驻极体用于多种基于ＭＥＭＳ的致动器装置（１００，２００，６００，７００，８００，１０００，１１００，１２００）中。驻极体能够很长时间地储存电荷，电荷泄漏可以忽略。因此，当驻极体被装入需要致动的ＭＥＭＳ装置（１００，２００，６００，７００，８００，１０００，１１００，１２００）时，所述装置可以很长时间地被初始偏压到任何所需的致动状态，且没有使用外偏压电压。这样的基于ＭＥＭＳ的致动器装置（１００，２００，６００，７００，８００，１０００，１１００，１２００）可以包括具有至少一个第一可偏转部件（１０８，５１２，１００６，１１０６，１２０２，１３０２）和至少一个第二部件（１０２，５０２，１０１０ｂ）的基于ＭＥＭＳ的致动器。所述第一可偏转部件（１０８，５１２，１００６，１１０６，１２０２，１３０２）和第二部件（１０２，５０２，１０１０ｂ）设有浮动电极和第二电极。第一浮动电极（１０６，４０２，５０６，６２２，９１６ａ，１００４，１１０４，１２０４）上的电荷被选择以便将第一可偏转部件（１０８，５１２，１００６，１１０６，１２０２，１３０２）定位在距第二部件（１０２，５０２，１０１０ｂ）所需的分开位置处。所述装置可以被用于对准光学部件或改变电气元件的电学特性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
微电力机械系统(MEMS)是一类小机械装置所述机械装置典型地使用平面平版印刷技术来制造，所述平面平版印刷技术最初开发用于制造基于半导体的电气装置。MEMS装置典型地由半导体材料形成。使用MEMS技术所提供的显微机械加工性能允许用较小的尺寸制造机械装置并获得以前机械系统中所不能实现的可靠性。MEMS装置通常需要电致动(激励)，典型地用于移动元件或旋转元件。静电电致动需要将被移动的元件设有电极。将电荷施加到元件上导致元件和另一元件之间存在电力，从而导致元件移动。
技术实现思路
MEMS装置中的一些元件必须在很长的时间内被偏压在相同的电压上。但是，由于MEMS装置即使对电压的较小改变也非常敏感，这样的偏压需要复杂和昂贵的稳定技术，从而保证偏压电压保持恒定。此外，如果所述装置要保持在给定的状态中，电源必须连续地操作。用于减小需要昂贵的电压稳定偏压的一种方案是在MEMS装置中使用驻极体。驻极体能够非常长时间地储存电压，典型地以年为单位计算，电荷泄漏可忽略。因此，当使用驻极体时，MEMS装置可以被初始偏压到所需(期望)的位置。然后，保持所需的偏压位置很长的时间周期，且没有使用外部偏压电路。本专利技术的一个实施例涉及基于MEMS的光学装置，所述光学装置包括基于MEMS的致动器，所述基于MEMS的致动器具有至少一个第一可偏转部件和至少一个第二部件。存在第一浮动电极，所述浮动电极设置到第一可偏转部件和第二部件中的一个上。第一可偏转部件和第二部件中的另一个设有第二电极。第一浮动电极上的电荷被选择，从而将可偏转部件定位在距第二部件所需的分开距离处。所述可偏转部件和第二部件中的一个包括第一光学元件。至少部分地通过可偏转部件的位置来确定第一光学元件相对第二光学元件的偏压(偏置)位置。本专利技术的另一实施例涉及基于MEMS的电气装置。基于MEMS的致动器具有至少一个第一可偏转部件和至少一个第二部件。至少一个第一浮动电极设置在所述第一可偏转部件和第二部件中的一个上。所述第一可偏转部件和第二部件中的另一个设有第二电极。第一浮动电极上的电荷被选择，以便将可偏转部件定位在距第二部件所需的分开距离处。所述第一可偏转部件和第二部件中的至少一个包括具有依赖于第一可偏转部件相对第二部件的位置的电学特性的电气元件。本专利技术的另一实施例涉及一种基于MEMS的装置，所述装置包括基于MEMS的致动器，所述基于MEMS的致动器具有至少一个第一可偏转部件和至少一个第二部件。至少第一浮动电极设置在所述第一可偏转部件和第二部件中的一个上。所述第一可偏转部件和所述至少一个第二部件的另一个设有第二电极。第一浮动电极上的电荷被选择，以便将可偏转部件定位在距第二部件所需的分开距离处。本专利技术的上述
技术实现思路
不是为了描述每个所示的实施例或本专利技术的每个实施。下面的附图和详细的描述将更详细地典型说明这些实施例。附图说明本专利技术可以考虑到本专利技术的多个实施例的下述详细说明、结合附图另外更完整地理解，其中图1示意地显示了根据本专利技术原理的、具有驻极体的基于MEMS的装置的实施例；图2、3示意地显示了根据本专利技术原理的可变光学衰减器的实施例；图4示意地显示了根据本专利技术原理的浮动电极的实施例；图5示意地显示了根据本专利技术原理的浮动电极和第二电极的实施例；图6A示意地显示了根据本专利技术原理的可调Fabry-Perot滤波器(法布里-珀罗滤波器)(TFPF)的实施例；图6B-6E示意地显示了图6A中所示的TFPF的元件部分的实施例； 图7示意地显示了根据本专利技术原理的基于光栅的光学开关的实施例；图8示意地显示了可以用于图7的光学开关中的全息光学元件的实施例；图9示意地显示了根据本专利技术原理的、使用驻极体控制的光学开关的尽管本专利技术可以用多种修改和可选形式来进行改动，其特定的特征已经通过附图中的示例进行了显示并更详细地进行了描述。但是，必须理解，目的不是为了将本专利技术限制到所描述的特定的实施例。相反，目的是为了覆盖所有的落入所附权利要求所限定的精神和范围之内的修改、等同物和替代物。具体实施例方式本专利技术可应用到使用驻极体的MEMS致动器(或激励器)装置，所述驻极体用于保持至少一个部件相对另一个部件的位置。驻极体控制的MEMS装置对于在很长时间周期内保持MEMS装置的不同部件的相对位置恒定是特别有用的，并且不需要外电压源。驻极体是磁体的电学模拟，并可以用于设计多种静电偏压MEMS装置中的致动器。大多数MEMS装置可以被制造到小公差。但是，在没有一定形式的调谐(调节)或特征化的情况下，过程控制可能不足以实现所需等级的性能。此外，特定的模拟电路应用需要偏压或特征化，以便适当地操作。在该类型的传统电路中，特征化通过使用D/A(数字至模拟)转换器来转换适当的模拟设定而数字地完成。可选地，激光微调是经常用在电路上的选项，但是没有直接应用到MEMS装置上。在本专利技术中，提出几种方法，允许使用驻极体来调谐MEMS装置。这些方法减小了需要稳定的、外偏压电路，和需要数字特征化以及激光微调。图1示意地显示了具有驻极体的MEMS装置100的一部分。基部102被固定，并具有绝缘层104。驻极体包括设置在绝缘层104之内的浮动电极106。可移动部件108在其外表面上具有电极110，并设置靠近浮动电极106。绝缘层104可以例如是一层二氧化硅，氮化硅等，而基部102和可移动部件108可以使用MEMS显微机械加工技术形成在硅中。浮动电极106可以由设置在绝缘体104之内的导电材料形成。导电材料可以例如是金属，或导电半导体材料。这些材料作为可以使用在所述装置中的材料的类型的示例使用这些典型材料不是为了限制本专利技术。例如，所述基部和/或可移动部件可以由石英或蓝宝石形成。当电荷111被捕获在浮动电极106上时，相反的电荷112在可移动部件108的电极110上感应。电极110可以接地。由于感应的电荷112，在基部102和可移动部件108之间具有吸引力114。典型地，也存在与吸引力相作用的回复力。所述回复力可以从由于可移动部件108的运动所引起的剪切或弹性力所获得。当回复力抵消吸引力时，可移动部件108相对基部102的位置被固定。由于电荷111可以保持捕获在浮动电极上很长的时间周期，直至几年，可移动部件108相对基部102的位置可以保持恒定很长的时间周期。各种基于MEMS的致动器可以使用驻极体来控制。驻极体对于控制不同部件的相对位置有用的一种类型的致动器是在光学MEMS装置上。例如，基于MEMS的致动器可以具有至少一个第一可偏转(或弯曲)部件和至少一个第二部件，所述至少一个第一可偏转部件和至少一个第二部件可以被固定。在第一可偏转部件或第二部件上设置至少一个第一可偏转部件。第一可偏转部件和第二部件的另一个设有第二电极，例如接地电极，或第二浮动电极。第一浮动电极上的电荷被选择，以便将可偏转部件定位在距第二部件所需的分开距离处(即，与第二部件相距所需的间距)。第一光学元件设有所述可偏转部件和第二部件中的一个。第一光学元件相对第二光学元件的偏压(或偏置)位置至少部分地通过可偏转部件的位置来确定。这样的光学基于MEMS的装置的一个示例是使用两个光学地端至端连接的光纤的可变光学衰减器(VOA)200。这在图2、3中进行了示意地显示。第一和第二光纤202、204本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于ＭＥＭＳ的光学装置，包括：基于ＭＥＭＳ的致动器，所述基于ＭＥＭＳ的致动器具有至少一个第一可偏转部件和至少一个第二部件，至少一个第一浮动电极设置到所述第一可偏转部件和所述第二部件中的一个上，所述第一可偏转部件和所述第二部件中的另一个设有第二电极，第一浮动电极上的电荷被选择以便将可偏转部件定位在距第二部件所需的分开距离处；所述可偏转部件和第二部件中的一个包括第一光学元件；第一光学元件相对第二光学元件的偏压位置至少部分地通过可偏转部件的位置确定。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯R威尔考克斯，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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