[发明专利]一种多光学腔体的光学微机电结构

说明书

本发明提供一种多光学腔体的光学微机电结构，该光学微机电结构包括悬置波导、悬置支撑梁、光学腔体组及悬置检测质量块，其中，悬置支撑梁位于悬置波导的Y方向一侧并与悬置波导间隔设置，光学腔体组位于悬置支撑梁远离悬置波导的一侧，光学腔体组包括在X方向上依次排列且间隔设置的多个光学腔体，其中，任意两个光学腔体具有不同的共振波长；悬置检测质量块位于所述光学腔体组远离所述悬置支撑梁的一侧。本发明的多光学腔体的光学微机电结构采用多个具有不同共振波长的光学腔体，可以将输入激光束引导到具有与输入激光波长最接近的共振波长的光学腔体中，减少输入激光和光学腔体之间的波长不匹配，并实现更高的耦合效率和更好的传感性能。

技术领域

本发明属于光学微电子机械系统技术领域，涉及一种多光学腔体的光学微机电结构。

背景技术

随着物联网(IoT)的发展，各领域需要更精确、更紧凑的动态传感设备，包括可穿戴的人体活动识别系统、虚拟现实设备、多功能机器人等。因此，微电子机械系统(MEMS)作为传感设备的核心组件，使得各种MEMS结构方面得到广泛研究。其中，光学微电子机械系统(OptoMEMS)作为一种新型的MEMS技术，因其能够结合微纳尺度电子学和光子学的优点而迅速成为研究和开发的热点领域。特别的是，OptoMEMS能够在微纳尺度上操纵光线的能力，使其在传感、通信和生物医学成像等领域具有广泛的应用前景。与此同时，对传感产品性能的要求在多个方面不断提高，包括能力、紧凑性、可扩展性和灵敏度。因此，现今提高OptoMEMS结构性能的方法显得至关重要。

在提高OptoMEMS结构性能的过程中发现，其中一个影响灵敏度增强的问题是激光波长不匹配。传统的光学微机电系统使用基于光学腔体的MEMS结构。需要注意的是，激光与共振波长之间的匹配越精确，耦合效率就越好。为了控制成本，通常使用固定波长的激光。因此，精准控制光学腔体的共振波长是很重要的。然而，OptoMEMS器件的制造是在微米级别上进行的，容易引入制造缺陷，导致所产生的光学腔体的共振波长与其预期设计的谐振波长存在差异。这种差异将导致其耦合波长与输入激光的固定波长之间存在显著偏差。因此，器件的性能可能会严重受到影响。

鉴于上述情况，如何提供一种光学腔体共振波长与输入激光波长匹配度高的光学微电子机械系统，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要问题。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多光学腔体的光学微机电结构，用于解决现有光学微机电结构光学腔体的共振波长与激光波长不匹配的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多光学腔体的光学微机电结构，包括：

悬置波导；

悬置支撑梁，位于所述悬置波导的Y方向一侧并与所述悬置波导间隔设置；

光学腔体组，位于所述悬置支撑梁远离所述悬置波导的一侧，所述光学腔体组包括在X方向上依次排列且间隔设置的多个光学腔体，其中，任意两个所述光学腔体具有不同的共振波长；

悬置检测质量块，位于所述光学腔体组远离所述悬置支撑梁的一侧。

可选地，假设以共振波长值从低到高的顺序排列，则任意相邻两个所述光学腔体的共振波长差值范围是10纳米-100纳米。

可选地，所述光学腔体包括在Y方向上间隔设置的第一悬置光子晶体与第二悬置光子晶体，所述第一悬置光子晶体固定于所述悬置支撑梁，所述第二悬置光子晶体固定于悬置检测质量块。