[实用新型]一种基于纳米光栅检测的新型陀螺仪

权利要求书

1.一种基于纳米光栅检测的新型陀螺仪，其特性在于，包括： 

键合基板（1），键合基板（1）中心布置有固定纳米光栅（11）； 

垫衬框体（2），垫衬框体（2）设在键合基板（1）上方并与键合基板（1）相连接； 

支撑框体（3），支撑框体（3）设在垫衬框体（2）的上方并与垫衬框体（2）相连接，且支撑框体（3）设有固定梳齿（7）； 

驱动悬臂梁（4），驱动悬臂梁（4）与支撑框体（3）和可动框体（5）相连接，用于支撑可动框体（5）； 

可动框体（5），可动框体（5）由驱动悬臂梁（4）支撑于支撑框体中心（3），并设有可动梳齿（8），在固定梳齿（7）驱动下可沿驱动方向振动； 

检测悬臂梁（6），检测悬臂梁（6）与可动框体（5）和质量块（9）相连接，用于支撑微陀螺仪质量块（9）； 

质量块（9），质量块（9）通过检测悬臂梁（6）固定在可动框体（5）中间，随可动框体（5）沿驱动方向振动，并相对于可动框体（5）沿检测方向振动，且质量块（9）中心布置可动纳米光栅（10）； 

激光光源（12），激光光源（12）位于键合基板（1）中心正下方，用于为纳米光栅敏感结构提供光源； 

光电转换器件（13），光电转换器件（13）位于质量块（9）中心正上方，用于检测透过纳米光栅的光强，并将光强变化转换为电信号； 

信号检测模块（14），信号检测模块最早将电信号转化为角速度信号。 

2.根据权利要求1所述的新型陀螺仪，其特征在于，所述的固定纳米光栅（11）包括多个单光栅，沿水平方向均匀间隔排列，光栅的周期和厚度小于激光光波波长，且所述固定纳米光栅（11）上表面与键合基板（1）上表面相平。 

3.根据权利要求1所述的新型陀螺仪，其特征在于，所述的垫衬框体（2）为矩形中空框体，其厚度小于激光光波波长，其下表面与键合基板（1）键和连接并且共同形成矩形凹槽。 

4.根据权利要求1所述的新型陀螺仪，其特征在于，所述的固定梳齿（7）和可动梳齿（8）位于可动框体（5）上下方向，分别与支撑框体（3）和可动框体（5）相连接，在静电力的作用下可驱动可动框体（5）上下振动。 

5.根据权利要求1所述的新型陀螺仪，其特征在于，所述的驱动悬臂梁（4）位于可动框体（5）左右两侧，检测悬臂梁（6）位于质量块（9）的上下两侧，为隔离可动框体（5）和质量块（9）在竖直方向的位移，驱动悬臂梁（4）和检测悬臂梁（6）的厚度均大于它们的宽度。 

6.根据权利要求1所述的新型陀螺仪，其特征在于，所述的可动纳米光栅 （10）包括多个单光栅，沿水平方向均匀间隔排列，光栅的周期和厚度小于激光光波波长，且可动纳米光栅（10）下表面与质量块（9）下表面相平， 

同时,可动纳米光栅（10）与所述固定纳米光栅（11）上下交叉排列，即可动纳米光栅（10）的每个单光栅分别位于固定纳米光栅（11）两单光栅组成的狭缝上方，可动纳米光栅（10）与固定纳米光栅（11）共同构成多个狭缝，狭缝间距小于激光光波波长。 

7.根据权利要求6所述的新型陀螺仪，其特征在于，可动纳米光栅（10）的长度小于固定纳米光栅（11）长度，以提供双层纳米光栅相对运动时的非敏感方向，使纳米光栅检测应用于谐振式微机械陀螺仪。 

8.根据权利要求1所述的新型陀螺仪，其特征在于，所述的激光光源（12）和光电转换器件（13）分别位于键合基板（1）中心的正下方与正上方，即激光光源（12）发出的光波可通过固定光栅（11）与可动光栅（10）照射到光电转换器件（13）,而光电转换器件与信号检测模块相连接。