅反射的光束和被光反射面反射的光束发生干涉形成；其特征在于，所述光栅和MEMS传感机构之间设有用于对所述光反射面出射光束进行位相调制的电光晶体，还设有用于驱动所述电光晶体产生电光效应的电压驱动模块，以及根据所述光电探测器的信号得到相应的加速度的信号处理模块。

2.如权利要求1所述的集成光栅电光效应的微光学加速度传感器，其特征在于，所述的MEMS传感机构还包括一矩形框，所述质量块位于矩形框的中部，所述悬臂梁连接在所述质量块和矩形框之间。

3.如权利要求1所述的集成光栅电光效应的微光学加速度传感器，其特征在于，所述光电探测器为光电二极管。

4.如权利要求1所述的集成光栅电光效应的微光学加速度传感器，其特征在于，所述外壳包括用于支撑MEMS传感机构的底座，所述底座带有与所述质量块相适应的容纳腔。

5.如权利要求4所述的集成光栅电光效应的微光学加速度传感器，其特征在于，所述电光晶体的上下面均镀有ITO透明导电膜，所述电压驱动模块与ITO透明导电膜连接。

6.如权利要求1所述的集成光栅电光效应的微光学加速度传感器，其特征在于，所述光栅为镀设在电光晶体顶面的金属薄膜铬，并采用电子束曝光制作而成的金属光栅。

7.一种利用权利要求1所述微光学加速度传感器的检测方法，其特征在于，包括：

1）光源出射光束经过光栅后投射到质量块的光反射面，被光栅反射的衍射光束和被光反射面反射经过光栅产生的同级次衍射光束发生干涉，通过光电探测器测得干涉光束的第一强度信号；

2）在有外界加速度作用时，质量块发生位移，光源出射光束经过光栅后投射到质量块的光反射面，被光栅反射的衍射光束和被光反射面反射经过光栅产生的同级次衍射光束发生干涉，然后通过光电探测器测得干涉光束的第二强度信号；

3）对比两次检测到的干涉光束的强度信号，通过锁相放大和差分技术得到质量块的位移量；

4）根据质量块的位移量计算出加速度。