[发明专利]MOEMS扫描光栅微镜系统

权利要求书

1.MOEMS扫描光栅微镜系统，包括MOEMS扫描光栅微镜和后端闭环控制电路；其特征在于：所述MOEMS扫描光栅微镜采用正方形设计，由扫描光栅（1）、扭转梁（2）、固定边框（3）、电磁式驱动线圈（4）和磁电式角度传感器通过MEMS加工一体集成于偏晶向（111）硅基片上构成；其中，扫描光栅（1）、扭转梁（2）、固定边框（3）集成在硅基片正面，电磁式驱动线圈和磁电式角度传感器集成在硅基片背面，磁电式角度传感器的角度传感线圈（5）位于电磁驱动线圈（4）内；所述扫描光栅（1）通过扭转梁（2）固定在固定边框（3）中，扭转梁（2）在电磁式驱动线圈的驱动下带动整个MOEMS扫描光栅微镜绕其转动，固定边框（3）实现支撑和固定；所述扫描光栅（1）的闪耀角度为7.9^o、光栅常数为4um，并在表层镀Al膜，实现对入射复合光的闪耀分光功能；

所述磁电式角度传感器采用正方形、多圈金线渐开式设计，包括角度传感线圈（5）、外端开线（6）、内端开线（7）、埋层引线（8、9）和电极板（10、11），在MOEMS扫描光栅微镜扫描过程中产生实时、动态的角度输出信号；外端开线（6）由埋层引线（8）引出并与电极板（10）连接，内端开线（7）通过另一埋层引线（9）引出并与电极板（11）连接；两电极（10、11）连接后端闭环控制电路，进行角度输出信号的测量与处理；

所述电磁式驱动线圈4也为正方形渐开式线圈；

所述MOEMS扫描光栅微镜面积为6*6mm²，电磁驱动线圈（4）与角度传感线圈（5）的宽度为80um，线圈间隔为20um，电磁驱动线圈（4）与角度传感线圈（5）的匝数之和为29圈，匝数分配比例为3:26，可以在低电压驱动MOEMS扫描光栅微镜扫描的基础上实现角度输出信号的最大化。

2.根据权利要求1所述的MOEMS扫描光栅微镜系统，其特征在于，所述角度传感线圈（5）通过在SiO₂表面淀积Si₃N₄薄膜并进行RIE刻蚀，之后在表层溅射Au制作；埋层引线（8、9）是通过对SiO₂进行RIE刻蚀并采用离子注入B的方式制作。

3.根据权利要求1所述的MOEMS扫描光栅微镜系统，其特征在于，所述驱动线圈（4）的外端开线采用表层引线工艺，内端开线采用埋层引线工艺；电磁驱动线圈（4）、角度传感线圈（5）制作在硅基片上并通过LPCVD工艺淀积SiO₂和Si₃N₄薄膜作为绝缘层。

4.根据权利要求1所述的MOEMS扫描光栅微镜系统，其特征在于，所述闭环控制电路包括驱动器控制模块（12）、MOEMS扫描光栅微镜控制模块（13）和闭环控制模块（14），驱动器控制模块（12）对驱动线圈（4）产生的驱动信号进行控制和调节并使其具有稳定的输出，MOEMS扫描光栅微镜控制模块（13）接收稳定的驱动信号，控制MOEMS扫描光栅微镜以适当的角度进行扫描，闭环控制模块（14）接收角度传感线圈（5）产生的角度输出信号并将该角度输出信号进行处理和放大，用于对驱动器控制模块（12）进行反馈控制，同步调整驱动器控制模块（12）中驱动线圈（4）产生的驱动信号大小，使该信号能够稳定驱动MOEMS扫描光栅微镜进行扫描；所述闭环控制模块（14）具有前端反馈控制及后端获取处理同步实施的功能。