專利名稱：一種新型硅基光波導(dǎo)加速度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型光波導(dǎo)加速度傳感器，屬于傳感器生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種力學(xué)量監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、電磁場測量等許多領(lǐng)域。光纖直徑很小，而且接口處裝配精度要求很高，限制了光纖傳感器批量生產(chǎn)和價格的進(jìn)一步降低，同時帶來了長期穩(wěn)定性差等問題。近年來發(fā)展迅速的微加工技術(shù)，如硅的各項異性腐蝕技術(shù)等能用來制造非常精密的三維微結(jié)構(gòu)，另一方面，硅基集成光電子學(xué)的發(fā)展已經(jīng)在硅片上制作光波導(dǎo)、光探測器等器件。本文設(shè)計了一種基于硅微機械技術(shù)和硅基集成光電子學(xué)系統(tǒng)的集成光強調(diào)制型光波導(dǎo)加速度傳感器，有望解決傳統(tǒng)光纖傳感器向微型化發(fā)展和批量生產(chǎn)時遇到的裝配困難及長期穩(wěn)定性問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制作一種新型硅基光波導(dǎo)加速度傳感器，解決了光纖傳感器向微型化發(fā)展時遇到的裝配困難及長期穩(wěn)定性差等問題。設(shè)計方法本文設(shè)計的新型硅基MEMS集成光強調(diào)制型光波導(dǎo)加速度，傳感器原理結(jié)構(gòu)如

圖1 所示，射入波導(dǎo)1的一束光，到達(dá)分束器BS時，分為透射和反射兩個部分，其中反射部分進(jìn)入波導(dǎo)4，并到達(dá)光探測器2，透射部分進(jìn)入波導(dǎo)2，波導(dǎo)2穿過懸臂梁的頂部，然后經(jīng)過一個微小的空氣間隙耦合到波導(dǎo)3，探測器1的作用是探測進(jìn)入波導(dǎo)3中的光強，加速度為零時， 波導(dǎo)2和波導(dǎo)3端面正對，此時經(jīng)空氣間隙耦合進(jìn)入波導(dǎo)3的光最強。因為空氣間隙距離僅有幾個微米，可以認(rèn)為從波導(dǎo)出射的光完全照射在波導(dǎo)3的端面上，進(jìn)入波導(dǎo)3的光強度僅同波導(dǎo)3截面的反射率有關(guān)當(dāng)加速度不為零，在質(zhì)量塊慣性力作用下，懸臂梁將發(fā)生彎曲， 此時波導(dǎo)2和波導(dǎo)3相對截面間將發(fā)生一個微小位移，位移量的大小是加速度的函數(shù)。在一定的近似下，可以認(rèn)為波導(dǎo)3截面上的光入射角不隨加速度的大小變化，耦合到波導(dǎo)3的光強僅同二者正對截面大小有關(guān)，通過測量波導(dǎo)3光強的變化，可以得到相應(yīng)的加速度值。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種新型硅基光波導(dǎo)加速度傳感器，它是一種新型硅基集成光強調(diào)制型光波導(dǎo)加速度傳感器，在同一硅片上集成了分束器、懸臂梁、質(zhì)量塊、光波導(dǎo)、光探測器等元件，解決了光纖傳感器向微型化發(fā)展時遇到的裝配困難及長期穩(wěn)定性差等問題，討論了利用現(xiàn)有工藝在硅基片上實現(xiàn)集成光波導(dǎo)加速度傳感器的可行性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基光波導(dǎo)加速度傳感器設(shè)計方法，是在硅片上制作光波導(dǎo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型光波導(dǎo)加速度傳感器設(shè)計方法，主要是微加工技術(shù)和硅集成光電子學(xué)工藝。
全文摘要
本發(fā)明是一種的新型硅基光波導(dǎo)加速度傳感器，它是一種新型硅基集成光強調(diào)制型光波導(dǎo)加速度傳感器，在同一硅片上集成了分束器、懸臂梁、質(zhì)量塊、光波導(dǎo)、光探測器等元件，解決了光纖傳感器向微型化發(fā)展時遇到的裝配困難及長期穩(wěn)定性差等問題，討論了利用現(xiàn)有工藝在硅基片上實現(xiàn)集成光波導(dǎo)加速度傳感器的可行性。
文檔編號G01P15/03GK102236029SQ201010166990
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者黃慶舉 申請人:茂名學(xué)院