專利名稱：用于大尺寸束控制應(yīng)用的多軸、大傾角、晶片級(jí)微鏡陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種零空閑功率(zero-idle-power)、大面積表面，以重定向入 射的光、微波或聲波。所述表面包括多軸、大傾角、微鏡陣列，其可由來(lái)自于中央或遠(yuǎn)程控制 器的控制信號(hào)移位(displace)或旋轉(zhuǎn)以便以像素化的方式獲得期望的束或波前重定向。
背景技術(shù)：
用于獲得和使用常規(guī)燃料的費(fèi)用正使得太陽(yáng)能收集變得更有吸引力。然而，太陽(yáng) 能具有挑戰(zhàn)性，這是因?yàn)樗荒芤猿杀镜秃陀行У姆绞揭宰銐虻膹?qiáng)度和數(shù)量被收集。還存 在制作、安裝和利用適于改變環(huán)境照明條件的太陽(yáng)能跟蹤器、太陽(yáng)能收集器和太陽(yáng)能聚光 器的問(wèn)題。通常，太陽(yáng)能聚光器增加通過(guò)特定區(qū)域的太陽(yáng)能通量。這反過(guò)來(lái)又可用于最大化 光伏電池的功率輸出，當(dāng)被強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射時(shí)，所述光伏電池的功率輸出在性能上被顯著 地且非線性地改善。專門設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池，被優(yōu)化以適用于強(qiáng)烈的陽(yáng)光，由于在該強(qiáng)光環(huán) 境下所述太陽(yáng)能電池增加的量子效率，所述太陽(yáng)能電池在低聚光度下能夠比大面積的太陽(yáng) 能電池產(chǎn)生更多的輸出功率。聚光器還提供了將太陽(yáng)能引導(dǎo)至較小橫截面積的裝置，從而 使得太陽(yáng)能分布適用于多種應(yīng)用。不幸地，太陽(yáng)能聚光器具有固有地窄視場(chǎng)——其隨著聚 光度增加而減小。這使得某種跟蹤器的使用成為必要以便跟隨太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。為了收集、聚 光、分配以及將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成其它最終使用的能量產(chǎn)品的目的，主要基于使陽(yáng)光折射并具有 可重配置取向的平光學(xué)邊界的電子可控以及適應(yīng)的固態(tài)太陽(yáng)能跟蹤器提供將光引導(dǎo)至期 望的方向的裝置，但是其已被證明(a)難于制造，(b)安裝復(fù)雜以及(c)昂貴。許多太陽(yáng)能收集技術(shù)是不實(shí)際的，這是因?yàn)樗鼈儾荒鼙恢苯蛹傻經(jīng)]有牢固機(jī)械 架構(gòu)的建筑物和其它結(jié)構(gòu)上，這一點(diǎn)在常規(guī)太陽(yáng)能技術(shù)上是典型的?？紤]到以上問(wèn)題，仍然需要一種用于減少成本和收集或引導(dǎo)太陽(yáng)能的復(fù)雜性的方 法及系統(tǒng)，使得太陽(yáng)能收集結(jié)構(gòu)(例如，模塊化瓦)可被制造并賣給消費(fèi)者或最終用戶。更為普遍地說(shuō)，還存在滿足對(duì)中央或遠(yuǎn)程控制的反射器陣列的需求的機(jī)會(huì)，所述 反射器陣列用于對(duì)包括可見光、聲能或RF/或微波能量的輻射或者入射能進(jìn)行重定向，所 述輻射或者入射能入射到限定的表面上或限定的區(qū)域上方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供一種利用零空閑功率、大面積表面來(lái)重定向入射的光、微波或聲 波的方法和系統(tǒng)來(lái)滿足上述需求。這通過(guò)利用多軸、大傾角、微鏡陣列覆蓋表面來(lái)實(shí)現(xiàn)，該 陣列可通過(guò)來(lái)自于中央或遠(yuǎn)程控制器的控制信號(hào)來(lái)運(yùn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)，以便以像素化的方式獲得期望的束或波前的重定向。像素中的關(guān)鍵元件為全角可鎖定反射器(ALAR)，其為無(wú)需任何 能量來(lái)維持其取向/位置的微鏡表面，因此充當(dāng)機(jī)械的、非易失存儲(chǔ)元件。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)僅 僅當(dāng)它相應(yīng)于該機(jī)械存儲(chǔ)元件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換來(lái)改變它的取向/位置時(shí)消耗能量。大陣列的微鏡表面的制造使用在平面微制造或卷對(duì)卷制造中適用的工具。而且， 無(wú)線電子學(xué)和光伏能量電池的集成，使得諸如易于利用最少約束安裝到支撐環(huán)境的瓦的獨(dú) 立式、低重量、便攜的模塊化元件成為可能。本發(fā)明的系統(tǒng)的重要應(yīng)用包括利用太陽(yáng)跟蹤的 全覆蓋的、聚光的太陽(yáng)能發(fā)電，以及零空閑功率的、可重構(gòu)的壁紙。根據(jù)本發(fā)明，顯著減小了收集太陽(yáng)能的成本和復(fù)雜性，使得最終用戶或消費(fèi)者例 如可在附近的五金店獲得太陽(yáng)能收集瓦。使用者購(gòu)買模塊化的瓦并將它們以規(guī)則的陣列設(shè) 置在諸如屋頂或后院區(qū)域的選定表面。該瓦自供電并且自動(dòng)控制以朝向中央太陽(yáng)能收集器 重定向或定位入射太陽(yáng)光。每片瓦包括朝向特定收集塔反射光或?qū)⒐夥瓷涞骄系墓?定位置的微鏡陣列。瓦被預(yù)編程或控制以便自我調(diào)節(jié)，使得當(dāng)使用者安裝瓦時(shí)，每片瓦的 精確定位不是必要步驟。當(dāng)太陽(yáng)移動(dòng)或云進(jìn)入某個(gè)陽(yáng)光的視場(chǎng)時(shí)，所述鏡可以調(diào)整位置以 最優(yōu)化光的收集。此外，它們可被無(wú)線控制以便在某坐標(biāo)形成期望的聚焦(例如，利用GPS 信號(hào))，從而使得在鏡子視線中的任意點(diǎn)入射到非常不平和分離的空間的能量的聚焦成為 可能。大的表面積對(duì)體積比、輕的重量以及改變它的旋轉(zhuǎn)和/或取向的能力，允許每片瓦或 許僅僅通過(guò)將它們從空氣中降下而被放置在平面上。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供了控制光 (例如，來(lái)自太陽(yáng)、人工光源或激光)并利用晶片級(jí)致動(dòng)微鏡朝向期望的方向重定向光的總 體結(jié)構(gòu)。微鏡陣列由關(guān)于中心軸旋轉(zhuǎn)且相對(duì)于襯底圍繞在它們的基底上的軸旋轉(zhuǎn)的鏡子組 成。該鏡子需要移動(dòng)大于30度的大角度，使得即使當(dāng)晶片被以相對(duì)于光源較大的角放置 時(shí)，光收集也是可能的。該總體裝置將被稱為PLRS (平面光重定向系統(tǒng))。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還提供封裝的光重定向系統(tǒng)，使得它可被隨便地放置在任意 表面(例如沙地、泥土或草地)并且可由集成功率變換器供電或者附連于外部電源。光重 定向器還可以包括從中央控制命令區(qū)實(shí)現(xiàn)鏡子定位的有線或無(wú)線通信能力。此外，封裝并 且操作PLRS，使得它可承受所經(jīng)歷的室內(nèi)和室外(雨水、熱量、風(fēng)、灰塵)的環(huán)境條件。利用各種能完全形成網(wǎng)狀元件或彎曲元件的微加工技術(shù)來(lái)制造微鏡。微鏡表面由 靜電、壓電以及熱致動(dòng)器的組合致動(dòng)以將它們放置在豎直位置。由于微加工鏡面陣列的發(fā)展，本發(fā)明總體上是可行的。具有可控的反射率和聚焦 性能的表面的大的、可變角可控的反射器陣列已知用于許多光學(xué)應(yīng)用。它們?cè)谔?yáng)能聚光 器、衛(wèi)星通信、娛樂(lè)業(yè)中的光及激光表演等中在較大的尺度(例如，米或者甚至千米尺度) 的范圍上使用。在微尺度的另一個(gè)極端，反射器陣列被用于光開關(guān)、束掃描器以及許多顯示 技術(shù)。雖然大尺度設(shè)備允許大旋轉(zhuǎn)角以及非定制的雙軸傾斜/旋轉(zhuǎn)臺(tái)及電機(jī)的容易安裝， 較小尺寸的陣列提供了增加的帶寬和提高的精度。通過(guò)結(jié)合來(lái)自這兩個(gè)尺度的概念，即將 微制造結(jié)構(gòu)用于大尺寸束控制應(yīng)用，研發(fā)了本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的PLRS系統(tǒng)適于需要大面積、高填充系數(shù)(fill-factor)的光學(xué)表面的應(yīng) 用，其中該表面隨著入射的光輻射改變它們的入射角。本發(fā)明的方法，將微鏡用于大尺度應(yīng) 用，近來(lái)更可行，因?yàn)榘雽?dǎo)體工業(yè)已經(jīng)從2-3英寸的晶片大小(大約1965)增加到現(xiàn)今的12 英寸晶片大小；并且18英寸的晶片大小也差不多為商業(yè)應(yīng)用作好了準(zhǔn)備。有很多方法得到 微尺度的旋轉(zhuǎn)表面。商用微鏡陣列的第一示例中的一個(gè)由德州儀器(Texas Instruments)利用表面微加工技術(shù)制造，德州儀器在他們的投影顯示技術(shù)中使用微鏡陣列(例如，參見 專利號(hào)5，535，047,1996 年 7 月 9 日，“Active yoke hidden hinge digital micromirror device", Hornbeck ；Larry J.Texas Instruments Incorporated(Dallax, TX))。Coring Inc取得了來(lái)自于他們的制造方法的明顯變形的專利權(quán)，以生成可以兩個(gè)自由度進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)的微鏡陣列(例如，參見專利號(hào)6，912，078，2005年6月28日，“Electrostatically actuated micro-electro-mechanical devices and method of manufacture :，，,Kudrle, et al. Corning Incorporated (Corning，NY))。這兩種方法都使用靜態(tài)致動(dòng)來(lái)控制鏡子。在本發(fā)明的系統(tǒng)及方法的原型中，鉸接的或兼容的、多晶硅反射板或反射鏡的半 永久性角度定位是通過(guò)利用芯片外產(chǎn)生的超聲波和靜電力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。中間反射器角度由用 于移動(dòng)板的內(nèi)置阻塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)由新穎的鎖定結(jié)構(gòu)和脈沖致動(dòng)，鏡子可由不同的旋轉(zhuǎn)角限 制(trap)或從不同的旋轉(zhuǎn)角釋放，使得需要零靜態(tài)功率來(lái)維持角位移。而且，管芯上的片 上致動(dòng)器和電互連的缺失使得非常高的填充系數(shù)成為可能。本發(fā)明的鎖定結(jié)構(gòu)使鏡板在0°到90°之間的致動(dòng)角間旋轉(zhuǎn)，并且不具有片上致 動(dòng)器，這是因?yàn)橹聞?dòng)器被放置在鏡子陣列的下面和上面。這允許鏡子的高側(cè)面填充系數(shù)以 及允許由于暫時(shí)鎖定引起的零空閑功率。例如，施加在保持管芯的吸盤和球形上電極之間 的選定直流電壓VD。用于使微結(jié)構(gòu)從管芯表面脫離。氧化銦錫鍍膜的玻璃電極用于保持鏡 子表面光學(xué)可接觸(accessible)，使得該結(jié)構(gòu)的移動(dòng)可被記錄并隨后可被分析。在管芯下 面的壓電陶瓷(PZT)上施加的周期電壓Vac產(chǎn)生應(yīng)力波，其可達(dá)到鉸鏈處的接觸界面、粘貼 部分(stuck part)或滑動(dòng)表面。該壓力波調(diào)制接觸的表面之間的摩擦間隙。該調(diào)制充當(dāng) 減小摩擦力的抗黏劑和潤(rùn)滑劑。該減小的摩擦和粘滯使得諸如靜電力的外力旋轉(zhuǎn)該板成為 可能。在儀器級(jí)(instrument level)上對(duì)具有選定頻率的時(shí)變信號(hào)Va。進(jìn)行線性掃頻以便 在組裝過(guò)程期間激發(fā)時(shí)變的結(jié)構(gòu)共振。利用5層多晶硅表面微加工工藝，(例如，SANDIA-SUMMITV 工藝)，制造帶有附加 氮化硅層的原型裝置。然而，所述原型裝置排他地由多晶硅層制成，因此也可使用SUMMIT V 工藝。


結(jié)合附圖根據(jù)隨后的本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn) 將變得顯而易見，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明示出了用于重定向光的系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。一般說(shuō)來(lái)，根 據(jù)本發(fā)明，圖1中示出的瓦結(jié)構(gòu)可以用于不同現(xiàn)象和波長(zhǎng)的波的反射和重定向。圖2為根據(jù)本發(fā)明示意性示出了承載在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的平行鏡陣列的示意透視圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明示出透射透鏡實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。圖如和4b為根據(jù)本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)反射器系統(tǒng)的透視圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明示出了圖如和4b的樞轉(zhuǎn)反射器系統(tǒng)的操作的示意圖。圖6a為根據(jù)本發(fā)明的組裝的多晶硅折板(562μπιΧ280μπι)的SEM圖像，其中利 用靜電和超聲波力的組合將所述多晶硅折板從靜止位置豎起到垂直狀態(tài)。圖6b為根據(jù)本發(fā)明的以與圖6a的實(shí)施例類似的方式組裝的較小折板 (180 μ mX 100 μ m)的陣列的SEM圖像。
圖7示出了位于開放空間的收集太陽(yáng)能功率的中央塔；根據(jù)本發(fā)明，日光反射器 為將入射輻射引導(dǎo)至中央塔的太陽(yáng)能跟蹤大鏡陣列。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的組件，包括(1)具有一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)/傾斜/ 移動(dòng)自由度的鏡子單元像素，(2)用于控制、開關(guān)或無(wú)線通信的電子器件，(3)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)致 動(dòng)器并為電子器件供電的高電壓的光伏太陽(yáng)能電池，(4)用作外殼并用于免充電操作的在 背側(cè)上具有透明導(dǎo)電涂層的透明蓋，( 任選的所述外殼外側(cè)用于空間上對(duì)鏡子尋址的致動(dòng)層。圖9示出了以零功率消耗鋪設(shè)有集中旋轉(zhuǎn)鏡的諸如摩天大樓的建筑物，以便跟蹤 太陽(yáng)并將其投射于中央接收器。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的系統(tǒng)的薄形式要素使得太陽(yáng)能跟蹤 系統(tǒng)幾乎可在任何地方可行，并且非常適合用于R2R技術(shù)。圖10為根據(jù)本發(fā)明的示出了布置并使用多個(gè)束控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，所述束控制系 統(tǒng)利用在粗糙表面上隨機(jī)分布的12”晶片網(wǎng)重定向入射的太陽(yáng)能，以便將太陽(yáng)光集中到天 空中的移動(dòng)目標(biāo)上，其中目標(biāo)的位置通過(guò)GPS或RADAR由地面節(jié)點(diǎn)測(cè)定。圖11示出了本發(fā)明的早期原型。圖12示出了本發(fā)明的早期原型。圖13為示出了制造本發(fā)明的早期原型的成功率的簡(jiǎn)圖。圖14a_d為示出了本發(fā)明的早期原型的照片。圖15為示出了本發(fā)明的早期原型的SEM照片。圖16a_c為示出了本發(fā)明的早期原型的照片。圖17為示出了本發(fā)明的早期原型的位移幅值的簡(jiǎn)圖。圖l&i-b為示出了本發(fā)明的早期原型的照片。圖19根據(jù)本發(fā)明示出了增強(qiáng)超聲波的靜電批組件的第二原型裝置，其中定制的 真空吸盤允許來(lái)自于PZT板的超聲波振動(dòng)的臨時(shí)及無(wú)殘留耦合。圖20為組裝管芯的SEM視圖，本發(fā)明的被測(cè)管芯具有兩個(gè)相同的鏡子。圖21為尾梁的SEM照片，該尾梁被示出被限定沿著滑塊軌道移動(dòng)；滑塊軌道的襯 底側(cè)設(shè)有多個(gè)0刻痕(notch)等距陣列，該刻痕用作臨時(shí)鎖定/鎖存的限位器。圖22為根據(jù)本發(fā)明的示出了在被致動(dòng)狀態(tài)的鏡子的橫截面的簡(jiǎn)圖，示出了該設(shè) 計(jì)的重要幾何參數(shù)。圖23為兩個(gè)繪圖，其中上面的繪圖，在左軸給出施加到球形電極上的直流電壓。 右軸標(biāo)示出了控制超聲波致動(dòng)的手動(dòng)撥動(dòng)開關(guān)的狀態(tài)。底部的繪圖給出了光學(xué)測(cè)量出的鏡 子的角位置，其作為在一系列SET和RESET操作期間的時(shí)間的函數(shù)，該一系列SET和RESET 操作在正文中進(jìn)行解釋。在數(shù)據(jù)集中表示出第一次SET和RESET操作。在圖25中示出了 通過(guò)放大突出顯示的區(qū)域可觀察到的步進(jìn)(stepped)操作。圖M為實(shí)驗(yàn)期間拍攝的管芯的3個(gè)快照系列，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在圖23中描述。左側(cè)、 中間及右側(cè)的圖片分別給出了裝置的初始狀態(tài)、第一次SET后的狀態(tài)以及第一次RESET的 狀態(tài)。為了清楚起見，鏡子的邊界用白線框出。圖25為根據(jù)本發(fā)明示出了作為時(shí)間的函數(shù)的角度繪圖，或者示出了在大約t = 701秒處執(zhí)行的復(fù)位操作期間管芯上的兩個(gè)鏡子的角位置的繪圖，其中，可識(shí)別大約為3秒 的周期的步進(jìn)操作。該持續(xù)時(shí)間等于PZT驅(qū)動(dòng)的掃頻周期。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于重定向光的系統(tǒng)20的實(shí)施例。一般說(shuō)來(lái)，圖1中示 出的瓦結(jié)構(gòu)可以用于不同現(xiàn)象及波長(zhǎng)的波的反射和重定向。當(dāng)考慮日常交流的需要時(shí)，電 磁波和聲波為最實(shí)際的能量類型。電磁波的實(shí)例為包括亞微米波長(zhǎng)的太陽(yáng)光(例如，來(lái)自 光源25)以及用于利用厘米級(jí)波長(zhǎng)進(jìn)行無(wú)線通信的RF波。聲波或者壓力波或者音波通常 跨越同樣寬度的波長(zhǎng)范圍。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，平面反射器的實(shí)際物理響應(yīng)由反射器的波阻抗和系 統(tǒng)的邊界條件確定。然而，可以作出一些關(guān)于所述波和射線光學(xué)的性質(zhì)的推測(cè)。相位關(guān)鍵應(yīng)用的干渉效應(yīng)表1中列出了電磁(EM)波和聲波兩者的給定波長(zhǎng)的示 例傳播頻率。表1 計(jì)算公式c = λ f，其中c為相速度，λ為波長(zhǎng)，以及f為頻率。
權(quán)利要求
1.一種用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，包括(a)第一平臺(tái)襯底，被配置為鉸接地支撐大傾角微鏡陣列，所述微鏡陣列包括多個(gè)反射 元件，所述反射元件能夠響應(yīng)于反射器角度控制信號(hào)進(jìn)行角度移位；(b)第二基礎(chǔ)襯底，被配置為可旋轉(zhuǎn)地支撐所述第一襯底，以響應(yīng)于平臺(tái)方位角控制信 號(hào)旋轉(zhuǎn)；以及(c)中央或遠(yuǎn)程控制器，被編程為產(chǎn)生所述反射器角度控制信號(hào)和所述平臺(tái)方位角控 制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的入射能量束或波前的重定向。
2.一種用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，包括(a)第一襯底，被配置為鉸接地支撐大傾角微鏡陣列，所述微鏡陣列包括多個(gè)反射元 件，所述反射元件能夠響應(yīng)于反射器角度控制信號(hào)在整個(gè)基本上90度的范圍內(nèi)進(jìn)行角度 移位；(b)中央或遠(yuǎn)程控制器，被編程為產(chǎn)生所述反射器角度控制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的入射能 量束或波前的重定向；(c)其中所述反射元件包括MEMS鏡子元件，所述MEMS鏡子元件在近邊處鉸接地附接到 所述第一襯底并且利用與所述近邊相對(duì)的遠(yuǎn)邊限定反射表面；(d)其中每個(gè)所述MEMS鏡子元件具有中央鉸鏈，所述中央鉸鏈定位在所述近邊和所述 遠(yuǎn)邊之間，所述中央鉸鏈被配置為鉸接地保持尾狀部件，所述尾狀部件具有與可移動(dòng)基底 相對(duì)的鉸鏈端部；(e)并且其中所述第一襯底還包括用于每個(gè)鏡子元件尾狀部件的滑塊軌道區(qū)域，所述 滑塊區(qū)域被配置為在選定的多個(gè)尾狀部件位置中的一個(gè)處可滑動(dòng)地接收、嚙合以及支撐所 述鏡子元件尾狀部件，使得位于所述襯底的滑塊區(qū)域內(nèi)的每個(gè)鏡子元件尾狀部件位置與限 定的鏡子元件的角位移相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，其中當(dāng)所 述鏡子元件基本上平放于所述襯底時(shí)，所述限定的鏡子角位移基本上為零度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，其中當(dāng)所 述鏡子元件基本上垂直于所述襯底直立時(shí)，所述限定的鏡子角位移基本上為90度。
5.一種用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，包括(a)第一襯底，被配置為鉸接地支撐大傾角微鏡陣列，所述微鏡陣列包括多個(gè)反射元 件，所述反射元件能夠響應(yīng)于反射器角度控制信號(hào)在整個(gè)基本上90度的范圍內(nèi)進(jìn)行角度 移位；(b)中央或遠(yuǎn)程控制器，被編程為產(chǎn)生所述反射器角度控制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的入射能 量束或波前的重定向；(c)其中所述反射元件包括MEMS微反射器元件，所述MEMS微反射器元件在近邊處鉸接 地附接到所述第一襯底并且利用與所述近邊相對(duì)的遠(yuǎn)邊限定反射表面；(d)其中每個(gè)所述MEMS微反射器元件具有中央鉸鏈，所述中央鉸鏈定位在所述近邊和 所述遠(yuǎn)邊之間，所述中央鉸鏈被配置為鉸接地保持尾狀部件，所述尾狀部件具有與可移動(dòng) 基底相對(duì)的鉸鏈端部；(e)并且其中所述第一襯底還包括用于每個(gè)微反射器元件尾狀部件的滑塊軌道區(qū)域， 所述滑塊區(qū)域被配置為在選定的多個(gè)尾狀部件位置中的一個(gè)處可滑動(dòng)地接收、嚙合以及支撐所述微反射器元件尾狀部件，使得位于所述襯底的滑塊區(qū)域內(nèi)的每個(gè)微反射器元件尾狀 部件位置與限定的微反射器元件的角位移相對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，其中當(dāng)所 述微反射器元件基本上垂直于所述襯底直立時(shí)，所述限定的微反射器的角位移基本上為90度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，其中所述 微反射器以非常高的填充系數(shù)設(shè)置，所述填充系數(shù)由嵌入式致動(dòng)器或位于所述微反射器的 平面區(qū)域之外的致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，其中能夠 針對(duì)選定的重定向取向?qū)λ龇瓷淦麝嚵羞M(jìn)行定位并且隨后能夠?qū)⑺龇瓷淦麝嚵性O(shè)置 成保持在所述選定的取向而無(wú)需功率的消耗，所以為了將微反射器保持在給定角度需要零 功率；其中僅僅當(dāng)位置變化時(shí)需要功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)，其中能夠 以任何角度或方位角瞄準(zhǔn)所述微反射器。
全文摘要
一種用于反射或重定向入射的光、微波或聲能的系統(tǒng)(120)，包括配置為支撐反射元件(130)陣列的第一襯底(144)，所述反射元件能夠響應(yīng)于反射器角度控制信號(hào)在整個(gè)基本上90度的范圍內(nèi)進(jìn)行角度移位，還包括控制器，其被編程為產(chǎn)生反射器角度控制信號(hào)以實(shí)現(xiàn)期望的入射能量、束或波前重定向。反射元件(130)優(yōu)選包括鉸接地或可移動(dòng)地附接至第一襯底(130)上的MEMS微反射器元件，并且限定瞄準(zhǔn)入射的光、微波或聲能的源的反射表面。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102089964SQ200980120392
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者A·拉爾, S·M·阿爾達(dá)努克 申請(qǐng)人:康奈爾大學(xué)