[实用新型]光栅组微位移传感器

摘要

本实用新型公开了一种光栅组微位移传感器，它包括包括光源、分束器、第一光栅层、第二光栅层、增反层、第一红外光电探测器、第二红外光电探测器、第一固定底座、第二固定底座、回形悬臂梁、上层电容平板、下层电容平板、信号处理模块和电流驱动模块。本实用新型依据伍德异常现象，利用两层光栅位移时，反射光产生脉冲式变化的现象，通过在两光栅层制作多组光栅，每组光栅中上下两层光栅初始相对位置的不同设定，使得每组光栅产生脉冲式变化对应的上下两层光栅的微位移量不同，从而对位移信号细分，测量位移。本实用新型实现了传感系统的小型化，精度高，在航空、军事领域都有很广泛的应用前景。

主权项

一种光栅组微位移传感器，其特征在于：包括光源（1）、分束器（16）、第一光栅层（2）、第二光栅层（3）、增反层（4）、第一红外光电探测器（5）、第一聚焦透镜组（6）、第二红外光电探测器（7）、第二聚焦透镜组（8）、第一固定底座（9）、第二固定底座（15）、回形悬臂梁（10）、上层电容平板（11）、下层电容平板（12）、信号处理模块（13）和电流驱动模块（14）；所述上层电容平板（11）上刻蚀第一光栅层（2）；上层电容平板（11）的一端通过两个回形悬臂梁（10）与第一固定底座（9）相连，另一端通过两个回形悬臂梁（10）与第二固定底座（15）相连；第一固定底座（9）和第二固定底座（15）均固定在增反层（4）上；上层电容平板（11）通过回形悬臂梁（10）、第一固定底座（9）和第二固定底座（15）与增反层（4）电连接；所述下层电容平板（12）上刻蚀第二光栅层（3），下层电容平板（12）固定在增反层（4）上；所述光源（1）置于上层电容平板（11）的正上方，光源（1）的下方设有分束器（16），第一红外光电探测器（5）和第二红外光电探测器（7）对称置于光源（1）的两侧，第一聚焦透镜组（6）置于第一红外光电探测器（5）的正下方，第二聚焦透镜组（8）置于第二红外光电探测器（7）的正下方；第一红外光电探测器（5）和第二红外光电探测器（7）与信号处理模块（13）相连；下层电容平板（12）的两侧通过引线相连后接入电流驱动模块（14）；增反层（4）的两侧通过引线相连后接入电流驱动模块（14）；电流驱动模块（14）与信号处理模块（13）相连；所述光源（1）为带有准直扩束的红外1530nm光源；所述增反层（4）由800nm的SiN3和600nm的SiO2以及Si基底从上至下依次排布组成；所述第一光栅层（2）和第二光栅层（3）均有34组光栅，厚度均为950‑965nm；每组光栅的光栅数为7个，周期T为1400‑1500nm，占空比为0.45‑0.5；第一光栅层（2）中每组光栅的横向间隔为1560nm；第二光栅层（3）中每组光栅的横向间隔为1575nm；第一光栅层（2）与第二光栅层（3）的空气间隙为300‑400nm，横向初始位置在垂直于光栅方向上的间隔为10%T。