[发明专利]一种光辐射事件驱动的智能开关及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光辐射事件驱动的智能开关及其制备方法，属于光传感技术领域。包括基板、第一悬臂梁、第二悬臂梁、光学吸收板、光学反射板、刚性连接杆、电触头、第一电接头和第二电接头；第一悬臂梁和第二悬臂梁沿基板横向平行排列；第一悬臂梁和第二悬臂梁的一端均与基板连接，另一端通过刚性连接杆互相连接；电触头固定于刚性连接杆一端的侧部；第一电接头和第二电接头与电触头相对设置。本发明与光电探测器或其他电路联用时，可以由光辐射事件自动触发，可以有效减少事件未出现时光电传感装置或其他有源装置待机状态下的能量消耗，有利于构建超低功耗光电传感器。

技术领域

本发明属于光传感技术领域，更具体地，涉及一种光辐射事件驱动的智能开关及其制备方法。

背景技术

目前的光辐射传感器对光学目标的辐射探测基本上依赖于有源电子器件进行光辐射信号的采集和处理。为了能够及时探测有用信号，光辐射传感器需持续耗电以保持运行，其中绝大部分电力消耗在了处理不相关数据上。这种无论被测光辐射事件或信号是否出现都持续工作的模式，极大地降低了传感器的寿命，增加了光学传感器或传感器网络的维护成本。特别在野外和无人值守的海岛、偏僻的边境或高山等人力难以达到的地方，存在大量的发生频次较低的可见光或红外辐射事件如火焰、人员侵入、车辆进入、珍稀动物出现、火山喷发等。这些场景需要部署大量具有超低待机能耗的光辐射传感器以便减少更换能源如电池或储能器的频次，降低维护成本。

发明内容

针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种光辐射事件驱动的智能开关及其制备方法，旨在解决光电传感器或其他有源装置耗电较高的问题。

为实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种光辐射事件驱动的智能开关，包括基板、第一悬臂梁、第二悬臂梁、光学吸收板、光学反射板、刚性连接杆、电触头、第一电接头和第二电接头；

第一悬臂梁和第二悬臂梁沿基板横向平行排列；第一悬臂梁和第二悬臂梁的一端均与基板连接，另一端通过刚性连接杆互相连接；电触头固定于刚性连接杆一端的侧部；第一电接头和第二电接头与电触头相对设置；

第一悬臂梁包括横向并排的第一内侧臂和第一外侧臂，第一外侧臂的长度小于第一内侧臂，且不与基板接触；第二悬臂梁包括横向并排的第二内侧臂和第二外侧臂，第二外侧臂的长度小于第二内侧臂，且不与基板接触；所述第一内侧臂和第二内侧臂为低热膨胀系数材料，第一外侧臂和第二外侧臂为高热膨胀系数材料；

光学吸收板与第一悬臂梁固定连接，用于对外界光辐射选择性吸收后转换成热量；光学反射板与第二悬臂梁固定连接，用于对外界光辐射进行反射。

进一步地，所述低热膨胀系数材料为二氧化硅，所述高热膨胀系数材料为铝。

进一步地，所述刚性连接杆的材料为二氧化硅。

进一步地，所述光学吸收板和光学反射板为尺寸相同的金属-介质-金属(MIM)三层结构，所述光学吸收板的上层金属为金属微纳结构，所述光学反射板的上层金属为均匀薄膜。

进一步地，所述光学吸收板的表面包含表面等离子体共振吸收结构。

进一步地，所述电触头面对第一电接头和第二电接头的一侧为弹性结构。

进一步地，所述第一电接头和第二电接头分别为基板表面上非连通的两处金属导电薄膜。

进一步地，所述第一悬臂梁、第二悬臂梁和刚性连接杆构成U形或Λ形的连接体。

本发明的另一方面提供了一种上述的智能开关的制备方法，包括以下步骤：

利用等离子体增强气相沉积法(PECVD)在硅衬底表面沉积二氧化硅薄膜，然后利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀方法制作二氧化硅条；

采用原子层沉积法或倾斜沉积方法在二氧化硅条顶部和外侧壁沉积Al膜；