移动式相控光栅扫描仪的制作方法

文档序号:23588567发布日期:2021-01-08 14:23阅读:111来源:国知局
移动式相控光栅扫描仪的制作方法

本发明涉及一种扫描仪或微型扫描仪,即,能够发射光波从而扫描表面或体积的设备,以及涉及一种用于生产这种扫描仪或微型扫描仪的方法。本发明可以用于以下领域之一:

-2d(二维)或3d(三维)光学扫描仪;

-3d成像,例如用于利用成像仪扫描以3d进行重建的场景;

-图像投影,例如位于微型投影仪(小型投影仪)内或者产生视网膜内的投影;

-内窥镜检查;

-光探测和测距(lidar),例如用于自动驾驶汽车或其他领域。



背景技术:

2d光学微型扫描仪是一种如下的设备,该设备能够利用光束扫描场景,从而根据二维扫描空间,即扫描表面。

这种2d光学微型扫描仪例如由一个或多个微镜制成。

具有微镜架构的第一2d微型扫描仪包括使用两个微镜。两个微镜中的每一个使得能够平行于扫描方向引导入射光束,两个微镜的两个扫描方向相对于彼此垂直。两个微镜中的第一个微镜接收来自光源的光束,并且沿两个微镜中的第二个微镜的方向反射该光束。第一个微镜被设置为运动,使得由第一个微镜反射的光束光学地扫描第二个微镜的反射表面,并且使得由第二个微镜反射的光束也被设置为运动,可以根据由两个扫描方向限定的平面扫描场景。然而,由于两个微镜相对于彼此需要对准以用于管理入射光束在镜上的反射,因此这种微型扫描仪不是紧凑的并且难以制造。此外,第二个微镜的尺寸必须足够大。在这种微型扫描仪中也可能出现发热问题。

具有微镜的2d微型扫描仪的第二种架构包括使用单个镜,该镜能够围绕相对于彼此垂直的两个轴移动,这使得能够通过使入射光束沿两个垂直方向进行扫描而反射该入射光束。然而,这种微型扫描仪引起了由用于设置微镜运动的致动器的脱离臂的缺陷所引起的机械串扰问题。沿着一个轴线进行致动通常会沿着另一个轴线产生寄生移动,因为这两个轴永远不会完全脱离。

也能够产生具有opa(光学相控阵)的2d光学微型扫描仪,该opa也称为相控光学发射器或相控光栅。这种微型扫描仪包括多个光束源,这些光束源通常来自相同的初始源,该初始源发射主光束,该主光束例如借助于波导被分成多个子光束。然后使子光束相对于彼此进行相移,使得在其发射期间产生光波,可以通过调节每个子光束之间的相移值来调节该子光束的光波相对于发射光波的表面的发射角。可以将该运行原理推断为光源的2d阵列,从而允许沿着彼此垂直的两个方向对光束进行扫描。

opa可以由传输中运行的光源(诸如,例如光导的输出或以弯曲的方式运行的光源的输出)产生,在这种情况下,通过微镜的位置来控制每个光源的相位,微镜的位置是微镜的阵列的一部分。

对于许多应用而言,2d光学微型扫描仪需要利用第一个所谓的“慢”轴线和第二个所谓的“快”轴线对空间进行扫描,而这种扫描在两个方向上的扫描角度可能超过100°。例如,投影应用的目标频率对慢轴线而言是60hz(对应于视频刷新率),而对于快轴线而言是40khz,以便获得hd1080分辨率。对于lidar应用而言,链接至慢轴和快轴的频率由每帧的点数定义,该点数取决于待在给定距离上进行检测的对象的尺寸(例如,链接至慢轴线的频率等于10hz,而链接至快轴线的频率等于1khz)。

用于微镜的移动的mems致动器使得能够达到约100°的光学扫描角,然而,为此,这些mems致动器通常必须以机械谐振频率运行,以便使微镜的移动幅度最大化。然而,由于所使用的材料的刚度(例如硅的刚度)以及该材料的小尺寸,mems致动器的机械谐振频率很少会小于1khz,并且经常至少等于至少10khz。因此,难以产生沿着慢轴线的移动。



技术实现要素:

本发明的一个目的在于提出一种扫描仪或微型扫描仪,其不具有上文所公开的现有技术的设备的缺点,并且适于沿着一维、二维或三维进行扫描,其中,每个维度的发射角具有相当大的值。

为此,本发明提出了一种扫描仪,该扫描仪至少包括:

-支撑件,该支撑件包括至少一个第一可动部件,

-致动器,该致动器被构造成使支撑件的第一可动部件移动,以及

-相控光栅,该相控光栅被设置在支撑件的第一可动部件上,并且至少包括多个光栅相移器以及耦合至该多个光学相移器的光源,该相控光栅能够发射来自光源的光束。

该扫描仪巧妙地将相控光栅与通过致动器移动的可动部件组合在一起,使得从光学相移器发射的光束能够沿着一维、二维甚至三维进行扫描。因此,这种扫描仪使得能够将通过设置成使支撑件的第一可动部件运动而获得的扫描与通过由相控光栅产生的相移而获得的扫描组合在一起。

与需要对准两个微镜的扫描仪相比,这种扫描仪更紧凑且更易于制造。与使用必须沿着两个轴移动的单个微镜的扫描仪相反,所提出的扫描仪不会引起串扰问题。此外,生产这种扫描仪不需要管理镜的平面度或者不需要在镜上沉积反射材料。

该扫描仪也不会引起与根据慢轴线移动有关的问题,因为如果要根据快轴线和慢轴线进行扫描,则光束的这些移动可以由相控光栅提供。

扫描仪有利地对应于微型扫描仪,即包括微米或纳米尺寸的元件的扫描仪。该微型扫描仪可以对应于mems或nems类型的组件。

致动器可以是mems或nems类型的。

致动器可以被构造成使支撑件的第一可动部件围绕至少一个第一旋转轴线旋转地移动。该移动有助于根据第一尺寸、即平行于第一扫描方向,对从光学相移器发射的光束进行扫描。

在本文中以及在文本的所有其余部分中,表述“扫描方向”用于指定多条平行轴,光波可以在该多条平行轴之间并沿着该多条平行轴发射。

扫描仪可以使得:

-支撑件包括固定部件和梁,梁包括第一部分和第二部分,梁的第一部分与支撑件的固定部件成一体,并且梁的第二部分形成支撑件的第一可动部件,并且

-致动器被构造成使梁的第二部分围绕第一旋转轴线弯曲和/或以使梁的第二部分围绕第一旋转轴线(平行于梁的长度)扭转的方式进行变形。

因此,支撑件的第一可动部件围绕第一旋转轴线旋转的旋转移动是通过使梁弯曲和/或扭转而获得的。

可替代地,扫描仪可以使得:

-支撑件进一步包括至少两个第一臂,支撑件的第一可动部件由两个第一臂悬挂,该两个第一臂以平行于第一旋转轴线方式对准,两个第一臂包括第一端部,该第一端部联接至支撑件的第一可动部件的两个相对侧,并且

-致动器包括两个第一部件,每个第一部件被构造成以使两个第一臂之一扭转和/或弯曲的方式进行变形。

因此,在这种构造中,通过使两个第一臂扭转和/或弯曲来获得支撑件的第一可动部件围绕第一旋转轴线的旋转移动。

在这种情况下,扫描仪可以使得:

-支撑件进一步包括第二臂和由第二臂悬挂的第二可动部件,该第二臂以与垂直于第一旋转轴线的第二旋转轴线平行的方式对准,两个第一臂包括与第一端部相对的第二端部,并且该第二端部联接至第二可动部件,第二臂包括第一端部和第二端部,第一端部联接至支撑件的第二可动部件所包括的两个相对侧上,第二端部联接至支撑件所包括的固定部件上,并且

-致动器包括两个第二部件,每个第二部件被构造成以使两个第二杆之一扭转和/或弯曲的方式进行变形。

在这种构造中,第二可动部件的移动有助于沿着第二尺寸(即与垂直于第一尺寸的第二扫描方向平行)对从光学相移器发射的光束进行扫描。

支撑件的第一可动部件可以包括面,该面上设置有相控光栅,第一臂和第二臂能够沿着与支撑件的第一可动部件的所述面平行的两个方向对准。

多个光学相移器可以以平行于或垂直于第一旋转轴线的方式对准。

当光学相移器以平行于第一旋转轴线的方式对准时,这些光学相移器有助于沿着垂直于第一尺寸的第二尺寸对从光学相移器发射的光束进行扫描。

当光学相移器以垂直于第一旋转轴线的方式对准时,这些光学相移器有助于沿着第一尺寸对从光学相移器发射的光束进行扫描。

可替代地,可以通过形成多行和多列的光学相移器的阵列来布置多个光学相移器。这种光学相移器的阵列可以有助于沿着两个尺寸对光束进行扫描,这两个尺寸对应于或不对应于用于将支撑件的可动部件设置成运动的一个或多个尺寸。这种阵列还可以用于实现更复杂的光学功能(聚焦、衍射等)。相控光栅可以用于产生除光束的2d扫描以外的功能,诸如,例如形成衍射光学元件,诸如用于光束聚焦或分割的动态虚拟透镜。该相控光栅也可以用于实时地产生全息图。

致动器可以包括以下类型中的至少一种类型的用于致动的装置:静电的、磁性的、压电的、热的。其他类型的致动装置也是可能的。

致动器可以包括一个或多个单独部件,每个部件包括压电材料的被设置在两个电极之间的部分。这种构造特别有利,因为致动器的每个部件可以直接集成在可动部件上或可动部件之一上。

多个光学相移器可以包括耦合至热相移装置或压电相移装置上的衍射光栅。光束从衍射光栅射出。

光学相移器可以通过相长干涉或相消干涉产生光波。

本发明还涉及一种用于生产扫描仪的方法,该方法至少包括以下步骤:

-在支撑件的第一部件上生产相控光栅,该相控光栅至少包括多个光学相移器和耦合至多个光学相移器的光源,该相控光栅能够发射来自光源的光束;

-生产致动器,该致动器被构造成使支撑件的第一部件移动;

-对支撑件进行蚀刻,使得支撑件的第一部件能够移动。

生产相控光栅可以包括:

-在支撑件上沉积第一包覆层;

-在第一包覆层上沉积芯层;

-对芯层进行蚀刻,从而形成衍射光栅;

-在衍射光栅和第一包覆层上沉积第二包覆层。

“包覆层”是指适于形成波导和衍射光栅包覆的材料层。“芯层”是指适于形成波导和衍射光栅芯的材料层。

生产致动器可以包括:

-在第二sio2层上沉积第一导电层;

-在第一导电层上沉积或转移压电材料层;

-在压电材料层上沉积第二导电层;

-依次蚀刻第二导电层、压电材料层和第一导电层,从而形成压电材料的被设置在两个电极之间的至少一部分。

附图说明

当阅读仅出于信息的目的并参照附图给出的实施例的描述时,将更好地理解本发明,其中:

-图1至图3示出了根据多个实施例的根据本发明的目的的扫描仪;

-图4至图15示出了根据一实施例的根据本发明的目的用于生产扫描仪的方法的步骤。

在下文中所描述的不同附图中的相同、相似或等价的部分具有相同的附图标记,以便于从一幅附图切换到另一幅附图。

附图中示出的各个部分不一定按相同比例示出,以便使附图更易读。

必须将各种可能性(替代方案和实施例)理解为并非彼此排斥,并且可以组合在一起。

具体实施方式

在下文中关于图1对根据第一实施例的扫描仪100进行描述。

扫描仪100包括支撑件102。支撑件102由包括例如半导体(诸如硅)的基底制成。

支撑件102形成固定(即不可移动)部件104。

在该第一实施例中,支撑件102包括梁106,该梁的第一部分108与支撑件102的固定部件104成一体。梁106的第二部分110未被设置在固定部件104上并且形成支撑件102的可动部件,该可动部件可以被设置成相对于固定部件104运动。在图1中,梁106的两个部分108、110由虚线象征式地分开。

扫描仪100还包括致动器112,该致动器被构造成使支撑件102的可动部件移动。该致动器112例如是静电、磁性、压电或热类型的。在图1中所示的示例中,致动器112是压电类型的,并且包括压电材料的、被设置在两个电极之间的部分。

致动器112被设置在梁106上,并且在此至少部分地覆盖梁106的第一部分108以及第二部分110的一部分。因此,致动器112被构造成使可动部件相对于支撑件102的固定部件移动,该可动部件由梁106的第二部分110形成。在该第一实施例中,这种移动对应于梁106的第二部分110围绕旋转轴线114的弯曲。因此,通过在致动器112的电极上施加非零电压,该致动器可以通过双金属效应使梁106的第二部分110围绕旋转轴线114旋转地移动。

在图1中所示的示例中,梁106的较大尺寸、即其长度(平行于图1中可见的x轴线的尺寸)垂直于旋转轴线114(其平行于图1中可见的y轴线)。梁106的长度例如介于1μm至几毫米之间,或者介于1μm至9mm之间。梁106的厚度(平行于图1中可见的轴线z的尺寸)例如介于100nm至几十微米之间,或者介于100nm至99μm之间。

扫描仪100还包括相控光栅116。该光栅116被设置在支撑件102的可动部件上,即设置在梁106的第二部分110上。光栅116包括耦合至多个波导120的光源118,该多个光导将来自光源118的主光束分成多个次级光束。光源118例如是激光(laser)类型的,并且由光源118发射的光的波长尤其取决于扫描仪100的目标应用。例如,对于lidar应用而言,出于眼部安全的原因,由光源118发射的光的波长可以介于905nm至1550nm之间。每个波导120耦合至至少一个光学相移器122,该光学相移器将相移施加至所接收的次级光束。每个光学相移器122包括例如衍射光栅,该衍射光栅耦合至用于相移的装置,该用于相移的装置使得能够向由光学相移器122接收到的次级光束施加相移。在此处所描述的第一实施例中,光学相移器122在梁106的第二部分110上彼此相邻地对准并且平行于旋转轴线114。光学相移器122的相移装置(图1中未示出)例如对应于压电致动器或加热装置。

例如在由c.t.phare等人在《应用物理光学2018》中发表的文献“在180度视场上具有高效光束形成的硅光学相控光栅”中描述了用于生产这种光栅116的细节。

由于由致动器112产生的梁106围绕旋转轴线114的弯曲,由光栅116发射的光波可以沿着与梁106的表面垂直的第一扫描方向被引导,光栅116在该梁106的表面上通过相对于与梁106静止时(即不被致动器112弯曲时)的长度平行的轴线形成角度φ而定位,该角度φ可以例如在约-20°至+20°之间、甚至更大的值之间(诸如,例如在约-90°至+90°之间)变化。

另外,相控光栅116使得能够沿着平行于旋转轴线114并因此垂直于第一扫描方向的第二扫描方向发射出形成光波的光束。因此,通过相对于与梁106的长度平行的轴线形成角度θ,可以根据该第二扫描方向引导由光栅116发射的光波,该角度θ可以例如在约-80°至+80°之间变化。举例来说,当光栅116包括集成了相移热装置的64个光学相移器时,所获得的角度θ可以达到160°(相对于与梁106的长度平行的轴线为-80°至+80°)。

举例来说,当梁106具有等于2μm的厚度时,根据梁106的长度,在梁106的、光栅116所位于的端部处获得的振荡的幅度可以介于10nm至几百微米之间,或者介于10nm至900μm之间。

在上文中所描述的第一实施例中,由于由相控光栅116发射的光波的相移而获得的第一扫描方向垂直于由于将支撑件102的可动部件设置成运动而获得的第二扫描方向。然后,由扫描仪100发射的光波可以扫描一个表面,该表面的界限由角度θ和角度φ的最大值限定。

下文关于图2对根据第二实施例的扫描仪100进行描述。

根据该第二实施例的扫描仪100包括与上文针对第一实施例所描述的那些类似的支撑件102和致动器112。

根据该第二实施例的扫描仪100包括被设置在梁106的第二部分110上的相控光束116。光栅116包括光源118,该光源耦合至光学相移器122,该光学相移器在梁106的第二部分110上彼此相邻地对准。如在第一实施例中一样,光学相移器122包括例如耦合至压电相移装置或热相移装置的衍射光栅。

与第一实施例相反,光学相移器122在此垂直于旋转轴线114对准。因此,相控光栅116使得能够沿着第一扫描方向发射光波。因此,通过相对于与梁106的未被致动器112弯曲的长度平行的轴线形成角度θ,可以沿着该第一扫描方向引导由光栅116发射的光波,该角度θ能够在例如约-20°至+20°之间、或者甚至更大的值之间(诸如,例如在约-90°至+90°之间)变化。将光波的角度θ的这种偏离与由致动器112导致的梁106围绕旋转轴线114弯曲所提供的角度φ相加。因此,相对于与梁106的未被致动器112弯曲的长度平行的轴线,可以通过形成角度–(θ+φ)°至+(θ+φ)°而沿着第一扫描方向发射光波。

在上文中所描述的两个实施例中,梁106的第二部分110被设置成通过弯曲而运动。可替代地,致动器112能够使梁106的第二部分110以围绕与梁106的长度平行的梁106的轴线扭转的方式进行变形。这种扭转移动使得能够获得第二部分110围绕梁106的轴线的旋转移动,并因此获得与上文所描述的扫描不同的扫描。以梁106的第二部分110扭转的方式进行的这种变形可以与梁106的第二部分110的弯曲移动结合或不结合。

下文关于图3(其对应于扫描仪100的俯视图)描述了根据第三实施例的扫描仪100。

扫描仪100包括与上文中针对第一实施例和第二实施例所描述的支撑件不同的支撑件102。支撑件102在此包括由两个第一臂126悬挂的第一可动部件124,这两个第一臂以与第一可动部件124的第一旋转轴线128平行的方式对准。在图3中,第一旋转轴线128平行于轴线y。臂126的第一端部联接至第一可动部件124的两个相对侧。臂126的第二端部联接至支撑件102的第二可动部件130。该第二可动部件130通过第二臂134从支撑件102的固定部件132悬挂,第二臂以平行于与第一旋转轴线128垂直的第二旋转轴线136的方式对准。在图3中,第二旋转轴线136平行于轴线x。第二臂134的第一端部联接至第二可动部件130的两个相对侧,并且第二臂134的第二端部联接至固定部件132。

第一臂126和第二臂134沿着与第一可动部件124的面138平行的两个方向(x轴和y轴)对准,相控光栅140被设置在该第一可动部件124的面138上。光栅140包括耦合至波导120的光源118,该波导将来自光源118的主光束分成多个次级光束。每个波导120耦合至多个光学相移器122,该光学相移器例如类似于上文针对第一实施例和第二实施例所描述的光学相移器。在此处所描述的第三实施例中,通过形成多行和多列的光学相移器122的阵列来布置光学相移器122。

在该第三实施例中,致动器112包括多个单独部件,在图3中被标记为112.1、112.2、112.3和112.4,每个部件被设置在第一臂126和第二臂134中的一个上。这些部件112.1-112.4中的每个包括例如压电材料的、被设置在两个电极之间的部分,并且使得能够以扭转臂的方式进行变形,致动器112的该部件被设置在该臂上。因此,由于第一臂126的扭转,致动器112的部件112.1和112.2使得第一可动部件124能够围绕第一旋转轴线128旋转地移动,并且由于第二臂134的扭转,致动器112的部件112.3和112.4使得第二可动部件130并因此也使得第一可动部件124能够围绕第二旋转轴线136旋转地移动。

设置可动部件124围绕第一旋转轴线128旋转使得能够沿着平行于第二旋转轴线136的第一扫描方向引导由光栅140发射的光束。将可动部件124和130设置成围绕第二旋转轴线136旋转使得能够沿着平行于第一旋转轴线128的第二扫描方向引导由光栅140发射的光束。

举例来说,当第一可动部件124具有大致圆形的形状时,第一可动部件124的半径例如介于约250μm至1mm之间,并且根据第一臂126的形状和尺寸,该第一可动部件的谐振频率可以介于约1khz至15khz之间。例如,通过在致动器112的每个部件上施加等于1vrms的电压,以8.707khz的谐振频率致动的具有等于500μm的半径的第一可动部件124使得能够在第一可动部件124的边缘处获得相对于第一可动部件124在静止时的位置的等于4.7μm的振幅移动。

根据该第三实施例的第一示例,相控光栅140可以用于增加由光栅140发射的光束所扫描的表面。实际上,在这种情况下,由于第一可动部件124围绕旋转轴128和136的移动而获得的光束的角度偏离与通过由光栅140产生的相移而获得的光束的角度偏离相结合。

根据该第三实施例的第二示例,光栅140可以用于实现不同的功能,诸如沿着与设置有光栅140的表面138的垂直的尺寸(在图3中平行于轴线z的尺寸)聚焦。因此,能够将由光栅140发射的光束聚焦在与表面138相距一可变的距离处。光栅140可以用于形成衍射光学元件,诸如用于光束聚焦或分割的动态虚拟透镜。该光栅也可以用于产生全息图。

作为该第三实施例的替代,如在先前所描述的示例中,支撑件102可以包括被两个第一臂126悬挂的第一可动部件124,但是臂126的第二端部直接联接至固定部件132。在这种情况下,支撑件102不包括第二可动部件130或第二臂134。即使在不具有第二可动部件130和第二臂134的情况下,由于光栅140的相移,光栅140也能够产生围绕轴线136的角度偏离,即,能够沿着第二扫描方向移动光束。然而,光束沿着第二扫描方向的移动幅度将小于上文所描述的示例中的移动幅度,因为在该替代方案中,支撑件102的可动部件的移动并不有助于光束沿着第二扫描方向的移动。

通常,对于所有实施例,致动器112可以是静电(或电容性)、磁性、压电或热类型的。

可以考虑扫描仪100的许多替代实施例。

根据替代方案,例如,根据第一实施例或第二实施例,上文所描述的扫描仪100可以包括与上文针对第三实施例所描述的光栅140相似的相控光栅,即,包括多行和多列的光学相移器122的阵列。在这种情况下,光栅140可以有助于增大由光束108沿着第一扫描方向移动所提供的偏离角,并且有助于使沿着垂直于第一扫描方向的另一扫描方向发射的光束偏离。可替代地,光栅140可以用于使沿着两个方向发射的光束偏离,这两个方向与光束108提供偏离所根据的方向垂直,例如,使用这两个方向中的一个方向来产生沿着与光栅140所位于的表面垂直的轴线发射的光束的聚焦。

根据另一实施例,例如,上文根据第三实施例所描述的扫描仪100可以包括与上文针对第一实施例和第二实施例之一所描述的光栅116相似的相控光栅。

对于所有实施例,支撑件102(固定部件+可动部件)也可以被设置成运动,以便增加光束朝向其被发送的方向的可能性。

在上文所描述的各种实施例和示例中,支撑件的可动部件被设置成围绕一个或两个旋转轴旋转地运动。通常,能够将支撑件的可动部件设置成通过旋转移动和/或弯曲移动和/或平移移动来进行运动。

下面关于图4至图15详细地描述根据上文所描述的实施例之一的用于生产扫描仪100的方法的示例。

扫描仪100由包括例如硅的基底105制成。在图4中,基底105包括对准标记107。基底105在此形成支撑件102。

首先在基底105上生产相控光栅116或140。在此处所描述的示例中,所生产的光栅对应于上文关于第一实施例和第二实施例所描述的光栅116。

为此,在基底105上生产或沉积第一包覆层109。层109包括例如sio2,该sio2例如通过基底105的硅的氧化而获得(参见图5)。层109的介电材料适于形成光导的包覆材料,并且例如对应于sio2或聚合物材料。层109具有例如介于约500nm至3μm之间的厚度。

然后,在层109上沉积波导芯层111。层111的材料的光学指数或折射率不同于层109的材料的光学指数或折射率。在此处所描述的实施例中,层111的材料是sin。可以使用其他材料(诸如,例如多晶硅)来生产层111。层111的厚度例如介于约100nm至1μm之间。

然后,对层111进行蚀刻或结构化,以便特别地形成光学相移器122的衍射光栅以及用于将来自光源118的一个或多个光束传输至光学相移器122的一个或多个波导120(参见图6)。

然后,生产第二包覆层113以覆盖经蚀刻的层111(参见图7)。选择层113的材料,使得层113的材料的光学指数不同于层111的材料的光学指数并且例如类似于层109的材料的光学指数。层113的介电材料适于形成波导的包覆材料,并且例如对应于sio2。层113的厚度例如介于约500nm至3μm之间。

然后,生产致动器112。在此处所描述的生产方法中,致动器112是压电类型的。

在层113上沉积第一导电层115(参见图8)。该第一导电层115旨在形成致动器112的电极之一或者致动器112的不同部件中的每一个部件的电极之一(如上文针对第三实施例所描述的情况一样)。层115包括例如铂或钼,根据将使用的压电材料来选择该材料的性质。层115的厚度例如介于约100nm至200nm之间。

然后,在层115上沉积压电材料层117(参见图9)。该层117包括例如pzt、aln、zno或bst(ba1-xsrxtio3)。层117的厚度例如介于约500nm至2μm之间。

然后,在层117上沉积第二导电层119。该第二导电层119旨在形成致动器112的另一电极或者致动器112的多个部件中的每一个部件的另一电极。层119包括例如铂或mo或ru。层119的厚度例如介于约100nm至200nm之间。

然后,通过干法蚀刻或湿法蚀刻对该层119进行蚀刻,使得该层119的一个或多个其余部分形成致动器112的上部电极或者致动器112的多个部件中的每一个部件的上部电极。

还通过干法蚀刻(例如等离子体蚀刻)对层117进行蚀刻,使得该层117的一个或多个其余部分形成致动器112的压电材料的部分或者致动器112的多个部件中的每一个部件的压电材料的部分(参见图10)。对层117进行蚀刻,使得旨在形成致动器112的一个或多个下部电极的层115的一个或多个部件不被层117的一个或多个其余部分完全覆盖,以便具有层115的可以被电接触的多个部分。

然后,通过干法蚀刻(例如等离子体蚀刻)对层115进行蚀刻,使得该层115的一个或多个其余部分形成致动器112的下部电极或者致动器112的多个部件中的每一个部件的下部电极(参见图11)。对层115进行蚀刻,使得层115的一个或多个部件不被层117的一个或多个其余部分覆盖,以便具有层115的可以被电接触的多个部件。

当光学相移器122包括压电相移装置时,也可以使用上文所描述的用于生产致动器112的步骤来生产这些压电相移装置,这些压电相移装置可以对应于压电致动器,该压电致动器彼此耦合或彼此独立并且如致动器112一样包括压电材料的被设置在两个电极之间的部分。通过致动这些压电致动器而产生的机械变形使得在这种情况下能够使由光学相移器122发射的光波相移。

可替代地,当光学相移器122包括热相移装置时,加热元件可以被集成在波导120与致动器122之间,在这种情况下,这些加热元件根据所需的相移通过将层111的材料加热至所需温度而提供由光学相移器122发射的光波的相移。

然后,通过对层113以及致动器112进行覆盖来沉积钝化层121。层121包括例如诸如为sio2的氧化物、sin或si3n4。

然后,穿过层121蚀刻第一开口123,以便形成通向致动器112的上部电极和下部电极的入口(参见图12)。

然后,穿过层121以面向光学相移器122的方式蚀刻一个或多个开口125,以便使得能够从光学相移器122提取光(参见图13)。

然后,例如通过沉积导电材料,然后通过蚀刻该材料,在第一开口123中生产导电焊盘127。这些焊盘127电连接至致动器112的电极并且允许将控制信号发送至致动器112(参见图14)。

然后,从基底的背面蚀刻基底105,以便形成扫描仪100的一个或多个可动部件(参见图15)。在这里所描述的示例中,蚀刻基底105使得能够形成梁106,该梁106包括第一部分108和第二部分110。

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