一种基于拉链梳齿的MEMS驱动器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种基于拉链梳齿的MEMS驱动器及其工作方法，属于微机电技术领域，包括可动部分、固定梳子、固定锚点和基底层，固定梳子和固定锚点均固定于基底层；固定梳子与可动梳子成对交叉分布，施加电压时，可动部分绕同一平面内驱动器外侧一个虚轴点旋转。相比于现有技术，该驱动器采用了拉链梳齿结构，同一梳子上，不同半径的梳齿对应圆心角不同，不同于一般的拉链梳齿，半径越小对应圆心角越小，由半径大的梳齿先驱动，带动半径小的梳齿驱动，有助于减小由于衍架厚度造成的小半径梳齿位移限制，充分利用梳齿间旋转空间，精简结构，该驱动器还可应用于外腔可调谐激光器，可以安装上光栅或者平面镜，实现激光器的窄线宽，无跳模调谐。

A MEMS driver based on zipper comb and its working method

The invention relates to a MEMS driver based on zipper comb and its working method, belonging to the field of micro-electromechanical technology, which includes movable part, fixed comb, fixed anchor point and base layer, both fixed comb and fixed anchor point are fixed on the base layer, fixed comb and movable comb are distributed in pairs, and when applied voltage, the movable part revolves around a virtual axis point outside the same in-plane driver. Turn. Compared with the existing technology, the driver adopts zipper comb structure. On the same comb, the different radius of the comb corresponds to different center angles. Unlike the general zipper comb, the smaller the radius is, the smaller the corresponding center angle is. The larger the radius of the comb is, the smaller the radius of the comb is driven first, which helps to reduce the displacement limitation of the small radius comb caused by the thickness of the derivative frame and make full use of it. This driver can also be used in external cavity tunable laser. It can be mounted with grating or plane mirror to achieve narrow linewidth and mode-hopping tuning.

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉链梳齿的MEMS驱动器及其工作方法
本专利技术涉及一种MEMS器件结构，尤其是一种基于拉链梳齿的MEMS驱动器及其工作方法，属于微机电

技术介绍
近红外波段的可调谐光源一直吸引了众多领域的关注，在诸多工业以及科研用途上已经展现出了非常广大的应用前景。可调谐激光器独特的优点在于，它的结构比较短小紧凑、光谱调谐范围高、输出激光线宽比较窄、生产可以规模化系统化、价格合理等，它在光通信、光谱分析领域、激光检测距离、多行业工艺检测、大气环境分析与污染检测、医学器械、雷达等方面都有广泛的应用空间。现在市面上常见的可调谐激光器大致分为分布式布拉格反射型激光器，分布反馈型激光器阵列、高度集成的分布反馈式激光器阵列以及高度集成的基于MEMS转镜外腔可调谐激光器等等。其中，高度集成的基于MEMS转镜可调谐外腔激光器在小体积、窄线宽方面等方面具有独特的优点。MEMS(微电子机械系统)是微米尺度量级上的新世纪前沿技术，是指对微米/纳米量级的器件进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它会将机电器件、光学元件、电路控制系统高度集成为一个微型的整体单元，成为一个完整的工作系统。这种工作系统可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，包括可动部分、固定梳子、固定锚点和基底层，所述固定梳子和固定锚点均固定于所述基底层；所述可动部分包括径向衍架、弧向衍架、连接部分、可动梳子和弹性梁，所述弧向衍架设置在以虚轴点为圆的圆弧位置上，所述径向衍架沿半径方向设置，所述径向衍架包括与可动梳齿连接的第一径向衍架和与所述连接部分的聚合端连接的第二径向衍架，所述第一径向衍架和第二径向衍架与弧向衍架在交点处连接，所述连接部分的聚合端是以虚轴点为圆心的扇形，其侧端以所述第二径向衍架为边；所述可动梳子包括多个可动梳齿，多个可动梳齿通过所述第一径向衍架连接，所述弹性梁沿以虚轴点为圆的半径方向设置，所述弹...

【技术特征摘要】
1.一种基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，包括可动部分、固定梳子、固定锚点和基底层，所述固定梳子和固定锚点均固定于所述基底层；所述可动部分包括径向衍架、弧向衍架、连接部分、可动梳子和弹性梁，所述弧向衍架设置在以虚轴点为圆的圆弧位置上，所述径向衍架沿半径方向设置，所述径向衍架包括与可动梳齿连接的第一径向衍架和与所述连接部分的聚合端连接的第二径向衍架，所述第一径向衍架和第二径向衍架与弧向衍架在交点处连接，所述连接部分的聚合端是以虚轴点为圆心的扇形，其侧端以所述第二径向衍架为边；所述可动梳子包括多个可动梳齿，多个可动梳齿通过所述第一径向衍架连接，所述弹性梁沿以虚轴点为圆的半径方向设置，所述弹性梁的固定端与所述固定锚点连接，所述弹性梁的自由端与连接部分的聚合端连接；所述固定梳子包括固定梳齿和连接梁，所述固定梳齿一侧通过连接梁连接，所述固定梳齿与可动梳齿的长均为以虚轴点为圆心的弧；所述固定梳子与可动梳子成对交叉分布，其对数为4对，每对固定梳子与可动梳子中，距离虚轴点由近及远，其梳齿的弧长逐渐增大，未施加电压时，每对固定梳子与可动梳子靠虚轴点的一部分未交叉，远离虚轴点的另一部分互相交叉。2.根据权利要求1所述的基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，每对固定梳子与可动梳子中固定梳齿与可动梳齿的对数为40～50对，未施加电压时，固定梳子与可动梳子的初始重叠梳齿从外侧数第10～20对梳齿。3.根据权利要求2所述的基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，最外侧的可动梳齿与固定梳齿对应的圆心角均为2.5～3.5°，宽度均为7～10um；优选的，未施加电压时，远离虚轴点的另一部分互相交叉的角度为0.25～0.35°。4.根据权利要求3所述的基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，相邻两可动梳齿间的距离，以及相邻两固定梳齿间的距离均为17～20um；优选的，可动梳齿与固定梳齿间的距离为5～7um。5.根据权利要求4所述的基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，所述弧向衍架最外侧弧对应半径为2450um～2550um，所述弧向衍架的宽度为30～32um，所述弧向衍架对应圆心角为20～22°；所述径向衍架的宽度为30～32um，所述第一径向衍架的长度为2300um～2400um。6.根据权利要求1所述的基于拉链梳齿的MEMS驱动器，其特征在于，所述连接部分的扇形半径为150um；优选的，所述弹性梁为2根，其长度为700～760um，宽度为7～9...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆军，李文睿，秦增光，关晨，丛振华，张行愚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37