与大多数在多个光设备中两个不同位置之间简单切换的微机电系统设备配置不同，最新微光机电系统在所有转换位置中都很重要。它可以决定一个和其他应用中光延迟线路系统以及借此的光学相干断层成像术系统的特性、波长通道的数量和在其他应用中动态波长切换性能。微机电系统的作用非常重要，它可改变任一设备中不同波长的路径，有益于提升这种微机电系统的性能，并由此提升光组件和光系统等组成部分的性能。发明专利技术者对这种微光机电系统反射镜、平面内光处理的光波导技术以及中红外光谱学的设计和实施进行了改进。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微机电系统，尤其是微机电系统反射镜以及利用这种微机电系统反射镜元件的光组件的设计和强化。
技术介绍
波分复用(WDM)已使电信服务供应商能够充分利用核心网络中光纤的传输容量。目前，远程网中现有技术的系统已增强了兆兆位每秒的容量。此外，通过提供多个独立的多千兆位通道，波分复用技术为服务供应商提供了建立和扩大网络直接方式，以支持有不同需求的多个客户。同时，这些技术已从局域网演绎到用户接入网以及数据中心，以支持数据持续发展的必然需求。为降低成本、增强网络灵活性、减少零部件并提供可重构性，许多服务供应商已将固定波长发送器、接收器和收发器改进成可调波长发送器、接收器和收发器以及波长相关分插复用器、空间开关等。同时，成像技术方面的改进已对现代医学产生了重要的影响。成像是实现非侵入性诊断的一种有力工具，有助于规划和指导外科手术并有利于治疗监测。光学相干断层成像术(OCT)为一种新兴的成像技术，可提供高清晰度的三维图像。这种技术为一种非侵入性和非接触式技术。过去十年中，光学相干断层成像术已应用于一些医疗领域，包括眼科、皮肤科、心血管内科、口腔科、神经内科和消化内科。用于光电信可调波长发送器、接收器和收发器的配备可能乍一看没有什么共同之处，医疗成像系统在循环速率超过1kHz和延迟范围超过3.33ps的视频帧率下运行，利用光学相干断层成像术来支持毫米深度穿透。尽管如此，这两种应用中，对减小刻痕、改进性能并降低成本的要求已实现单片光电路技术、光电混合集成的利用，以及诸如微机电系统技术(MEMS)的开发。两种应用共同使用的微机电系统元件为能在电子控制之下偏移的微机电系统反射镜。然而，与利用微机电系统简单地在这些设备两个位置之间切换的大多数微机电系统设备配置不同，现有微机电系统在所有过渡位置中都起到重要作用。另外，根据本专利技术实施例所述的光系统设计中，所述微机电系统反射镜在平面内旋转。所述微机电系统的特性决定一个和其他应用中整个光延迟线路系统以及借此的光学相干断层成像术系统的特性、波长通道的数量和在其他应用中动态波长切换性能。微机电系统的作用非常重要，它可改变任一设备中不同波长的路径。由此，它有益于提升这种微机电系统的性能，进而提升光学组件和光学系统等组成部分的性能。专利技术者从中受到启发，已对这种微机电系统反射镜以及支持这些设备概念延伸的光波导技术的设计和实施进行了一系列改进，例如在中红外光谱学方面。通过参阅下文对于本专利技术具体实施例的说明并结合附图，本领域技术人员可清楚了解本专利技术的其它方面内容和特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于减少有关微机电系统现有技术的限制，尤其是微机电系统反射镜以及利用这种微机电系统反射镜元件的光组件的设计和增强。根据本专利技术一个实施例提供的一种设备，包括微机电元件(所述微机电元件设有至少一个前表面和一个后表面)，以及邻近具有耦合表面的所述微机电元件而设置的光电路(所述耦合表面的轮廓与所述前表面相匹配)。根据本专利技术的一个实施例所提供的一种设备，包括：微机电元件，所述微机电元件设有至少一个前表面和一个后表面；邻近具有耦合表面的所述微机电元件而设置的光电路，所述耦合表面的轮廓与所述前表面相匹配；以及耦合至所述微机电元件的线性微机电致动器。根据本专利技术的一个实施例所提供的一种设备，包括：微机电元件，所述微机电元件设有至少一个前表面和一个后表面，并包括由预设陶瓷材料形成的预设部分；以及邻近具有耦合表面的所述微机电元件而设置的光电路，所述耦合表面的轮廓与所述前表面相匹配，所述光电路包括波导，其芯由预设陶瓷材料形成。根据本专利技术的一个实施例所提供的一种设备，包括：包括设有枢轴点的微机电设备预设部分，并在致动作用下绕着所述枢轴点旋转的微机电元件；以及连接所述微机电元件预设部分的锚部弹簧，其中，所述微机电元件旋转预设角度时，所述锚部弹簧顶着啮合所述微机电设备的预设部分。通过以下对本专利技术的具体实施例及附图进行的描述，本领域技术人员将会对本专利技术的其它方面和特征有更清晰的了解。附图说明以下通过示例和参考附图对本专利技术的实施例进行说明，其中：图1示出了根据现有技术的固定和可调半导体光源以及根据本专利技术一个实施例的可调半导体光源；图2示出了根据本专利技术一个实施例的可调半导体光源；图3A示出了根据本专利技术一个实施例的光学相干断层成像术(OCT)系统，以及用于硅微机电系统的偏振无关反射涂层的设计和性能；图3B示出了根据本专利技术一个实施例，利用微机电系统反射镜的光学相干断层成像术的可调光延迟线路及其性能；图4A示出了根据本专利技术一个实施例的微机电系统反射镜和可调光延迟线路组件；图4B示出了根据如图4A所示本专利技术一个实施例中可调光延迟线路组件的可调延迟线路性能；图5示出了根据本专利技术一个实施例的可调光延迟线路组件的可调延迟线路性能及其设计；图6示出了根据本专利技术实施例，利用微机电系统反射镜的光谱仪设计；图7示出了根据本专利技术实施例的光波导和微机电系统设计变型；图8示出了根据本专利技术实施例，基于氮化硅芯波导线路的示意图以及随着所述微机电系统反射镜最大旋转角度的变化所得的光通道数量；图9A示出了根据两种不同芯波导厚度的波导间间隙，氮化硅芯波导的波导间耦合强度；图9B示出了布拉格光栅长度对氮化硅芯波导的光栅带宽；图10至13示出了根据本专利技术一个实施例，布拉格光栅波导阵列和可调微机电系统反射镜的示例性制造流程；图14示出了隔离波导和阵列中波导的硅脊形波导设计和模拟；图15示出了根据本专利技术实施例，基于硅脊形波导线路的示意图以及随着所述微机电系统反射镜最大旋转角度的变化所得的光通道数量；图16示出了随着脊形深度变化的硅脊形波导的布拉格光栅长度对光栅带宽；图17至20示出了根据本专利技术一个实施例，布拉格光栅波导阵列和可调微机电系统反射镜的示例性制造流程；图21示出了根据本专利技术一个实施例的半圆形微机电系统反射镜(SC-MEMSM)和致动器；图22A示出了根据本专利技术一个实施例的半圆形微机电系统反射镜和致动器；图22B示出了如图21A所示半圆形微机电系统反射镜致动器的元件；图23示出了根据本专利技术实施例的半圆形微机电系统反射镜和致动器；图24示出了根据如图21、22A和23所示的本专利技术实施例，所述半圆形微机电系统反射镜和致动器设计的模拟和测量旋转角度对静电致动器电压；图25示出了根据如图21所示本专利技术一个实施例，140V偏压下半圆形微机电系统反射镜和致动器的光显微图以及用于设计的试验旋转角度对静电致动器电压；图26示出了根据本专利技术一个实施例的半圆形微机电系统反射镜和设有用于调整将所述半圆形微机电系统反射镜从邻近结构隔离的额外线性致动器的致动器；以及图27示出了根据本专利技术一个实施例的另一种半圆形微机电系统反射镜设计，其设有旋转致动器联合间隙致动器，用于调整所述半圆形微机电系统反射镜的间隙并闩锁/锁定致动器以使半圆形微机电系统反射镜固定于所设位置；图28示出了根据本专利技术一个实施例、用于半圆形微机电系统反射镜设备的间隙致动器示例；图29示出了根据本专利技术一个实施例、用于半圆形微机电系统反射镜设备的闩锁致动器示例；图30示出了根据本专利技术一个实施例、用于半圆形微机电系统反射镜设备的闩锁致动器的闩锁示例；图31示出了如图27所示半圆形微机电系统反射镜设计的模拟旋转角度对静电电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，包括：微机电元件，所述微机电元件设有至少一个前表面和一个后表面；以及邻近具有耦合表面的所述微机电元件而设置的光电路，所述耦合表面的轮廓与所述前表面相匹配。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.07 US 61/949,4741.一种设备，包括：微机电元件，所述微机电元件设有至少一个前表面和一个后表面；以及邻近具有耦合表面的所述微机电元件而设置的光电路，所述耦合表面的轮廓与所述前表面相匹配。2.根据权利要求1所述的设备，其中在所述光电路中传输的光信号通过所述耦合表面和前表面从所述光电路传输进所述微机电元件、从所述微机电元件的后表面反射、并通过所述前表面和耦合表面耦合回到所述光电路。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述光电路包括平面波导，所述前表面和耦合表面为预设的圆形部分，并且所述微机电元件的后表面为平面反射镜。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述前表面和耦合表面为预设的圆形部分，并且各自设有抗反射涂层；所述微机电元件的后表面为设有预设轮廓的反射镜；以及所述微机电元件的主体为平面光波导。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述光电路包括平面波导，所述前表面和耦合表面为预设的圆形部分，并且所述微机电元件的后表面为平面反射镜、抛物面反射镜、曲面反射镜和色散元件中至少一个。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述光电路包括多个光波导，所述前表面和耦合表面为预设的圆形部分，并且多个光波导中每个光波导的一端设于所述光电路前表面上的预设部分。7.根据权利要求6所述的设备，其中多个光波导的预设部分包括无源波导区和光滤波器，每个光滤波器都具有预设波长传输特性。8.一种设备，包括：微机电元件，所述微机电元件设有至少一个前表面和一个后表面；邻近具有耦合表面的所述微机电元件而设置的光电路，所述耦合表面的轮廓与所述前表面相匹配；以及耦合至所述微机电元件的线性微机电致动器。9.根据权利要求8所述的设备，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·曼拿徳，弗雷德里克·纳比克，穆罕默德·拉希姆，乔纳森·布里埃，菲利普·奥利维尔·比尤利，
申请(专利权)人：瓦里奥管理有限合伙，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
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