[发明专利]一种多向MEMS扫描装置

说明书

本发明公开了一种多向MEMS扫描装置，涉及激光扫描技术领域，该多向MEMS扫描装置采用两个以上的二维扫描微镜级联，可以实现对待测样品的多方向同时扫描，可以大大提高扫描效率；且每个微镜可以独立控制使得扫描单元实现任意图形的扫描，在实际应用时可以针对不同的待测样品匹配不同的扫描图形，实现动态变化测量，扫描自由度和灵活度高。该多向MEMS扫描装置结构简单，采用MEMS工艺设计大大减小了装置的体积和成本。

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，尤其是一种多向MEMS扫描装置。

背景技术

激光扫描作为一种非接触式的测量方法已经在各个领域被广泛应用，通常扫描分为两种方式，一种是一维扫描，一种是二维扫描。传统的扫描机构主要采用电机驱动反射镜或振镜进行扫描，整个扫描装置体积较大，并且扫描频率有一定限制。在MEMS激光扫描技术出现后，扫描装置的体积降低了很多，但是某些MEMS激光扫描装置扫描维度及面积有很大限制，实际使用中扫描效率都受到一定的限制。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多向MEMS扫描装置，该装置可以实现多方向大面积的扫描，扫描效率较高，而且扫描图形可以灵活控制，扫描自由度也较高。

本发明的技术方案如下：

一种多向MEMS扫描装置，该多向MEMS扫描装置包括光源和双微镜扫描单元，双微镜扫描单元包括第一微镜、第二微镜、分束器、第一微镜隔离罩和第二微镜隔离罩，第一微镜、第二微镜、第一微镜隔离罩和第二微镜隔离罩分别采用MEMS工艺加工而成，第一微镜和第二微镜均采用二维扫描微镜，分束器分别和第一微镜隔离罩以及第二微镜隔离罩连接在一起，第一微镜和第一微镜隔离罩连接在一起，第二微镜和第二微镜隔离罩连接在一起，第一微镜隔离罩和第二微镜隔离罩上分别刻有隔离罩腔，第一微镜在第一微镜隔离罩的隔离罩腔内部进行扫描，第二微镜在第二微镜隔离罩的隔离罩腔内部进行扫描；光源朝向双微镜扫描单元中的分束器，光源发出的光经分束器的分束作用后分别入射到第一微镜和第二微镜上，第一微镜和第二微镜分别按照各自的扫描方式将入射的光通过分束器入射到待测物体上，第一微镜和第二微镜的扫描方式分别由独立的扫描信号进行控制。

其进一步的技术方案为，多向MEMS扫描装置包括N个双微镜扫描单元，各个双微镜扫描单元的扫描方式分别由独立的扫描信号进行控制，N≥2，N个双微镜扫描单元依次排列形成一个扫描单元行，光源发出的光入射到扫描单元行中的第1个双微镜扫描单元的分束器；在扫描单元行中，入射到第i个双微镜扫描单元的分束器的光经分束器的分束作用后分别入射到第i个双微镜扫描单元中的微镜以及第i+1个双微镜扫描单元的分束器，i为参数且1≤i≤N-1。

其进一步的技术方案为，多向MEMS扫描装置包括M个扫描单元行和M个分束器，M≥2，M个扫描单元行依次排列形成M行N列的扫描单元阵列，M个分束器依次排列形成M行1列的分束器阵列，每一个分束器分别对应一个扫描单元行；光源发出的光入射到第1个分束器，入射到第j个分束器的光经分束器的分束作用后分别入射到第j+1个分束器和第j个扫描单元行中的第1个双微镜扫描单元的分束器，j为参数且1≤j≤M-1。

其进一步的技术方案为，对于任意一个双微镜扫描单元，双微镜扫描单元在两个微镜上同时加载相位相反的双轴直线扫描信号时实现网状图形扫描。

其进一步的技术方案为，对于任意一个双微镜扫描单元，双微镜扫描单元在两个微镜上同时加载相位差为90°的正弦信号包络幅值为三角波的扫描信号实现环形图形扫描。

其进一步的技术方案为，对于任意一个双微镜扫描单元，双微镜扫描单元在一个微镜上加载直线扫描信号、另一个微镜上加载正弦信号包络幅值为三角波的扫描信号时实现直线图形扫描和环形图形扫描。

其进一步的技术方案为，对于每个双微镜扫描单元，分束器通过胶体与第一微镜隔离罩和第二微镜隔离罩粘接在一起，第一微镜隔离罩通过焊接的方式与第一微镜连接在一起，第二微镜隔离罩通过焊接的方式与第二微镜连接在一起。