本申請屬于微機(jī)電系統(tǒng)，具體地講，涉及一種微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡。

背景技術(shù)：

1、微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical?system，簡稱mems)，也叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)，是指尺寸在幾毫米乃至更小的微小裝置，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統(tǒng)。mems快反鏡光束指向控制技術(shù)在空間衛(wèi)星激光通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用?；诳旆寸R的控制光束指向應(yīng)用為空間衛(wèi)星通信需求帶來了革命性的變化?？旆寸R能夠通過微小的機(jī)械運(yùn)動實現(xiàn)光束的定向調(diào)整和聚焦，從而在衛(wèi)星與地面站之間建立高效的光通信鏈路，以此提高通信效率和降低能耗。mems快反鏡可以用于調(diào)整光束的方向和角度，以確保光信號能夠準(zhǔn)確地傳輸?shù)街付ǖ慕邮掌骰蚰繕?biāo)區(qū)域。

2、mems快反鏡為了實現(xiàn)在空間衛(wèi)星通信上的應(yīng)用，需要滿足高精度偏轉(zhuǎn)的需求，最高偏轉(zhuǎn)精度需要小于1μrad，而且對偏轉(zhuǎn)精度的重復(fù)性以及穩(wěn)定性具有很高的要求。為了實現(xiàn)mems快反鏡高精度以及高偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的要求，單純的開環(huán)控制無法滿足需求，開環(huán)控制缺乏閉環(huán)反饋控制機(jī)制。閉環(huán)控制可以實時監(jiān)測和調(diào)整微鏡的偏轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)實際偏轉(zhuǎn)情況進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)精確的位置控制。而開環(huán)驅(qū)動方式則無法對微鏡的實際位置進(jìn)行實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)，導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)角度的精度和穩(wěn)定性受到限制。而且開環(huán)控制容易受到溫度變化和環(huán)境條件的影響。溫度的變化會導(dǎo)致微鏡結(jié)構(gòu)材料的熱膨脹和機(jī)械性能的變化，從而影響微鏡的偏轉(zhuǎn)角度和穩(wěn)定性。

3、為了實現(xiàn)mems快反鏡的高精度偏轉(zhuǎn)以及長期穩(wěn)定性的要求，需要對mems快反鏡進(jìn)行閉環(huán)控制。閉環(huán)控制需要mems快反鏡上有反饋元件或外置反饋元件。目前mems芯片經(jīng)常采用的內(nèi)置反饋元件通常有兩種，電容反饋和電阻反饋。靜電驅(qū)動式微鏡一般采用電容反饋，靜電驅(qū)動采用靜電力驅(qū)動，在運(yùn)動的過程中，電極間的電容也會隨著微鏡的運(yùn)動而發(fā)生改變。電容傳感器能實現(xiàn)較高精度但受溫度以及環(huán)境影響嚴(yán)重。而電阻反饋通常的做法是在mems芯片的襯底硅上通過半導(dǎo)體工藝集成壓阻傳感器，但電阻反饋的問題同樣是對于溫度敏感易受到溫度的影響且壓阻傳感器的靈敏度較低，mems快反鏡偏轉(zhuǎn)角度為μrad量級，如此壓阻傳感器靈敏度對應(yīng)的輸出電壓μv級別，輸出信號太小難以實現(xiàn)閉環(huán)控制。而外置反饋元件通常在外部采用光學(xué)元件控制角度。通過在mems微鏡周圍放置多個光學(xué)探測器實現(xiàn)mems微鏡運(yùn)動狀態(tài)的檢測，四個探測器分別檢測mems掃描微鏡偏轉(zhuǎn)的四個方向，檢測靈敏度高。但由于需要增加光學(xué)傳感器，體積大幅增加，無法實現(xiàn)小尺寸以及高集成化的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請解決的技術(shù)問題是：如何提供一種集成度更高、器件體積更小和抗干擾能力更強(qiáng)的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，所述微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡包括：

3、襯底；

4、反射鏡，所述反射鏡活動安裝于所述襯底；

5、驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動反射鏡活動；

6、電渦流傳感器，所述電渦流傳感器用于檢測所述反射鏡活動時的位移。

7、可選地，所述襯底設(shè)置有柔性連接件和支撐座，所述柔性連接件的兩端連接所述襯底和所述支撐座，所述支撐座與所述反射鏡連接，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述支撐座活動以使所述反射鏡活動。

8、可選地，所述柔性連接件為柔性軸承，所述柔性軸承與所述襯底平行，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述支撐座偏轉(zhuǎn)。

9、可選地，所述襯底開設(shè)有避讓通孔，所述柔性軸承和所述支撐座均位于所述避讓通孔。

10、可選地，所述支撐座包括中心支撐座和若干側(cè)支撐座，若干所述側(cè)支撐座設(shè)置于所述中心支撐座，所述柔性軸承與所述中心支撐座連接，所述反射鏡安裝于所述中心支撐座，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動若干側(cè)支撐座以帶動所述支撐座偏轉(zhuǎn)。

11、可選地，所述電渦流傳感器安裝于所述反射鏡與所述襯底之間，且所述電渦流傳感器與所述反射鏡間隔。

12、可選地，所述電渦流傳感器的數(shù)量為多個，各個所述電渦流傳感器間隔地設(shè)置于所述襯底。

13、可選地，所述電渦流傳感器包括激勵線圈和感測線圈，所述激勵線圈和所述感測線圈電鍍集成于所述襯底。

14、可選地，所述驅(qū)動單元為電磁驅(qū)動單元。

15、可選地，所述驅(qū)動單元包括驅(qū)動線圈和永磁體，所述驅(qū)動線圈安裝于所述支撐座，所述永磁體與所述驅(qū)動線圈相對設(shè)置。

16、本申請?zhí)峁┑囊环N微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，具有如下技術(shù)效果：

17、該微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡集成了電渦流傳感器，可以提高器件的抗干擾能力，且降低器件的整體體積和提升集成度。

技術(shù)特征：

1.一種微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述襯底設(shè)置有柔性連接件和支撐座，所述柔性連接件的兩端連接所述襯底和所述支撐座，所述支撐座與所述反射鏡連接，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述支撐座活動以使所述反射鏡活動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述柔性連接件為柔性軸承，所述柔性軸承與所述襯底平行，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述支撐座偏轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述襯底開設(shè)有避讓通孔，所述柔性軸承和所述支撐座均位于所述避讓通孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述支撐座包括中心支撐座和若干側(cè)支撐座，若干所述側(cè)支撐座設(shè)置于所述中心支撐座，所述柔性軸承與所述中心支撐座連接，所述反射鏡安裝于所述中心支撐座，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動若干側(cè)支撐座以帶動所述支撐座偏轉(zhuǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述電渦流傳感器安裝于所述反射鏡與所述襯底之間，且所述電渦流傳感器與所述反射鏡間隔。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述電渦流傳感器的數(shù)量為多個，各個所述電渦流傳感器間隔地設(shè)置于所述襯底。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述電渦流傳感器包括激勵線圈和感測線圈，所述激勵線圈和所述感測線圈電鍍集成于所述襯底。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述驅(qū)動單元為電磁驅(qū)動單元。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，其特征在于，所述驅(qū)動單元包括驅(qū)動線圈和永磁體，所述驅(qū)動線圈安裝于所述支撐座，所述永磁體與所述驅(qū)動線圈相對設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡，該微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡包括襯底、反射鏡、驅(qū)動單元和電渦流傳感器，反射鏡活動安裝于襯底，驅(qū)動單元用于驅(qū)動反射鏡活動，電渦流傳感器用于檢測反射鏡活動時的位移。該微機(jī)電系統(tǒng)快反鏡集成了電渦流傳感器，可以提高器件的抗干擾能力，且降低器件的整體體積和提升集成度。

技術(shù)研發(fā)人員：余暉俊,沈文江,侯嘉鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10