本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及光傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，包括：光源，用于輸出光子信號(hào)；微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號(hào)的物理特征，所述光變模塊通過(guò)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；光接收單元，用于接收通過(guò)微機(jī)電單元的光子信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。還涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)一種光傳感裝置和光傳感方法，根據(jù)反應(yīng)外界信息的變化改變光子信號(hào)的物理特征，提高對(duì)外界信息的變化的靈敏度，還具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、非侵入性和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并適于應(yīng)用在各種環(huán)境中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)涉及光傳感器
，具體涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，包括：光源，用于輸出光子信號(hào)；微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號(hào)的物理特征，所述光變模塊通過(guò)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；光接收單元，用于接收通過(guò)微機(jī)電單元的光子信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。還涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法。本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)一種光傳感裝置和光傳感方法，根據(jù)反應(yīng)外界信息的變化改變光子信號(hào)的物理特征，提高對(duì)外界信息的變化的靈敏度，還具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、非侵入性和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并適于應(yīng)用在各種環(huán)境中。【專(zhuān)利說(shuō)明】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及光傳感器
，具體涉及。
技術(shù)介紹
全球的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線傳感器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。特別是微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)目前已經(jīng)廣泛使用于各類(lèi)電子傳感器之中，包括，陀螺儀、壓力傳感器、加速度計(jì)、氣體傳感器、生物芯片。這些傳感器通過(guò)特定的結(jié)構(gòu)將外界的各種信號(hào)(包括運(yùn)動(dòng)、壓力、生物化學(xué)組份信號(hào))直接轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。盡管電子信號(hào)的處理技術(shù)已逐漸走向成熟，但是在日益提升的高靈敏度、高集成度性能要求及市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)之下，作為傳感的電子信號(hào)由于自身物理特征的限制將成為下一代傳感器的技術(shù)瓶頸。 在光傳感技術(shù)迅速發(fā)展的今天，已經(jīng)能夠解決傳統(tǒng)傳感技術(shù)存在的靈敏度低、易受干擾、感應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、檢測(cè)某些化學(xué)氣體不安全等方面的問(wèn)題。光傳感技術(shù)作為信息科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，在光通信、工業(yè)過(guò)程控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)和國(guó)家安全等眾多方面都有著十分重要的應(yīng)用。與傳統(tǒng)傳感器相比，光傳感器具有靈敏度高、體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、便于集成、可在線檢測(cè)等眾多優(yōu)點(diǎn)。因此在傳感領(lǐng)域中，光傳感占有越來(lái)越重要的地位。 近年來(lái)，作為傳感器技術(shù)中十分重要的一員，光傳感器已廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。盡管光傳感技術(shù)正在快速發(fā)展，在設(shè)計(jì)上卻一直沒(méi)有重大的突破。由于受到光學(xué)器件尺寸和材料的限制，平面光傳感系統(tǒng)的制備通常需要復(fù)雜的加工工藝流程，如光刻、電子束刻蝕或者納米壓印技術(shù)，且難以同時(shí)集成復(fù)雜的光電性能在單一芯片上，不便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，提高傳感性能，并實(shí)現(xiàn)光傳感器的芯片集成化。 本專(zhuān)利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，包括: 光源，用于輸出光子信號(hào)； 微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號(hào)的物理特征，所述光變模塊通過(guò)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化； 光接收單元，用于接收通過(guò)微機(jī)電單元的光子信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)； 所述微機(jī)電單元分別與光源和光接收單元連接。 其中，較佳方案是:所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊包括用于感應(yīng)外界信息的感應(yīng)子模塊和根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化的機(jī)械子模塊，所述機(jī)械子模塊分別與感應(yīng)子模塊和光變模塊連接。 其中，較佳方案是:所述光變模塊包括至少一層的光學(xué)薄膜，所述光學(xué)薄膜用于改變光子信號(hào)的物理特征。 其中，較佳方案是:所述光子信號(hào)的物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。 其中，較佳方案是:所述微機(jī)電單元還包括一機(jī)械聯(lián)接模塊，所述機(jī)械聯(lián)接模塊分別與機(jī)械子模塊和光變模塊連接，所述機(jī)械子模塊通過(guò)機(jī)械聯(lián)接模塊帶動(dòng)光變模塊進(jìn)行機(jī)械變化。 其中，較佳方案是:所述光源包括相互連接的發(fā)光模塊和驅(qū)動(dòng)電極模塊，所述發(fā)光模塊用于輸出具有特定波長(zhǎng)的光子信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)電極模塊用于提供發(fā)光模塊工作所需能量。 其中，較佳方案是:所述光接收單元包括相互連接的光電轉(zhuǎn)換模塊和電信號(hào)輸出模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于接收通過(guò)微機(jī)電單元的光子信號(hào)，并將光子信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)輸出模塊用于將電信號(hào)輸出到外部電子設(shè)備中。 其中，較佳方案是:還包括光傳輸通道，所述光傳輸通道包括若干具有不同光折射率的通光層，所述通光層根據(jù)由低至高的光折射率在光傳輸通道中橫向排列；所述光子信號(hào)在光傳輸通道中是從光折射率低的通光層射向光折射率高的通光層。 其中，較佳方案是:所述光傳輸通道包括發(fā)射端光傳輸通道和接收端光傳輸通道，所述發(fā)射端光傳輸通道設(shè)置在光源和微機(jī)電單元之間，所述接收端光傳輸通道設(shè)置在光接收器和微機(jī)電單元之間。 其中，較佳方案是:還包括一襯底，所述光源、微機(jī)電單元和光接收單元依次設(shè)置在所述襯底上。 本專(zhuān)利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法，包括步驟: A、輸出光子信號(hào)，并將光子信號(hào)輸入微機(jī)電單元中； B、所述微機(jī)電單元包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊通過(guò)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化，并改變光子信號(hào)的物理特征； C、接收通過(guò)所述微機(jī)電單元的光子信號(hào)，并將光子信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 其中，較佳方案是:所述步驟B中的機(jī)械變化包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、彎曲、扭曲和伸縮。 其中，較佳方案是:所述步驟B中的光子信號(hào)物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。 本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)一種光傳感裝置和光傳感方法，根據(jù)反應(yīng)外界信息的變化改變光子信號(hào)的物理特征，提高對(duì)外界信息的變化的靈敏度，還具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、非侵入性和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并適于應(yīng)用在各種環(huán)境中；由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于光傳感器的芯片集成化設(shè)計(jì)，便于大規(guī)模生產(chǎn)。 【專(zhuān)利附圖】【附圖說(shuō)明】 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中: 圖1是本專(zhuān)利技術(shù)光傳感裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本專(zhuān)利技術(shù)光傳感裝置的具體結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是本專(zhuān)利技術(shù)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4是本專(zhuān)利技術(shù)光傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 【具體實(shí)施方式】 現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1所示，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種光傳感裝置的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是光傳感裝置的結(jié)構(gòu)框圖。 —種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置10，包括光源100、微機(jī)電單元200和光接收單元300，光源100、微機(jī)電單元200和光接收單元300依次連接。其中光源100用于輸出光子信號(hào)，優(yōu)選輸出具有特定波長(zhǎng)的光子信號(hào)；微機(jī)電單元200包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210和光變模塊220，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210用于感應(yīng)外界信息20并根據(jù)外界信息20進(jìn)行機(jī)械變化，光變模塊220用于改變光子信號(hào)的物理特征，光變模塊220通過(guò)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；光接收單元300用于接收通過(guò)微機(jī)電單元200的光子信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 具體地，光源100將輸入光子信號(hào)31發(fā)送到微機(jī)電單元200中，微機(jī)電單元200根據(jù)外界信息20改變輸入光子信號(hào)31的物理特征，光接收單元300接收通過(guò)微機(jī)電單元200的輸出光子信號(hào)32。微機(jī)電系統(tǒng)具體指微機(jī)電單元200中各模塊構(gòu)成的工作系統(tǒng)。 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，其特征在于，包括：光源，用于輸出光子信號(hào)；微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號(hào)的物理特征，所述光變模塊通過(guò)感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；光接收單元，用于接收通過(guò)微機(jī)電單元的光子信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；所述微機(jī)電單元分別與光源和光接收單元連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周秀娟，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：周秀娟，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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