專利名稱：一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電子機(jī)械系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種微電子機(jī)械傳感 器的被動光學(xué)反饋控制方法，同時還涉及一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制的裝 置，這種方法可以廣泛適用于掃描探針顯微鏡的微電子機(jī)械測力傳感器、微電子機(jī)械生物 傳感器與生物分子測試芯片、微電子機(jī)械化學(xué)傳感器與氣體傳感芯片和微電子機(jī)械質(zhì)量傳 感器與應(yīng)力傳感器的優(yōu)化控制。
背景技術(shù)：
目前，微電子機(jī)械系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)和生物領(lǐng)域的高靈敏度傳感器件。 微電子機(jī)械傳感器的高測量靈敏度是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)的高共振品質(zhì)因數(shù)Q值和小 彈性常數(shù)之上。但是，隨著微電子機(jī)械傳感器彈性常數(shù)的減小，其熱噪聲幅值將不斷增大。 同時，由于微電子機(jī)械傳感器的響應(yīng)時間與振動品質(zhì)因數(shù)成正比，提高微電子機(jī)械傳感器 的振動品質(zhì)因數(shù)Q值不僅會減小其測量動態(tài)范圍而且還會降低微電子機(jī)械傳感器對測量 信號的響應(yīng)速率。為了降低微電子機(jī)械傳感器的熱噪聲、提高對測量信號的響應(yīng)速率、優(yōu)化 動態(tài)性能，通常需要對微電子機(jī)械傳感器進(jìn)行優(yōu)化控制。目前，微電子機(jī)械傳感器優(yōu)化控制 普遍采用的是一種主動電子反饋激振控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)利用測量得到的微電子機(jī)械 傳感器振動信號，根據(jù)所設(shè)計(jì)的反饋函數(shù)，通過適當(dāng)?shù)膭钫裨唇o微電子機(jī)械傳感器施加一 個實(shí)時的控制力，以達(dá)到對微電子機(jī)械傳感器優(yōu)化控制的目的。通過對電子反饋系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)合理，這種控制方法確實(shí)在微電子機(jī)械傳感器的優(yōu)化控制方面取得較好控制效果，使微 電子機(jī)械傳感器的測量噪聲、響應(yīng)速率和動態(tài)性能都有較大改善。但是這種控制方法的控 制效果在很大程度上取決于測量得到的微電子機(jī)械傳感器振動信號的質(zhì)量，因此當(dāng)所測量 得到的微電子機(jī)械傳感器振動信號信噪比非常低時這種控制方法往往很難做出正確的反 饋控制。錯誤的反饋不僅不能優(yōu)化微電子機(jī)械傳感器的性能，而且還會降低微電子機(jī)械傳 感器的測量信噪比、嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致錯誤測量。另外，這種控制方法的控制效果在很大程 度上取決于控制電路的電子噪聲水平，電磁波等外界因素很容易對這種電子反饋控制系統(tǒng) 產(chǎn)生干擾，并通過控制系統(tǒng)直接耦合到微電子機(jī)械傳感器的測量信號中，影響微電子機(jī)械 傳感器的測量信噪比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法，該 方法簡單、高效、成本低，操作簡單。被動光學(xué)反饋控制利用激光作用在微電子機(jī)械傳感器 上的熱輻射力作為控制微電子機(jī)械傳感器運(yùn)動的反饋控制力，具有很高的控制效率，可以 顯著改善微電子機(jī)械傳感器的動態(tài)性能，降低微電子機(jī)械傳感器的測量噪聲，提高微電子 機(jī)械傳感器的響應(yīng)速度，尤其適合對極高靈敏度微電子機(jī)械傳感器的優(yōu)化控制。本發(fā)明的另一個目的是在于提供了一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制 的裝置，這種控制裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低。而且由于這種控制裝置的組要控制部件為光學(xué)部件，使得這種控制裝置具備良好的抗外界電磁干擾的能力，不易在微電子機(jī)械傳感器測量 系統(tǒng)中引入額外的控制系統(tǒng)噪聲。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法，其步驟是A、構(gòu)建微型光學(xué)諧振腔a、利用微電子機(jī)械傳感器固定裝置使0°拋光后的光纖端面(拋光的角度誤差 士0.5° )正對微電子機(jī)械傳感器的平表面并平行放置；b、通過步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺使經(jīng)過平面拋光后的光纖端面逐漸靠近微電子機(jī)械 傳感器的表面，最終使它們間距在10 60 ym之間，形成微型光學(xué)諧振腔；B、產(chǎn)生穩(wěn)定的激光a、打開激光器電源給激光器供電，給激光器設(shè)置一個較大的激光發(fā)射功率(對于 高靈敏度的微電子機(jī)械傳感器，設(shè)置激光功率 lmW ；對于低靈敏度的微電子機(jī)械傳感器， 激光功率設(shè)置得更高 10mW)；b、開啟激光器冷卻系統(tǒng)(對于小功率激光器可采用風(fēng)冷；對于大功率激光器應(yīng)該 采用水冷)，等待20 40分鐘，使激光器的工作溫度穩(wěn)定；C、調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)a、使用壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置，在所用激光波長1/2倍的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)平面 拋光后的光纖端面與微電子機(jī)械傳感器表面的距離；b、通過監(jiān)視測量得到的微電子機(jī)械傳感器振動信號，在藍(lán)失諧狀態(tài)下微電子機(jī)械 傳感器振動幅度會較紅失諧狀態(tài)下有顯著減小，利用這一特征確定微型光學(xué)諧振腔工作點(diǎn) 處于藍(lán)失諧狀態(tài)。D、調(diào)節(jié)被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益a、反饋控制系統(tǒng)的反饋增益完全由激光器的功率控制的，并于激光功率成正比， 激光器的功率越大反饋的增益越大，反之越小，因此可以通過調(diào)節(jié)激光器的發(fā)射功率設(shè)置 合適的反饋增益；b、當(dāng)確定了合適的激光功率，即反饋增益后，等待20 40分鐘，待激光器的輸出 功率達(dá)到穩(wěn)定后，確認(rèn)反饋增益是否合適，若與期望值有偏差可對激光器功率進(jìn)行微調(diào)，每 次微調(diào)后等待 5分鐘，使激光器達(dá)到穩(wěn)定，直到獲得理想反饋增益。一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制裝置，是由光學(xué)系統(tǒng)、微位移調(diào)節(jié)裝 置和微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置組成。光學(xué)系統(tǒng)通過單模光纖與微位移調(diào)節(jié)裝置中 壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置相連，微位移調(diào)節(jié)裝置通過步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺同微電子機(jī)械傳 感器固定與調(diào)節(jié)裝置中微電子機(jī)械傳感器固定裝置連接。其中所述的光學(xué)系統(tǒng)由激光器、激光器電源、激光器冷卻器、單模光纖和FC/APC光纖 適配器組成。激光器電源與激光器連接，激光器冷卻器(如風(fēng)扇、水冷裝置等)安裝于緊鄰 激光器的地 方或與激光器緊密接觸，單模光纖一端通過FC/APC光纖適配器與激光器連接， 單模光纖另外一端的端面進(jìn)行平面拋光后固定到壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置上。微電子機(jī)械 傳感器安裝在微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置上。所述的微位移調(diào)節(jié)裝置由步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺及其驅(qū)動控制器和壓電陶瓷微位 移調(diào)節(jié)裝置及其驅(qū)動控制器組成。壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置固定在步進(jìn)上，單模光纖固定在壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置上，步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺和壓電陶瓷微位移 調(diào)節(jié)裝置分別與步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺驅(qū)動控制器和壓電陶瓷驅(qū)動控制器連接。所述的微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置由微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置和微電 子機(jī)械傳感器固定裝置組成。微電子機(jī)械傳感器固定裝置是一個微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝 置和步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺的固定平臺，它將光纖端面垂直與微電子機(jī)械傳感器表面固定。 微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置安裝在微電子機(jī)械傳感器固定裝置上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果本發(fā)明使用被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微電子機(jī)械傳感器優(yōu)化控制的方法，該控 制方法的控制效果完全不依賴于微電子機(jī)械傳感器振動測量信號信噪比，而且有很好的抗 外界電磁干擾性能，對控制系統(tǒng)的技術(shù)要求低、易于實(shí)現(xiàn)。在利用傳統(tǒng)的電子主動反饋控制 方法實(shí)現(xiàn)微電子機(jī)械傳感器的優(yōu)化控制時，為了保證反饋系統(tǒng)具有高的工作穩(wěn)定性、盡量 減小有反饋系統(tǒng)引入的噪聲產(chǎn)生，需要根據(jù)控制源設(shè)計(jì)復(fù)雜的反饋電路。本發(fā)明在獲得穩(wěn) 定高效的微電子機(jī)械傳感器優(yōu)化控制效果的同時，免除了復(fù)雜的電路的設(shè)計(jì)，由于使用了 被動的振動控制機(jī)理，在最大限度上降低了反饋系統(tǒng)引入的噪聲。而且這種控制不依照微 電子機(jī)械傳感器振動測量信號做出響應(yīng)，即使在測量信噪比很低的情況下這種控制方法依 然能夠獲得很好的控制效果。


圖1為一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制裝置結(jié)構(gòu)示意2為一種光學(xué)系統(tǒng)原理示意3為一種微位移調(diào)節(jié)裝置的示意4為一種微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置的示意5是利用本被動光學(xué)反饋控制方法實(shí)現(xiàn)原子力顯微鏡微懸臂梁控制的實(shí)施例其中1.激光器電源，2.激光器冷卻裝置(5W風(fēng)扇)，3.激光器 (SCW1301G-200FCR, laser diode incorporated)，4. FC/APC 光纖適配器，5.單模光纖 (9/125/900單模光纖)，6.微電子機(jī)械傳感器(單晶硅懸臂梁)，7.步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺 (ANPxl01,attocube systems) ,8.壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置(ANSz50，attocube systems), 9.步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺驅(qū)動控制器(ANC35，attocube systems), 10.壓電陶瓷驅(qū)動控 制器(ANC250, attocubesystems), 11.微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置(ANPxlOl，attocube systems), 12.微電子機(jī)械傳感器固定裝置(已在實(shí)施例3中描述)，13.激光光纖干涉儀 (USBFiber Interferometer, Nanomagnetics), 14.原子力顯微鏡測量控制臺(Inspiron 580s, DELL)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法，其步驟是A、構(gòu)建微型光學(xué)諧振腔，如圖4所示，利用微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置將 0°拋光后的光纖端面(拋光的角度誤差士0. 5° )正對微電子機(jī)械傳感器的平表面并平行 放置，并使用步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺使經(jīng)過平面拋光后的光纖端面逐漸靠近微電子機(jī)械傳感器的表面，最終使它們的間距在10-60 ym，形成微型光學(xué)諧振腔；B、產(chǎn)生穩(wěn)定的激光，如圖2所示，打開激光器電源給激光器供電，通過調(diào)節(jié)激光 器電源的輸出電流給激光器設(shè)置一個較大的激光發(fā)射功率(對于高靈敏度的微電子機(jī)械 傳感器，設(shè)置激光功率 lmW ；對于低靈敏度的微電子機(jī)械傳感器，激光功率設(shè)置得更高 lOmff)；然后，開啟激光器冷卻系統(tǒng)(對于小功率激光器可采用風(fēng)冷；對于大功率激光器應(yīng) 該采用水冷)，等待20或25或40分鐘，使激光器的工作條件穩(wěn)定；C、調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)，如圖3所示，利用微位移調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔 工作點(diǎn)，操作壓電陶瓷驅(qū)動控制器通過壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置，在所用激光波長1/2倍 的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)平面拋光后的光纖端面與微電子機(jī)械傳感器表面的距離；通過監(jiān)視測量 得到的微電子機(jī)械傳感器振動信號，在藍(lán)失諧狀態(tài)下微電子機(jī)械傳感器振動幅度會較紅失 諧狀態(tài)下有顯著減小，利用這一特征確定微型光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)處于藍(lán)失諧狀態(tài)；D、調(diào)節(jié)被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益，調(diào)節(jié)激光光纖干涉儀的輸出功率來控 制被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益，通過改變激光器電源的輸出電流控制激光器的輸出 功率，輸出激光功率越大反饋系統(tǒng)的反饋增益越大，反之亦然；在獲得合適的反饋增益后等 待20或25或30或35或40分鐘，待激光器的輸出功率達(dá)到穩(wěn)定后，確認(rèn)反饋增益要求，若 與期望值有偏差可對激光器功率進(jìn)行微調(diào)，每次微調(diào)后等待1或2或3或4或5分鐘，使激 光器達(dá)到穩(wěn)定，直到獲得理想反饋增益，被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)即可達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。實(shí)施例2 利用一種被動光學(xué)反饋控制實(shí)現(xiàn)原子力顯微鏡微懸臂梁控制的方法，其步驟為A、構(gòu)建微型光學(xué)諧振腔，利用原子力顯微鏡微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置， 將0°拋光后的光纖端面(拋光的角度誤差士0.5° )正對懸臂梁(一種高靈敏度微電子 機(jī)械傳感器)的平表面并平行放置，并使用步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺使經(jīng)過平面拋光后的光纖 端面逐漸靠近微電子機(jī)械傳感器的表面，最終使它們的間距在10 40 y m,形成微型光學(xué) 諧振腔；B、產(chǎn)生穩(wěn)定的激光，利用測量原子力顯微鏡懸臂梁振動的激光光纖干涉儀產(chǎn)生波 長為1310nm的紅外激光，設(shè)置激光功率為2mW，并開啟激光器冷卻風(fēng)扇，等待30分鐘使激光 器工作達(dá)到穩(wěn)定。C、調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)，利用微位移調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)，利用壓 電陶瓷驅(qū)動控制器連續(xù)改變輸出到壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置上的控制電壓，使平面拋光后 的光纖端面與微電子機(jī)械傳感器表面的距離在 700nm的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)；通過監(jiān)視光纖 干涉儀的測量信號調(diào)節(jié)微型光學(xué)諧振腔的失諧狀態(tài)，在藍(lán)失諧狀態(tài)下測量得到的懸臂梁的 振動幅度會較紅失諧狀態(tài)下有顯著減小，利用這一特征確定微型光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)處于藍(lán) 失諧狀態(tài)。D、調(diào)節(jié)被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益，通過原子力顯微鏡的測量控制臺改變 激光光纖干涉儀的輸出激光功率，調(diào)節(jié)被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益，輸出激光功率 越大反饋系統(tǒng)的反饋增益越大，反之亦然，在獲得合適的反饋增益后等待20分鐘，待激光 器的輸出功率達(dá)到穩(wěn)定后，被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)即可處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。實(shí)施例3 一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制裝置，是由光學(xué)系統(tǒng)X、微位移調(diào)節(jié)裝置Y和微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置Z組成。光學(xué)系統(tǒng)X通過單模光纖5與微位移調(diào) 節(jié)裝置Y中壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置8相連，微位移調(diào)節(jié)裝置Y通過步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺 9與微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置Z中微電子機(jī)械傳感器固定裝置12連接。其中所述的光學(xué)系統(tǒng)X由激光器3、激光器電源1、激光器冷卻器2、FC/APC光纖適配器 4和單模光纖5組成。激光器電源1與激光器3連接，激光器冷卻器2 (如風(fēng)扇、水冷裝置 等)安裝于緊鄰激光器3的地方或與激光器3緊密接觸，單模光纖5 —端通過FC/APC光纖 適配器4與激光器3連接，單模光纖5另外一端的端面進(jìn)行平面拋光后固定到壓電陶瓷微 位移調(diào)節(jié)裝置8上。微電子機(jī)械傳感器6安裝在微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置11上。所述的微位移調(diào)節(jié)裝置Y由步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺7及其驅(qū)動控制器9和壓電陶瓷 微位移調(diào)節(jié)裝置8及其驅(qū)動控制器10組成。壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置8固定在步進(jìn)式位 移調(diào)節(jié)平臺9上，單模光纖5固定在壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置8上，步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺7 和壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置8分別與步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺驅(qū)動控制器9和壓電陶瓷驅(qū)動控 制器10連接。所述的微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置Z由微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置11和 微電子機(jī)械傳感器固定裝置12組成。微電子機(jī)械傳感器固定裝置12是一個微電子機(jī)械傳 感器調(diào)節(jié)裝置11和步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺7的固定平臺，它將光纖端面垂直與微電子機(jī)械傳 感器6表面固定(根據(jù)其他部件的尺寸設(shè)計(jì)的一個可以固定這些部件的零件，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員不付出任何創(chuàng)造性勞動均能制備)。微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置11安裝在微電 子機(jī)械傳感器固定裝置12上。在本實(shí)施例中，激光光纖干涉儀作為原子力顯微鏡中懸臂梁的振動測量裝置，同 時被用來直接提供被動光學(xué)反饋控制所需要的穩(wěn)定激光光源。因此，本發(fā)明在一些利用光 學(xué)儀器方法(如激光光纖干涉測量方法、激光多普勒測量方法等等)測量微電子機(jī)械傳感 器振動的實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)被動光學(xué)反饋控制所需的激光光源可以由相關(guān)光學(xué)測量儀器直 接提供，這樣可以進(jìn)一步簡化本發(fā)明中所設(shè)計(jì)的控制裝置。因此，本發(fā)明所涉及的一種微電 子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法尤其適用于使用光學(xué)儀器方法測量微電子機(jī)械傳 感器振動的相關(guān)應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法，其步驟是A、構(gòu)建微型光學(xué)諧振腔a、利用微電子機(jī)械傳感器固定裝置使0°拋光后的光纖端面正對微電子機(jī)械傳感器的平表面并平行放置；b、通過步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺使經(jīng)過平面拋光后的光纖端面逐漸靠近微電子機(jī)械傳感器的表面，最終使它們間距在10～60μm之間，形成微型光學(xué)諧振腔；B、產(chǎn)生穩(wěn)定的激光a、打開激光器電源給激光器供電，給激光器設(shè)置一個較大的激光發(fā)射功率，設(shè)置激光功率1～10mW；b、開啟激光器冷卻系統(tǒng)，等待20～40分鐘，使激光器的工作溫度穩(wěn)定；C、調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)a、使用壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置，在所用激光波長1/2倍的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)平面拋光后的光纖端面與微電子機(jī)械傳感器表面的距離；b、通過監(jiān)視測量得到的微電子機(jī)械傳感器振動信號，使微型光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)處于藍(lán)失諧狀態(tài)。D、調(diào)節(jié)被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益a、反饋控制系統(tǒng)的反饋增益完全由激光器的功率控制的，并于激光功率成正比，激光器的功率越大反饋的增益越大，反之越小。通過調(diào)節(jié)激光器的發(fā)射功率設(shè)置反饋增益；b、確定了激光功率，即反饋增益后，等待20～40分鐘，待激光器的輸出功率達(dá)到穩(wěn)定后，確認(rèn)反饋增益符合要求，若與期望值有偏差可對激光器功率進(jìn)行微調(diào)，每次微調(diào)后等待～5分鐘，使激光器達(dá)到穩(wěn)定，直到獲得理想反饋增益。
2.權(quán)利要求1所述的一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制的裝置，由光學(xué)系統(tǒng) (X)、微位移調(diào)節(jié)裝置(Y)和微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置(Z)組成，其特征在于光學(xué) 系統(tǒng)(X)通過單模光纖(5)與微位移調(diào)節(jié)裝置(Y)中壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置(8)相連，微 位移調(diào)節(jié)裝置(Y)通過步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺(7)與微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置(Z) 中微電子機(jī)械傳感器固定裝置(12)連接，微電子機(jī)械傳感器(6)安裝在微電子機(jī)械傳感器 調(diào)節(jié)裝置(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制的裝置，其特征 在于所述的光學(xué)系統(tǒng)(X)由激光器(3)、激光器電源(1)、激光器冷卻器(2)、FC/APC光纖 適配器(4)和單模光纖(5)組成，激光器電源(1)與激光器(3)連接，激光器冷卻器(2)安 裝于緊鄰激光器(3)的地方或與激光器(3)接觸，單模光纖(5) —端通過FC/APC光纖適配 器(4)與激光器(3)連接，單模光纖(5)另外一端的端面進(jìn)行平面拋光后固定到壓電陶瓷 微位移調(diào)節(jié)裝置(8)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制的裝置，其特征 在于所述的微位移調(diào)節(jié)裝置(Y)由步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺(7)及其驅(qū)動控制器(9)和壓電 陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置(8)及其驅(qū)動控制器(10)組成，壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置(8)固定在 步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺(9)上，單模光學(xué)纖維(5)固定在壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置(8)上，步 進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺(7)和壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置(8)分別與步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺驅(qū)動控 制器(9)和壓電陶瓷驅(qū)動控制器(10)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制的裝置，其特征 在于所述的微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置(Z)由微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置(11)和 微電子機(jī)械傳感器固定裝置(12)組成，微電子機(jī)械傳感器固定裝置(12)是一個微電子機(jī) 械傳感器調(diào)節(jié)裝置(11)和步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺(7)的固定平臺，它將光纖端面垂直與微電 子機(jī)械傳感器(6)固定，微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置(11)安裝在微電子機(jī)械傳感器固定裝 置(12)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微電子機(jī)械傳感器的被動光學(xué)反饋控制方法及裝置，其步驟是A、構(gòu)建微型光學(xué)諧振腔；B、產(chǎn)生穩(wěn)定的激光；C、調(diào)節(jié)光學(xué)諧振腔工作點(diǎn)；D、調(diào)節(jié)被動光學(xué)反饋控制系統(tǒng)反饋的增益。該裝置由光學(xué)系統(tǒng)、微位移調(diào)節(jié)裝置和微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置組成，光學(xué)系統(tǒng)通過單模光纖與微位移調(diào)節(jié)裝置中壓電陶瓷微位移調(diào)節(jié)裝置相連，微位移調(diào)節(jié)裝置通過步進(jìn)式位移調(diào)節(jié)平臺同微電子機(jī)械傳感器固定與調(diào)節(jié)裝置中微電子機(jī)械傳感器固定裝置連接，微電子機(jī)械傳感器安裝在微電子機(jī)械傳感器調(diào)節(jié)裝置上。該方法簡單、高效、成本低，操作簡單。具有很高的控制效率，降低了微電子機(jī)械傳感器的測量噪聲，提高了微電子機(jī)械傳感器的響應(yīng)速度。
文檔編號G02B26/00GK101852915SQ201010160210
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者付號, 曹更玉 申請人:中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所