[实用新型]二维静电扫描微镜

说明书

本实用新型公开了一种二维静电扫描微镜，包括外边框、内边框和镜面，外边框上加工有外框隔离槽，将外边框分隔为外框测量部、外框驱动部和两个外框连接部；外框测量部和内边框之间具有外反馈梳齿组，外框驱动部和内边框之间具有外驱动梳齿组，镜面加工有镜面隔离槽，将镜面分隔的镜面反馈部、镜面驱动部和中心部；镜面反馈部和镜面驱动部分别与内边框之间加工有内反馈梳齿组和内驱动梳齿组。通过在外边框和镜面设置不同结构的隔离槽，将外边框和镜面分隔为不同的功能部分，将内外梳齿组分别设置为驱动梳齿组和反馈梳齿组，可以实现对镜面在两个方向偏转角度的测量，可以实时反馈镜面在不同方向的偏转角度，并提高镜面偏转角度控制的精确性。

技术领域

本实用新型涉及微机电系统领域，尤其是一种基于MEMS加工工艺制作的可实时反馈角度的二维静电扫描微镜。

背景技术

MEMS指微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System），是在微电子技术基础上发展起来的革命性新技术，融合光刻、腐蚀、薄膜、硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。MEMS器件广泛应用于高新技术产业，是一项关系到科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。其中，扫描微镜是一种应用MEMS技术研制的光反射型器件，通过连接反射镜面的扭转结构，在微驱动力的作用下，带动镜面偏转，实现对光束在一维或二维方向的反射扫描，具有成本低、可靠性高、小型化和易批量生产等优点，在光通信、激光投影、激光雷达、三维成像等领域具有巨大的应用市场。通过微镜对光反射时，需要实时监控镜面偏转的角度，对于静电驱动型微镜，由于梳齿间静电力作用，引起梳齿相对扭转，导致梳齿间电容改变，通过检测梳齿间的电容值，即可获取镜面实时偏转角度。例如，中国专利ZL201110191626.1--一种沟槽隔离镜面的扭转微镜及其制作方法，针对单轴微镜，通过将镜面分为两个区域，区分驱动信号和检测信号，防止信号叠加影响电容检测，实现对镜面偏转角度的实时测量反馈。而双轴静电微镜由内外边框、相互垂直的内外两组扭转梁和镜面组成，可以使镜面同时在相互垂直的两个方向进行偏转，实现对光源的二维扫描，但是现有技术无法同时测量二维静电扫描微镜在两个方向的偏转角度，导致在实际应用中，无法有效反馈和精确控制镜面的偏转角度。

实用新型内容

本申请人针对现有技术中，无法实时监控二维扫描微镜在两个方向的偏转角度的问题，提供一种新型的二维静电扫描微镜，可以实时测量内、外两组反馈梳齿的电容变化，进而得到镜面在两个方向的偏转角度，可以精确控制镜面的偏转状态。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种二维静电扫描微镜，包括外边框、内边框和镜面，外边框和内边框通过外扭转梁连接，内边框和镜面通过内扭转梁连接，内扭转梁和外扭转梁的方向相互垂直，所述外边框上加工有外框隔离槽，将外边框分隔为外框测量部、外框驱动部和两个外框连接部；外框测量部和内边框之间具有外反馈梳齿组，外框驱动部和内边框之间具有外驱动梳齿组。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述镜面加工有镜面隔离槽，将镜面分隔成镜面反馈部、镜面驱动部和中心部；所述镜面反馈部和镜面驱动部分别与内边框之间加工有内反馈梳齿组和内驱动梳齿组；所述微镜表面有绝缘层，绝缘层上面加工有内驱动导线及电极和内反馈导线及电极，电极位于外框连接部，内驱动导线及电极的导线末端连通镜面驱动部；内反馈导线及电极的导线末端连通镜面反馈部。

所述外框测量部和外框驱动部上分别加工有第一电极和第二电极。

所述内驱动导线及电极的导线依次从外框连接部、外扭转梁、内边框、内扭转梁、中心部表面通过，末端连通镜面驱动部；内反馈导线及电极的导线从外框连接部、外扭转梁、内边框、内扭转梁、中心部表面通过，末端连通镜面反馈部。

所述外框连接部、内边框、镜面、外扭转梁和内扭转梁表面覆盖有绝缘层。

所述外框连接部上加工有与微镜硅衬底导通的第三电极；所述镜面上的隔离槽设置在镜面边缘靠近梳齿的位置。