一种ＭＯＥＭＳ陀螺谐振腔及调节谐振腔的微镜空间状态的方法，以解决在现有的调节ＭＯＥＭＳ陀螺谐振腔的方法中存在一次加工成型难度较高、初始对准精度较低的问题。本发明专利技术的谐振腔基板的中间区域固定设置，边缘区域的上下两端分别设置有微镜和压电陶瓷片，用于使设置有压电陶瓷片的边缘区域根据压电陶瓷片产生的位移而产生形变；压电陶瓷片，设置在谐振腔基板的下端，用于根据施加的电压产生位移，使谐振腔基板产生形变。本发明专利技术通过在谐振腔基板边缘区域设置微镜和压电陶瓷片，压电陶瓷片产生位移使谐振腔基板产生形变调整微镜的俯仰角和偏转角，实现了一次加工成型工艺用于ＭＯＥＭＳ陀螺谐振腔的制造，能够对陀螺的初始对准精度进行精确的调整。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种MOEMS陀螺谐振腔及调节谐振腔的微镜空间状态的方法，属于激光 和微光机电
技术介绍
陀螺作为一种惯性仪表，按产生陀螺效应的原理不同，可以分为机械转子陀螺仪、 振动陀螺仪、粒子陀螺仪和激光陀螺仪与光纤陀螺仪。其中光纤陀螺仪自1976年Vali和 Shorthill提出后得到迅速发展，测量精度从最初的几十倍于地球自传速率(15°/h)提高到 现在小于0.00017h的量级。随着MEMS (Micro-electro-mechanical Systems,微机电系统) 技术的发展及逐渐成熟，从根本上打破了一直以来人们制造惯性器件的宏观壁垒，为陀 螺的小型化提供了新的方法与研究思路。MEMS陀螺已经成为各国研究的热点，且已有相 关产品问世。此时，建立在微机械技术及Sagnac效应基础上的微光机电(MOEMS-Micro-opto-electro-mechanical Systems;也称Optical MEMS)陀螺则显示了其明显的优势，由于其把微 光学元件、微电子和微机械装置有机地集成在一起，是光机电一体的、微型化、集成化 的惯性测量器件，所以MOEMS陀螺综合了光学传感器和微型化技术的优点，与光纤陀 螺、激光陀螺相比，其体积小，重量更轻；与MEMS惯性器件相比，其灵敏度高，无运动 部件，不需真空封装，抗电磁干扰能力强，可在一些恶劣环境下使用。MOEMS陀螺可分为谐振式和干涉式两种，其中谐振式MOEMS陀螺是一种技术可行 性较强的MOEMS陀螺，而谐振腔是传感的关键部件，其结构参数直接影响到MOEMS谐 振陀螺谐振效应的效果和系统的极限精度。现有的谐振腔的调整普遍采用MOEMS空间一 次加工成型法和分离式组装法，MOEMS空间一次加工成型法对制造工艺要求较高，而分 离式组装法通过角度调整致动器采用压电陶瓷作为致动器件，利用角度致动器对谐振腔 进行闭环调腔，实现空间谐振腔的调节，但难以提高初始对准精度。因此，在现有的调节MOEMS陀螺谐振腔的方法中，存在一次加工成型难度较高、初始 对准精度较低的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种MOEMS陀螺谐振腔及调节谐振腔的微镜空间状态的方法，以解决在 现有的调节MOEMS陀螺谐振腔的方法中，存在一次加工成型难度较高、初始对准精度较低 的问题。一种MOEMS陀螺谐振腔，包括谐振腔基板，中间区域固定设置，边缘区域的上下两端分别设置有微镜和压电陶瓷 片，用于使设置有压电陶瓷片的边缘区域根据压电陶瓷片产生的位移而产生形变；压电陶瓷片，设置在谐振腔基板的下端，用于根据施加的电压产生位移，使谐振腔 基板产生形变。一种调节谐振腔的微镜空间状态的方法，包括对压电陶瓷片施加电压，使压电陶瓷片产生位移，并使设置有压电陶瓷片的谐振腔 基板的边缘区域产生形变；根据检测到的反射光斑和循环光斑的位置调整加在压电陶瓷片上的电压，使谐振腔 基板的设置有压电陶瓷片的边缘区域产生与水平面呈一定角度的形变，直至反射光斑与 循环光斑重合。本专利技术通过在陀螺谐振腔基板的边缘区域的上下两端分别设置微镜和压电陶瓷片， 并通过压电陶瓷片产生位移使谐振腔基板产生形变来调整微镜的俯仰角和偏转角，不但 实现了一次加工成型工艺用于MOEMS陀螺谐振腔的制造，还能够在制造过程中对陀螺的初始对准精度进行精确的调整。 附图说明图1是本专利技术的具体实施方式提供的一种M0EMS陀螺谐振腔的结构示意图； 图2是本专利技术的具体实施方式提供的谐振腔基板通过固定板与陀螺底座固定连接的结 构示意图3是本专利技术的具体实施方式提供的微镜和谐振腔基板设置在陀螺底座上的结构示意图4是本专利技术的具体实施方式提供的压电陶瓷片和谐振腔基板设置在陀螺底座上的结 构示意图5是本专利技术的具体实施方式提供的调整微镜的俯仰角和偏转角的原理示意图；图6是本专利技术的具体实施方式提供的一种调节谐振腔的微镜空间状态的方法的流程示图7是本专利技术的具体实施方式提供的通过谐振腔基板的形变调整微镜的俯仰角和偏转 角的示意图8是本专利技术的具体实施方式提供的在完成调节的谐振腔微镜空间状态示意图。 具体实施例方式本专利技术的具体实施方式提供了一种MOEMS陀螺谐振腔，包括谐振腔基板和压电陶瓷 片，谐振腔基板的中间区域固定设置，边缘区域的上下两端分别设置有微镜和压电陶瓷 片，用于使设置有压电陶瓷片的边缘区域根据压电陶瓷片产生的位移而产生形变；压电 陶瓷片设置在谐振腔基板的下端，用于根据施加的电压产生位移，使谐振腔基板产生形 变。进一步地，相应的微镜有四个，分别设置在以谐振腔基板的中间区域为中心的正方 形的四个角上。相应的压电陶瓷片有三组，每组有两个，每两个压电陶瓷片分别并列设 置在谐振腔基板的下端，并且与微镜设置在同一条与水平面垂直的轴线上。该谐振腔还 包括一个或多个抗震压电陶瓷片，分别设置在谐振腔基板下端的固定区域与设置有压电 陶瓷片的边缘区域之间，用于提高装置的抗震效果。由于谐振腔的谐振深度和清晰度直接决定着光电探测器的探测精度和陀螺的测试精 度，因此，谐振腔关键技术在于保证谐振腔具有最高的谐振清晰度，谐振深度。谐振清 晰度F、谐振腔的谐振深度p、陀螺的极限灵敏度SQ的计算公式分别为<formula>formula see original document page 6</formula>式中，R为输入输出镜的反射率；^为微镜的反射率；Aw = 2tA/ 为激光器输出光谱线宽的角频率,Af为激光器谱线宽度；t为光在谐振腔中的渡越时间； 入为激光器中心波长；^为每秒钟到达探测器的光子数；//d为探测器量子效率；t'为探测器的积分时间。从上面的式子可得，对于谐振腔实现来说，输入输出镜和微镜反射率 要求很高。谐振腔中的损耗直接影响谐振腔的清晰度以及陀螺的极限灵敏度。因此要求 空间谐振腔具有精度高、可控性好、具备一定控制范围、能够达到反射镜偏差精度要求 的调整方案和利用微加工工艺制作相互垂直的竖直微镜是MOEMS陀螺空间谐振腔实现的 两项关键技术。为了更清楚的说明本技术的具体实施方式提供的一种MOEMS陀螺谐振 腔，现结合说明书附图对该谐振腔进行详细说明，如图1所示，具体可以包括谐振腔基板ll，中间区域固定设置，边缘区域的上下两端分别设置有微镜13和压电 陶瓷片12，用于使设置有压电陶瓷片12的边缘区域根据压电陶瓷片12产生的位移而产生 形变。谐振腔基板ll可以采用能够根据外力产生挠性变化的材料制造，如图2所示，谐振腔 基板11的中心区域通过固定部件15和固定板16设置在陀螺底座17上。如图3和图4所示， 谐振腔基板11边缘区域的上下两端分别设置有微镜13和压电陶瓷片12。相应的微镜13有 四个，分别设置在以谐振腔基板ll的中间区域为中心的正方形的四个角上；相应的压电 陶瓷片12有三组，每组有两个，每两个压电陶瓷片12分别并列设置在谐振腔基板11的下 端，并且与微镜13设置在同一条与水平面垂直的轴线上。其中三组压电陶瓷片12分别对 应三个微镜13，并且在这三个微镜13中，第一个微镜13为平面反射镜，第二个微镜13为 反射镜且镜面为凹面，第三个微镜13为平面反射镜。第四微镜131设置在陀螺底座21的入 射端，并且第四微镜131为具有半透半反特性的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＭＯＥＭＳ陀螺谐振腔，其特征在于，包括： 谐振腔基板，中间区域固定设置，边缘区域的上下两端分别设置有微镜和压电陶瓷片，用于使设置有压电陶瓷片的边缘区域根据压电陶瓷片产生的位移而产生形变； 压电陶瓷片，设置在谐振腔基板的下端， 用于根据施加的电压产生位移，使谐振腔基板产生形变。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠兰，王勇，于怀勇，冯丽爽，周震，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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