一種可調焦距的反射鏡制造技術

一種可調焦距的反射鏡，該反射鏡包括反射層，薄膜層，第一基板和驅動機構，反射層覆蓋于薄膜層的上表面，第一基板位于薄膜層和驅動機構之間，第一基板的高度方向設置第一通孔；驅動機構包括執行器基板和得電后彎曲形變失電后恢復形變的壓電膜片，壓電膜片粘接固定于執行器基板；薄膜層、第一基板和執行器基板圍成一個密封腔體；壓電膜片位于密封腔體外，密封腔體將壓電膜片的形變傳遞到薄膜層。本實用新型專利技術具有能使鏡面發生雙向形變，兼具凹面鏡功能和凸面鏡功能的優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于光學器件領域，涉及一種可調焦距的反射鏡。技術背景傳統的自動對焦相機通過移動透鏡位置來調整光學焦距。雖然步進電機、音圈電機等可以實現透鏡位置的精密移動和定位，但是在體積、能耗上不利于在手機、平板電腦等小型設備上的應用。為解決這一問題，通過電可以控制焦距變化的光學器件受到研究人員的關注。目前主要有透射式和反射式兩種類型。透射式器件如液滴透鏡通過靜電力改變液滴表面的曲率來實現焦距的改變。而反射式器件則通過改變反射鏡反射表面曲率實現焦距的改變。目前，變形鏡可以實現光學像差校正和光學焦距的控制，但由于變形鏡并非針對焦距控制而設計，成本高昂。中國專利申請200310111664.7披露了一種硅基可變形反射鏡，如圖1所示，包括硅片I’和玻璃片2’，硅片I’由鍵合區7’、硅膜3’及與硅膜3’下表面連為一體的至少一個硅臺柱5’構成，硅膜3’的上表面為反射面，在玻璃片2’上具有引線8’、壓焊點9’及與硅臺柱5’相對應的驅動電極6’，玻璃片2’和硅片I’由鍵合區V相固定，當給驅動電極6’施加電壓時，產生的靜電力驅動硅臺柱5’向下運動，從而帶動硅膜3’發生形變。硅膜3’產生彎曲變形，實現對光束的聚焦控制。這種反射鏡的缺點有:1、驅動電極只能使硅臺柱向下運動，硅膜下凹形變形成凹面鏡，硅膜只能實現向下的單向位移，無法兼具凹面鏡功能和凸面鏡功能。2、靜電力驅動需要較高電壓。
技術實現思路
為了克服現有技術存在的鏡面只能單向形變，無法兼具凹面鏡功能和凸面鏡功能的缺點，本技術提供了一種能使鏡面發生雙向形變，兼具凹面鏡功能和凸面鏡功能的一種可調焦距的反射鏡。一種可調焦距的反射鏡，包括反射層，薄膜層，第一基板和驅動機構，反射層覆蓋于薄膜層的上表面，第一基板位于薄膜層和驅動機構之間，第一基板的高度方向設置第一通孔；驅動機構包括執行器基板和得電后彎曲形變失電后恢復形變的壓電膜片，壓電膜片粘接固定于執行器基板；薄膜層、第一基板和執行器基板圍成一個密封腔體；壓電膜片位于密封腔體外，密封腔體將壓電膜片的形變傳遞到薄膜層。當壓電膜片得電而發生上拱或下凹的彎曲形變時，密封腔體內的介質分布狀態發生改變，從而使薄膜層及其上的反射層跟隨壓電膜片上拱或下凹。控制輸入壓電膜片的電壓方向即可控制壓電膜片發生上拱還是下凹的形變。反射層上拱時具備凸面反射鏡功能，對光束起發散作用；反射層下凹時具備凹面反射鏡功能，對光束起匯聚作用。進一步，壓電膜片與密封腔體同軸。進一步，薄膜層上具有第二基板，第二基板在第一基板之上，第二基板的高度方向設置第二通孔，第一通孔和第二通孔同軸，第一通孔大于第二通孔；薄膜層外露于第二基板的部分作為反射區域，反射區域中設置反射層；第一基板和第二基板均為剛性件。第一基板和第二基板均為剛性件指的是第一基板和第二基板在密封腔體的內壓改變時不會發生形變。由于第二基板為剛性件，則只有反射區域的薄膜能夠發生形變，從而使因壓電膜片形變產生的壓差全部作用于反射區域，而反射區域的面積小于密封腔體的截面積，使得壓電膜片的形變傳遞到反射區域時被放大。進一步，第二基板的第二通孔為圓形通孔。制作上述可調焦距的反射鏡的方法，包括以下步驟:1)、制備第一基板，第一基板的上表面設置S1Jl作為薄膜層；在薄膜層的上表面制備反射層；2)、在第一基板上濺射一層鋁膜，在鋁膜上旋涂光刻膠，對光刻膠進行曝光顯影，圖形化出孔；以光刻膠為保護層，通過磷酸溶液對鋁膜進行濕法刻蝕，在鋁膜上刻蝕出相應的第一窗口，然后除去光刻膠；3)、以鋁膜A為保護層，對第一基板3的硅進行感應耦合等離子ICP或者深反應離子刻蝕DRIE刻蝕，刻蝕到薄膜層2截止，刻蝕出第一通孔；4)、將兩面覆有電極的壓電膜片用環氧膠粘接到直徑銅片上，該銅片作為執行器基板；5)、將執行器基板粘接到第二基板上以封閉第一通孔，壓電膜片外露，可調焦距的反射鏡制作完成。進一步，步驟I)中包含以下步驟:(1.1)、制備第二基板，第二基板的形狀和厚度與第一基板相同；使薄膜層位于第一基板和第二基板之間，第一基板在下，第二基板在上；(1.2)、在第二基板上濺射鋁膜；然后在鋁膜上旋涂光刻膠，對光刻膠進行曝光顯影，圖形化出孔；以光刻膠為保護層，通過磷酸溶液對鋁膜進行濕法刻蝕，在鋁膜上刻蝕出相應的窗口 ；除去光刻膠；窗口的直徑小于第一通孔的直徑。(1.3)以鋁膜為保護層，對第二基板的硅進行感應耦合等離子ICP或者深反應離子刻蝕DRIE刻蝕，刻蝕到薄膜層截止，刻蝕出第二通孔；(1.4)在薄膜層外露于第二基板的反射區域內濺射或者真空蒸發銀、鋁或者金反射層作為反射面。本技術的優點在于:1.反射鏡可實現正反兩個方向的變形，既可作為凹面鏡又可作為凸面鏡使用，具有雙向調焦功能。2.通過第一通孔的設置，使反射鏡的變形更大，增加調焦范圍。3.相比于靜電方式，驅動電壓更低。【附圖說明】圖1是現有技術的示意圖。圖2是只具有第一基板的反射鏡結構示意圖。圖3是具有第一基板和第二基板的反射鏡示意圖。圖4是本技術為凸面鏡時的工作原理圖。圖5是本技術作為凹面鏡時的工作原理圖。圖6是一種制備工藝流程圖。【具體實施方式】實施例1如圖2所示，一種可調焦距的反射鏡，包括反射層4，薄膜層2，第一基板3和驅動機構，反射層4覆蓋于薄膜層2的上表面，第一基板3位于薄膜層2和驅動機構之間，第一基板3的高度方向設置第一通孔；驅動機構包括執行器基板6和得電后彎曲形變失電后恢復形變的壓電膜片5，壓電膜片5粘接固定于執行器基板6 ;薄膜層2、第一基板3和執行器基板6圍成一個密封腔體61 ;壓電膜片5位當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可調焦距的反射鏡，其特征在于：該反射鏡包括反射層，薄膜層，第一基板和驅動機構，反射層覆蓋于薄膜層的上表面，第一基板位于薄膜層和驅動機構之間，第一基板的高度方向設置第一通孔；驅動機構包括執行器基板和得電后彎曲形變失電后恢復形變的壓電膜片，壓電膜片粘接固定于執行器基板；薄膜層、第一基板和執行器基板圍成一個密封腔體；壓電膜片位于密封腔體外，密封腔體將壓電膜片的形變傳遞到薄膜層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬劍強，田雷，陳凱，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33