一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及微角錐反射鏡，具體是一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制造方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有微角錐反射鏡的制造方法因組裝工藝限制而無(wú)法確保微角錐反射鏡的成品率和工作性能的問(wèn)題。一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)，包括正方形硅基片、正方形二氧化硅層、鉑鈦下電極層、正方形鉑鈦底鏡、PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁、PZT平衡梁、鉑鈦上電極層、十字形側(cè)鏡、金層；正方形硅基片的正面與背面之間貫通開(kāi)設(shè)有正方形通孔；正方形二氧化硅層層疊于正方形硅基片的正面；正方形二氧化硅層的正面與背面之間貫通開(kāi)設(shè)有四組通孔。本發(fā)明適用于無(wú)線激光通信。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微角錐反射鏡，具體是一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制 造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線激光通信具備發(fā)射角極小、定位精度高、抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào)傳遞通道窄、保 密性好、信道容量大、碼率高的特點(diǎn)，在日常生活、軍事應(yīng)用以及航天中均扮演著十分重要 的角色。目前，無(wú)線激光通信可分為以下兩種：一種是主動(dòng)式無(wú)線激光通信，另一種是被動(dòng) 式無(wú)線激光通信。其中，主動(dòng)式無(wú)線激光通信又可分為兩種方式：第一種方式是在發(fā)射端發(fā) 射激光信息中隱含自身的地理位置信息。此種方式比較簡(jiǎn)單實(shí)用，但是其涉及信息處理和 信息安全等問(wèn)題。第二種方式是接收端多個(gè)幾何分布的光電探測(cè)器感知入射激光束的照射 情況，由此判別入射方向，再采用高靈敏度位置傳感器和相應(yīng)的電子伺服控制系統(tǒng)，跟蹤瞄 準(zhǔn)入射方向。此種方式較復(fù)雜，不利于無(wú)線激光通信系統(tǒng)的小型化。相較于主動(dòng)式無(wú)線激 光通信，被動(dòng)式無(wú)線激光通信采用被動(dòng)跟蹤入射激光的方式，其無(wú)需跟蹤和發(fā)射激光部件， 可以大為減小系統(tǒng)的體積和復(fù)雜度。
[0003] 微角錐反射鏡是實(shí)現(xiàn)被動(dòng)跟蹤入射激光的關(guān)鍵部件。微角錐反射鏡的特點(diǎn)是有互 相正交的三個(gè)鏡面，任意方向的光信號(hào)經(jīng)過(guò)三個(gè)鏡面反射后，均會(huì)沿著與入射方向相反的 方向反射回發(fā)射端。如果微角錐反射鏡的某一個(gè)鏡面可以發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可以對(duì)入射激光進(jìn) 行調(diào)制。目前，微角錐反射鏡的制造方法可分為以下兩種：一種是基于體硅工藝的制造方 法，另一種是基于表面硅工藝的制造方法?；隗w硅工藝的制造方法是指：在一個(gè)基片上制 造出可偏轉(zhuǎn)的底鏡，在另一個(gè)基片上制造出十字形側(cè)鏡，再通過(guò)組裝工藝將十字形側(cè)鏡安 裝到底鏡基片上，由此形成微角錐反射鏡(例如Berkeley大學(xué)Pister教授提出采用兩塊側(cè) 鏡分別加工再組裝方式制造的微角錐反射鏡，制造工藝較簡(jiǎn)單；美國(guó)University of South Florida大學(xué)研究小組提出采用深刻蝕和氫氧化鉀腐蝕的方法制造硅基十字形側(cè)鏡，能得 到正交度89. 7°，表面粗糙度39nm的硅鏡面；韓國(guó)Kwangwoon大學(xué)研究小組提出了一種基 于氫氧化鉀選擇性腐蝕（110)硅面的體硅工藝來(lái)制造十字形側(cè)鏡，能使得微角錐反射鏡側(cè) 面垂直)。基于體硅工藝的制造方法的優(yōu)點(diǎn)是集成工藝較為可靠，但其存在如下問(wèn)題：由于 組裝工藝的精度所限，無(wú)法確保鏡面的垂直度（即無(wú)法確保十字形側(cè)鏡與底鏡完全垂直)， 由此制約微角錐反射鏡的成品率和工作性能?；诒砻婀韫に嚨闹圃旆椒ㄊ侵福涸诨?利用犧牲層工藝制造出微角錐反射鏡的三個(gè)鏡面，然后在應(yīng)力、表面張力或外部力驅(qū)動(dòng)下， 使三個(gè)鏡面組裝成微角錐反射鏡(例如Berkeley大學(xué)Pister教授提出的利用光刻膠表面 張力實(shí)現(xiàn)反射鏡自對(duì)準(zhǔn)組裝；臺(tái)灣Jui-che Tsai教授采用的探針組裝反射鏡)?；诒砻?硅工藝的制造方法的優(yōu)點(diǎn)是整體工藝較簡(jiǎn)單，鏡面粗糙度低，但其存在如下問(wèn)題：組裝工藝 不成熟，隨機(jī)性太大，不適合批量集成加工，無(wú)法確保鏡面的垂直度（即無(wú)法確保三個(gè)鏡面 完全垂直)，由此制約微角錐反射鏡的成品率和工作性能。綜上所述，無(wú)論是基于體硅工藝 的制造方法還是基于表面硅工藝的制造方法，均因組裝工藝的限制而無(wú)法確保微角錐反射 鏡的成品率和工作性能。基于此，有必要發(fā)明一種全新的微角錐反射鏡的制造方法，以解決 現(xiàn)有微角錐反射鏡的制造方法存在的上述問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有微角錐反射鏡的制造方法因組裝工藝限制而無(wú)法確保微角 錐反射鏡的成品率和工作性能的問(wèn)題，提供了一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其 制造方法。
[0005] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)，包 括正方形硅基片、正方形二氧化硅層、鉬鈦下電極層、正方形鉬鈦底鏡、PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂 梁、PZT平衡梁、鉬鈦上電極層、十字形側(cè)鏡、金層； 正方形硅基片的正面與背面之間貫通開(kāi)設(shè)有正方形通孔； 正方形二氧化硅層層疊于正方形硅基片的正面；正方形二氧化硅層的正面與背面之 間貫通開(kāi)設(shè)有四組通孔；四組通孔圍繞正方形通孔的軸線對(duì)稱(chēng)分布，且正方形通孔完全覆 蓋四組通孔；每組通孔均包括一個(gè)直角V形通孔和兩個(gè)直角梯形通孔；兩個(gè)直角梯形通孔 的下底壁分別與直角V形通孔的兩個(gè)端壁齊平；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁相互平行且位 置正對(duì)；兩個(gè)直角梯形通孔的上底壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有一個(gè)正方形島狀 部；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁之間形成有一個(gè)斜向梁狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的直腰壁 與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有兩個(gè)正向梁狀部；四個(gè)直角V形通孔的外側(cè)壁之間形 成有一個(gè)十字形梁狀部； 鉬鈦下電極層包括四個(gè)斜向梁狀下電極層和正方形框狀下電極層；四個(gè)斜向梁狀下電 極層的外端與正方形框狀下電極層的四個(gè)內(nèi)角一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)斜向梁狀下電極 層一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)斜向梁狀部的正面；正方形框狀下電極層層疊于正方形二氧化硅層 的正面外周； 正方形鉬鈦底鏡的數(shù)目為四個(gè)；第一個(gè)正方形鉬鈦底鏡的左上角、第二個(gè)正方形鉬鈦 底鏡的右上角、第三個(gè)正方形鉬鈦底鏡的左下角、第四個(gè)正方形鉬鈦底鏡的右下角與四個(gè) 斜向梁狀下電極層的內(nèi)端一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)正方形鉬鈦底鏡一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè) 正方形島狀部的正面； PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁的數(shù)目為四個(gè)；四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)斜 向梁狀部的正面； PZT平衡梁的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)PZT平衡梁一一對(duì)應(yīng)層疊于八個(gè)正向梁狀部的正面； 鉬鈦上電極層包括四個(gè)斜向梁狀上電極層和正方形框狀上電極層；四個(gè)斜向梁狀上電 極層的外端與正方形框狀上電極層的四個(gè)內(nèi)角一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)斜向梁狀上電極 層一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁的正面；正方形框狀上電極層層疊于正方形二 氧化硅層的正面內(nèi)周； 十字形側(cè)鏡層疊于十字形梁狀部的正面； 金層的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)金層一一對(duì)應(yīng)層疊于十字形側(cè)鏡的八個(gè)側(cè)面。
[0006] 具體工作過(guò)程如下：首先，將鉬鈦下電極層和鉬鈦上電極層分別與外部電源的正、 負(fù)極連接，外部電源由此向四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁加載驅(qū)動(dòng)電壓。然后，來(lái)自發(fā)射端的激 光入射到其中一個(gè)鏡面(正方形鉬鈦底鏡或十字形側(cè)鏡)，并依次經(jīng)過(guò)另外兩個(gè)鏡面進(jìn)行反 射，最后沿著與入射方向相反的方向返回發(fā)射端。在此過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)其中一個(gè)PZT壓電 驅(qū)動(dòng)懸臂梁的驅(qū)動(dòng)電壓，便可控制該正方形鉬鈦底鏡進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，由此改變反射激光相對(duì)于 入射激光的偏離角度。八個(gè)平衡梁的作用是提高四個(gè)正方形鉬鈦底鏡的水平度。
[0007] -種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法(該方法用于制造本發(fā)明所述 的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的： a. 選取正方形硅基片，并在正方形硅基片的正面熱氧生長(zhǎng)正方形二氧化硅層，然后采 用氫氧化鉀在正方形硅基片的背面腐蝕形成正方形凹腔； b. 在正方形二氧化硅層的正面與背面之間刻蝕形成四組通孔；四組通孔圍繞正方形 凹腔的軸線對(duì)稱(chēng)分布；每組通孔均包括一個(gè)直角V形通孔和兩個(gè)直角梯形通孔；兩個(gè)直角 梯形通孔的下底壁分別與直角V形通孔的兩個(gè)端壁齊平；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁相互 平行且位置正對(duì)；兩個(gè)直角梯形通孔的上底壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有一個(gè)正 方形島狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁之間形成有一個(gè)斜向梁狀部；兩個(gè)直角梯形通孔 的直腰壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有兩個(gè)正向梁狀部；四個(gè)直角V形通孔的外側(cè) 壁之間形成有一個(gè)十字形梁狀部； c. 在正方形二氧化硅層的正面濺射鉬鈦層，并在鉬鈦層的正面與背面之間刻蝕形成鉬 鈦下電極層和四個(gè)正方形鉬鈦底鏡； d. 采用溶膠-凝膠法在正方形二氧化硅層的正面生長(zhǎng)PZT薄膜，并在PZT薄膜的正面 與背面之間刻蝕形成四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁和八個(gè)PZT平衡梁； e. 在正方形二氧化硅層的正面濺射鉬鈦層，并在鉬鈦層的正面與背面之間刻蝕形成鉬 鈦上電極層； f. 在正方形二氧化硅層的正面旋涂SU-8光刻膠層，并在SU-8光刻膠層的正面與背面 之間刻蝕形成十字形側(cè)鏡； g. 采用背面干法在正方形凹腔的底面進(jìn)行刻蝕，使得正方形凹腔變形成為正方形通 孔；正方形通孔完全覆蓋步驟b中的四組通孔； h. 從正方形硅基片的背面濺射金，并在十字形側(cè)鏡的八個(gè)側(cè)面各形成一個(gè)金層。
[0008] 與現(xiàn)有微角錐反射鏡的制造方法相比，本發(fā)明所述的一種角度可調(diào)的微角錐反射 鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制造方法無(wú)需采用組裝工藝，即可一體化集成制造出十字形側(cè)鏡和底鏡， 由此徹底避免了組裝工藝對(duì)鏡面垂直度的影響，從而有效保證了微角錐反射鏡的成品率和 工作性能。此外，本發(fā)明所述的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制造方法通過(guò) 采用在SU-8光刻完之后從背面濺射金覆蓋SU-8側(cè)壁的工藝，一方面避免了壓電薄膜上下 電極的連通，另一方面避免了由于SU-8高臺(tái)階的緣故使得后續(xù)光刻無(wú)法進(jìn)行的問(wèn)題，因此 本發(fā)明所述的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)及其制造方法不僅減少了一次光刻， 而且有效解決了高臺(tái)階金屬圖形化的難題。
[0009] 本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有微角錐反射鏡的制造方法因組裝工藝限制而無(wú)法確保微 角錐反射鏡的成品率和工作性能的問(wèn)題，適用于無(wú)線激光通信。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟a的示 意圖。
[0012] 圖3是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟b的示 意圖。
[0013] 圖4是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟c的示 意圖。
[0014] 圖5是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟d的示 意圖。
[0015] 圖6是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟e的示 意圖。
[0016] 圖7是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟f的示 意圖。
[0017] 圖8是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟g的示 意圖。
[0018] 圖9是本發(fā)明的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法的步驟h的示 意圖。
[0019] 圖中：1-正方形硅基片，2-正方形二氧化硅層，3-鉬鈦下電極層，4-正方形鉬鈦底 鏡，5-PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁，6-PZT平衡梁，7-鉬鈦上電極層，8-十字形側(cè)鏡，9-金層，10-正 方形凹腔。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)，包括正方形硅基片1、正方形二氧化硅層 2、鉬鈦下電極層3、正方形鉬鈦底鏡4、PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁5、PZT平衡梁6、鉬鈦上電極層 7、十字形側(cè)鏡8、金層9 ; 正方形硅基片1的正面與背面之間貫通開(kāi)設(shè)有正方形通孔； 正方形二氧化娃層2層疊于正方形娃基片1的正面；正方形二氧化娃層2的正面與背 面之間貫通開(kāi)設(shè)有四組通孔；四組通孔圍繞正方形通孔的軸線對(duì)稱(chēng)分布，且正方形通孔完 全覆蓋四組通孔；每組通孔均包括一個(gè)直角V形通孔和兩個(gè)直角梯形通孔；兩個(gè)直角梯形 通孔的下底壁分別與直角V形通孔的兩個(gè)端壁齊平；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁相互平行 且位置正對(duì)；兩個(gè)直角梯形通孔的上底壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有一個(gè)正方形 島狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁之間形成有一個(gè)斜向梁狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的直 腰壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有兩個(gè)正向梁狀部；四個(gè)直角V形通孔的外側(cè)壁之 間形成有一個(gè)十字形梁狀部； 鉬鈦下電極層3包括四個(gè)斜向梁狀下電極層和正方形框狀下電極層；四個(gè)斜向梁狀下 電極層的外端與正方形框狀下電極層的四個(gè)內(nèi)角一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)斜向梁狀下電 極層一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)斜向梁狀部的正面；正方形框狀下電極層層疊于正方形二氧化硅 層2的正面外周； 正方形鉬鈦底鏡4的數(shù)目為四個(gè)；第一個(gè)正方形鉬鈦底鏡4的左上角、第二個(gè)正方形鉬 鈦底鏡4的右上角、第三個(gè)正方形鉬鈦底鏡4的左下角、第四個(gè)正方形鉬鈦底鏡4的右下角 與四個(gè)斜向梁狀下電極層的內(nèi)端一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)正方形鉬鈦底鏡4 一一對(duì)應(yīng)層 疊于四個(gè)正方形島狀部的正面； PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁5的數(shù)目為四個(gè)；四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁5 -一對(duì)應(yīng)層疊于四 個(gè)斜向梁狀部的正面； PZT平衡梁6的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)PZT平衡梁6 -一對(duì)應(yīng)層疊于八個(gè)正向梁狀部的正 面； 鉬鈦上電極層7包括四個(gè)斜向梁狀上電極層和正方形框狀上電極層；四個(gè)斜向梁狀上 電極層的外端與正方形框狀上電極層的四個(gè)內(nèi)角一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)斜向梁狀上電 極層一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁5的正面；正方形框狀上電極層層疊于正方 形二氧化硅層2的正面內(nèi)周； 十字形側(cè)鏡8層疊于十字形梁狀部的正面； 金層9的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)金層9 一一對(duì)應(yīng)層疊于十字形側(cè)鏡8的八個(gè)側(cè)面。
[0021] 一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法(該方法用于制造本發(fā)明所述 的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的： a. 選取正方形硅基片1，并在正方形硅基片1的正面熱氧生長(zhǎng)正方形二氧化硅層2,然 后采用氫氧化鉀在正方形硅基片1的背面腐蝕形成正方形凹腔10 ; b. 在正方形二氧化硅層2的正面與背面之間刻蝕形成四組通孔；四組通孔圍繞正方形 凹腔10的軸線對(duì)稱(chēng)分布；每組通孔均包括一個(gè)直角V形通孔和兩個(gè)直角梯形通孔；兩個(gè)直 角梯形通孔的下底壁分別與直角V形通孔的兩個(gè)端壁齊平；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁相 互平行且位置正對(duì)；兩個(gè)直角梯形通孔的上底壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有一個(gè) 正方形島狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁之間形成有一個(gè)斜向梁狀部；兩個(gè)直角梯形通 孔的直腰壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有兩個(gè)正向梁狀部；四個(gè)直角V形通孔的外 側(cè)壁之間形成有一個(gè)十字形梁狀部； c. 在正方形二氧化硅層2的正面濺射鉬鈦層，并在鉬鈦層的正面與背面之間刻蝕形成 鉬鈦下電極層3和四個(gè)正方形鉬鈦底鏡4 ; d. 采用溶膠-凝膠法在正方形二氧化硅層2的正面生長(zhǎng)PZT薄膜，并在PZT薄膜的正 面與背面之間刻蝕形成四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁5和八個(gè)PZT平衡梁6 ; e. 在正方形二氧化硅層2的正面濺射鉬鈦層，并在鉬鈦層的正面與背面之間刻蝕形成 鉬鈦上電極層7 ; f. 在正方形二氧化硅層2的正面旋涂SU-8光刻膠層，并在SU-8光刻膠層的正面與背 面之間刻蝕形成十字形側(cè)鏡8 ; g. 采用背面干法在正方形凹腔10的底面進(jìn)行刻蝕，使得正方形凹腔10變形成為正方 形通孔；正方形通孔完全覆蓋步驟b中的四組通孔； h. 從正方形硅基片1的背面濺射金，并在十字形側(cè)鏡8的八個(gè)側(cè)面各形成一個(gè)金層9。
[0022] 具體實(shí)施時(shí)，正方形二氧化硅層2的厚度為1 μ m。正方形硅基片1的正面與正方 形凹腔10的底面之間的厚度為100 μ m。PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁5的厚度、PZT平衡梁6的厚 度均為2 μ m。
【權(quán)利要求】
1. 一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括正方形硅基片（1)、正方 形二氧化硅層（2)、鉬鈦下電極層（3)、正方形鉬鈦底鏡（4)、PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁（5)、PZT 平衡梁（6)、鉬鈦上電極層（7)、十字形側(cè)鏡（8)、金層（9); 正方形硅基片（1)的正面與背面之間貫通開(kāi)設(shè)有正方形通孔； 正方形二氧化硅層（2)層疊于正方形硅基片（1)的正面；正方形二氧化硅層（2)的正面 與背面之間貫通開(kāi)設(shè)有四組通孔；四組通孔圍繞正方形通孔的軸線對(duì)稱(chēng)分布，且正方形通 孔完全覆蓋四組通孔；每組通孔均包括一個(gè)直角V形通孔和兩個(gè)直角梯形通孔；兩個(gè)直角 梯形通孔的下底壁分別與直角V形通孔的兩個(gè)端壁齊平；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁相互 平行且位置正對(duì)；兩個(gè)直角梯形通孔的上底壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有一個(gè)正 方形島狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁之間形成有一個(gè)斜向梁狀部；兩個(gè)直角梯形通孔 的直腰壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有兩個(gè)正向梁狀部；四個(gè)直角V形通孔的外側(cè) 壁之間形成有一個(gè)十字形梁狀部； 鉬鈦下電極層（3)包括四個(gè)斜向梁狀下電極層和正方形框狀下電極層；四個(gè)斜向梁狀 下電極層的外端與正方形框狀下電極層的四個(gè)內(nèi)角一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)斜向梁狀下 電極層一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)斜向梁狀部的正面；正方形框狀下電極層層疊于正方形二氧化 娃層（2)的正面外周； 正方形鉬鈦底鏡（4)的數(shù)目為四個(gè)；第一個(gè)正方形鉬鈦底鏡（4)的左上角、第二個(gè)正 方形鉬鈦底鏡（4)的右上角、第三個(gè)正方形鉬鈦底鏡（4)的左下角、第四個(gè)正方形鉬鈦底鏡 (4)的右下角與四個(gè)斜向梁狀下電極層的內(nèi)端一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)正方形鉬鈦底鏡 (4) 一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)正方形島狀部的正面； PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁（5)的數(shù)目為四個(gè)；四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁（5)-一對(duì)應(yīng)層疊于 四個(gè)斜向梁狀部的正面； PZT平衡梁（6)的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)PZT平衡梁（6)-一對(duì)應(yīng)層疊于八個(gè)正向梁狀部的 正面； 鉬鈦上電極層（7)包括四個(gè)斜向梁狀上電極層和正方形框狀上電極層；四個(gè)斜向梁狀 上電極層的外端與正方形框狀上電極層的四個(gè)內(nèi)角一一對(duì)應(yīng)連接為一體；四個(gè)斜向梁狀上 電極層一一對(duì)應(yīng)層疊于四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁（5)的正面；正方形框狀上電極層層疊于 正方形二氧化硅層（2)的正面內(nèi)周； 十字形側(cè)鏡（8)層疊于十字形梁狀部的正面； 金層（9)的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)金層（9) 一一對(duì)應(yīng)層疊于十字形側(cè)鏡（8)的八個(gè)側(cè)面。
2. -種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法用于制造如權(quán)利要求1 所述的一種角度可調(diào)的微角錐反射鏡陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn) 的： a. 選取正方形硅基片（1)，并在正方形硅基片（1)的正面熱氧生長(zhǎng)正方形二氧化硅層 (2)，然后采用氫氧化鉀在正方形硅基片（1)的背面腐蝕形成正方形凹腔（10); b. 在正方形二氧化硅層（2)的正面與背面之間刻蝕形成四組通孔；四組通孔圍繞正方 形凹腔（10)的軸線對(duì)稱(chēng)分布；每組通孔均包括一個(gè)直角V形通孔和兩個(gè)直角梯形通孔；兩 個(gè)直角梯形通孔的下底壁分別與直角V形通孔的兩個(gè)端壁齊平；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰 壁相互平行且位置正對(duì)；兩個(gè)直角梯形通孔的上底壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有 一個(gè)正方形島狀部；兩個(gè)直角梯形通孔的斜腰壁之間形成有一個(gè)斜向梁狀部；兩個(gè)直角梯 形通孔的直腰壁與直角V形通孔的內(nèi)側(cè)壁之間形成有兩個(gè)正向梁狀部；四個(gè)直角V形通孔 的外側(cè)壁之間形成有一個(gè)十字形梁狀部； c. 在正方形二氧化硅層（2)的正面濺射鉬鈦層，并在鉬鈦層的正面與背面之間刻蝕形 成鉬鈦下電極層（3)和四個(gè)正方形鉬鈦底鏡（4); d. 采用溶膠-凝膠法在正方形二氧化硅層（2)的正面生長(zhǎng)PZT薄膜，并在PZT薄膜的 正面與背面之間刻蝕形成四個(gè)PZT壓電驅(qū)動(dòng)懸臂梁（5)和八個(gè)PZT平衡梁（6); e. 在正方形二氧化硅層（2)的正面濺射鉬鈦層，并在鉬鈦層的正面與背面之間刻蝕形 成鉬鈦上電極層（7); f. 在正方形二氧化硅層（2)的正面旋涂SU-8光刻膠層，并在SU-8光刻膠層的正面與 背面之間刻蝕形成十字形側(cè)鏡（8); g. 采用背面干法在正方形凹腔（10)的底面進(jìn)行刻蝕，使得正方形凹腔（10)變形成為 正方形通孔；正方形通孔完全覆蓋步驟b中的四組通孔； h. 從正方形硅基片（1)的背面濺射金，并在十字形側(cè)鏡（8)的八個(gè)側(cè)面各形成一個(gè)金 層（9 )。
【文檔編號(hào)】G02B26/08GK104216111SQ201410532691
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】王任鑫, 丑修建, 薛晨陽(yáng), 張文棟, 劉俊, 熊繼軍, 簡(jiǎn)澤明, 劉夢(mèng)然, 郭靖, 劉源, 曾瑞 申請(qǐng)人:中北大學(xué)