法布里-珀罗干涉仪及其生产方法

法布里-珀罗干涉仪及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及法布里-珀罗干涉仪及其制造方法。更具体地，本发明涉及利用诸如压电致动器、电致伸缩致动器或挠曲电致动器的一个或几个致动器的可控的法布里-珀罗干涉仪。在现有技术中，在实现反射镜之间足够小且均匀的间隙方面存在问题。在本发明中，中间结构(85a，85b，95a，95b，81a，81b，91a，91b，98a，98b)被用在反射镜与致动器之间或两个反射镜之间使用。生产的方法还包括在几个阶段中测量间隙的宽度分布，并且提供致动器的预启动。
【专利说明】法布里-珀罗干涉仪及其生产方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及用于生产法布里-拍罗干涉仪(Fabry-Perot interferometer)的方法以及法布里-珀罗干涉仪。更具体地，本发明涉及利用诸如压电致动器、电致伸缩致动器或挠曲电致动器(flexoelectric actuator)的致动器可控的法布里-拍罗干涉仪。

【背景技术】
[0002]例如，法布里-珀罗干涉仪被用作光学滤波器并且用在光谱传感器中。法布里-珀罗干涉仪以平行分光镜为基础，从而法布里-珀罗腔被形成为反射镜(miiTor)之间的间隙。可以通过调节反射镜之间的距离(即，间隙的宽度)控制法布里-珀罗干涉仪的通带波长(pass band wavelength)。常见的是使用微机械技术生产法布里-拍罗干涉仪,因为该技术的生产成本低。然而，存在一些与微机械技术有关的局限。对应于干涉仪的波长的+/-20-25%的调节范围，反射镜位置的调节范围通常很小。反射镜的最大调节频率也很低，约200-500HZ。通常还使用液晶技术制造法布里-珀罗干涉仪，但是该技术具有类似的缺点。因此，在许多应用中，优选地使用基于在反射镜之间使用诸如压电致动器、电致伸缩致动器或挠曲电致动器的可控致动器的法布里-珀罗干涉仪。
[0003]图1示出了现有技术的法布里-珀罗干涉仪10。干涉仪包括两个反射镜11和12，该两个反射镜具有透明材料的基板并且反射镜之间的表面具有薄金属13或介电涂覆(dielectric coating) 16,以提供福射的部分反射。利用胶将两个、三个或四个致动器14附接在反射镜11、12之间的相对侧17处。通过将电压施加到致动器14来调节干涉仪的通带波长。致动器的尺寸由所施加的电压控制，并且因此可以控制反射镜之间的距离，即，间隙/腔的宽度。
[0004]现有已知的使用可控致动器的法布里-珀罗干涉仪存在一些缺点。现有技术的法布里-珀罗干涉仪的电极是通过在反射镜基板上涂覆金属层制成的。如果干涉仪具有很小的间隙，电极会较容易地相互接触。为了避免电极相互接触，必需在反射镜之间使用足够宽的间隙。换言之，不可能提供具有很小间隙的干涉仪。
[0005]关于在反射镜之间实现均匀的间隙存在另一个问题。当反射镜被粘接至致动器时，在胶的硬化期间胶具有收缩的性能。胶的收缩趋向于导致反射镜弯曲，从而反射镜之间的间隙的尺寸变得不均匀。当间隙根据要求精度不均匀时，进一步导致法布里-珀罗干涉仪的功能波长带变得更宽和移动。弯曲还增加了反射镜相互接触的风险，并且为了避免反射镜的这种接触，需要在反射镜之间使用更大的平均间隙。
[0006]为了缓解由于胶的收缩所引起的问题，现有技术的反射镜使用弯曲度小的厚的材料。然而，使用厚反射镜基板导致法布里-珀罗干涉仪的重量和制造成本变高。厚反射镜基板还趋向于减弱辐射。例如，当法布里-珀罗干涉仪被用于测量具有低强度的辐射时，会导致信噪比减小。


【发明内容】

[0007]本发明的目标是避免或减少现有技术的缺点。因此，本发明的目的是提供法布里-珀罗干涉仪及其生产方法，其中，可以在适度重量的反射镜之间实现既小又均匀的间隙以及干涉仪适度的制造成本。
[0008]本发明的目的是实现可控法布里-珀罗干涉仪，其包括第一反射镜和第二反射镜，两个反射镜处于彼此基本平行的位置并且在第一反射镜与第二反射镜之间具有间隙；至少一个可控的致动器，位于第一反射镜与第二反射镜之间用于控制间隙的宽度；以及处于反射镜中的电极，用于间隙宽度的电容测量，其特征在于，法布里-珀罗干涉仪包括位于反射镜与致动器之间和/或两个反射镜之间的中间结构，其中，布置中间结构以减小反射镜的弯曲度和/或在法布里-珀罗干涉仪的第一反射镜与第二反射镜的光学功能区域之间产生较小的间隙。
[0009]在本发明的一个实施方式中，中间结构包括凹部，该凹部在位于邻近于间隙的表面上的至少一个反射镜中，并且反射镜电极的有源部分位于反射镜的凹部中。这样可以在反射镜的光学面积之间实现小间隙，因为电极不从反射镜的光学表面突出。这还可以防止电极相互接触。
[0010]在本发明的一个实施方式中，中间结构包括在反射镜表面上的凸起，用于确定反射镜之间的最小间隙的宽度。这样可以在间隙处于最小值时阻止反射镜的其他部分相互接触并且避免了由于该接触导致的反射镜弯曲。
[0011]在本发明的另一个实施方式中，中间结构包括杆，该杆在杆的第一表面上附接至的致动器的表面，并且在杆的第二表面上进一步附接至的反射镜的诸如通孔的腔的边缘。该中间结构减少了由于附接胶的收缩所引起的反射镜的弯曲。
[0012]在本发明的一个实施方式中，中间结构包括支撑板，其中，反射镜被附接至支撑板，并且支撑板被附接至致动器。在本发明的又一实施方式中，法布里-珀罗干涉仪包括在反射镜与支撑板之间作为粘合剂的弹性胶。如果由于支撑板与致动器之间的胶的收缩引起支撑板弯曲，弹性胶抵消该弯曲并且减小了反射镜的弯曲。
[0013]除了单腔干涉仪具有两个反射镜之外，本发明还可被用于提供具有两个或两个以上的腔并且因此提供三个或三个以上基板的干涉仪。
[0014]本发明还涉及可控法布里-珀罗干涉仪的生产方法，其中，至少一个致动器被直接或间接地附接至第一反射镜；以及第二反射镜被直接或间接地附接至至少一个致动器的第二、相对的部分，其特征在于，将第二反射镜附接至至少一个致动器包括:
[0015]-预启动致动器；
[0016]-邻近于第一反射镜设置第二反射镜；
[0017]-提供反射镜的光学表面之间的空气间隙的宽度分布的第一次测量；
[0018]-相对于第一反射镜移动第二反射镜，用于设置确定的空气间隙宽度；
[0019]-在所述移动之后,提供反射镜的光学表面之间的空气间隙的宽度分布的第二次测量；
[0020]-通过固化胶将第二反射镜直接或间接地附接至至少一个致动器；
[0021]-在所述固化之后，提供反射镜的光学表面之间的空气间隙的宽度分布的第三次测量；以及
[0022]-分析空气间隙测量结果并且基于结果和预定的验收标准作出关于验收法布里-珀罗干涉仪的决定。
[0023]在从属权利要求中描述了本发明的一些优选的实施方式。
[0024]当与已知的方案进行比较时，本发明可以实现显著的优势。当反射镜的弯曲被减少/避免时，可以获得更小且更均匀的间隙宽度。当干涉仪的反射镜精确地平行时，窄通带被实现。中间结构还可以防止反射镜的电极与光学区域相互接触。用于生产法布里-珀罗干涉仪的本发明的方法还可以避免致动器的控制中的大量的失调电压(offset voltage),从而在整个调节范围内获得干涉仪的线性特性。
[0025]根据本发明的干涉仪可以被设计为用于光学范围内的任何辐射；可见光、紫外线(UV)辐射、近红外线辐射(NIR)和红外线辐射(IR)。仅需要选择对于操作波长是透明的用于反射镜的基板材料，以及对于操作波长范围的反射镜表面来说一种合适的材料或多种合适的材料。
[0026]如果应用需要，则干涉仪可被设计为小型的。可以手工或在自动化生产线中进行干涉仪的装配。并且要求的材料的成本很低。因此，可以生产具有适度的小成本和大数量的根据本发明的干涉仪。
[0027]在本专利申请中，术语“反射镜”是指透明基板和位于一侧或两侧上的反射表层的彡口口 ?
[0028]在本专利申请中，“致动器”是指其位移是电学可控的任何结构。致动器例如可以是压电致动器、电致伸缩致动器或挠曲电致动器。
[0029]在本专利申请中，“中间结构”被用于指代被附接在致动器与反射镜之间或者两个反射镜之间的结构。“中间结构”不单是胶或其他粘合剂。
[0030]在本专利申请中，术语“辐射”或“光”被用于指代在波长的光学距离中的任何辐射。
[0031]在本专利申请中，“间隙宽度”是指在诸如在光学有源区域上的有关位置处的反射镜之间的距离。
[0032]在本专利申请中，更具体地，表达“反射镜彼此相对平行”是指反射镜的反射面相对于彼此是平行的。

【专利附图】

【附图说明】
[0033]下面将参考附图详细地描述本发明优选的示例性实施方式，在附图中:
[0034]图1示出了根据现有技术的法布里-珀罗干涉仪；
[0035]图2示出了根据本发明的示例性法布里-珀罗干涉仪的截面正视图；
[0036]图3示出了根据本发明的示例性法布里-珀罗干涉仪的顶视图，其中，在图中示出了半透明的部分；
[0037]图4a示出了根据本发明的第二示例性法布里-珀罗干涉仪的顶视图，其中，在图中示出了半透明的部分；
[0038]图4b示出了根据本发明的第二示例性法布里-珀罗干涉仪的反射镜的正视图；
[0039]图4c示出了根据本发明的第二示例性法布里-珀罗干涉仪的侧视图；
[0040]图4d示出了根据本发明的第二示例性法布里-珀罗干涉仪的第一反射镜的顶视图；
[0041]图4e示出了根据本发明的第二示例性法布里-珀罗干涉仪的第二反射镜的顶视图；
[0042]图5a示出了具有用于生产根据本发明的干涉仪的反射镜的掩模(mask)晶片基板的顶视图；
[0043]图5b示出了具有用于生产根据本发明的干涉仪的反射镜的掩模晶片基板的局部的放大顶视图；
[0044]图6示出了根据本发明的第三示例性法布里-珀罗干涉仪的截面正视图；以及
[0045]图7示出了用于设置法布里-珀罗干涉仪的根据本发明的示例性方法的流程图。

【具体实施方式】
[0046]在以上现有技术的描述中描述了图1。
[0047]图2示出了根据本发明的示例性法布里-珀罗干涉仪的截面图。图3示出了示例性的三角形法布里-珀罗干涉仪。在图3中示出的干涉仪的部件是半透明的使得更好的看见部件。
[0048]所示出的干涉仪具有两个反射镜，第一反射镜31和第二反射镜61。例如，反射镜具有硅的基板。在反射镜的中部是圆形区域38、68，其中，在两个反射镜中存在局部反射表面层，并且该区域用于干涉仪的光学功能性。反射层位于与反射镜之间的间隙36相对的反射镜表面上。例如，反射层例如可以是银，利用钛将其附接至基板。在金属反射镜上还可以存在二氧化硅的保护层。反射层还可以是电解质布拉格反射镜(dielectric Braggmiiror)。银层和保护二氧化硅层的厚度例如可以是40nm，并且钛层的厚度例如可以是4nm。基板可具有用于这些层的凹部。凹部的深度优选地等于所述层的总厚度，从而在反射区域和周围区域之间的边界处，反射镜的表面是均匀的。
[0049]反射镜在反射镜表面上具有电极35a、35b、35c、65a、65b、65c,该反射镜表面被定位为与间隙相对。电极在反射镜的光学有源区域的外部并且为了电连接而延伸至反射镜的角落。优选地，电极由金属层构成。优选地，反射镜具有用于电极的凹部85a、85b、95a、95b,并且优选地，凹部的深度至少等于金属层的厚度，从而电极不限制反射镜的光学表面38、68的最小距离。利用电极可以通过测量相对的反射镜的平行电极之间的电容来测量间隙的宽度。通过测量，可以在校准和使用干涉仪期间得到关于间隙的宽度以及反射镜的平行性的反馈信息，并且这样实现了间隙的更加精确的控制。
[0050]图2还示出了在反射镜的表面上的凸起81a、81b、91a、91b。凸起位于光学功能区域38、68的外部。凸起的目的是限定反射镜之间的最小距离并且防止反射镜的光学表面和电极互相接触。例如，凸起的材料可以与反射镜基板的材料相同，并且可以使用胶将它们附接至反射镜表面。
[0051]在反射镜板的侧边缘处存在为了安装致动器而布置的凹部。在图2和图3中凹部被列举为39a、39b、39c (第一反射镜)以及69a、69b、69c (第二反射镜)。例如，致动器的尺寸可以是3mmX3mmX3mm。使用粘合剂层37a、37b、37c将致动器34a、34b、34c分别附接至第一反射镜。通过使用中间杆98a、98b、98c将第二反射镜附接至致动器34a、34b、34c。使用粘合剂67a、67b、67c将中间杆附接至致动器的底面。上方的反射镜具有用于将反射镜附接至中间杆的孔99a、99b、99c。在杆的边缘与反射镜的孔之间存在粘合剂层97a、97b、97c。在垂直表面之间设置附接以防止由于胶的收缩而引起的反射镜弯曲。例如，在图中示出了I型杆，但是可以使用其他可替代的形状，诸如圆锥型或I型。杆优选地具有与反射镜基板相同的材料，但是也可以是其他可替代的材料。反射镜被布置为处于平行位置并且在反射镜之间具有已确定的间隙。这是通过将上方反射镜定位在正确的位置，并且在杆与反射镜之间的胶硬化之前使用适当的夹具进行对齐来实现。
[0052]在法布里-珀罗干涉仪中的致动器的数目一般为两个、三个或四个。甚至可以仅使用一个致动器，其可优选地具有环形形状。在此情况下，反射镜32、62的厚度区域可具有环形形状并且部分位于致动器的内部。仅使用一个致动器时可以使用相同种类的附接和校准步骤。然而，具有一个致动器通常仅可以使用该致动器来控制反射镜之间的距离，而不能控制它们之间的平行性。
[0053]图4a至图4e示出了根据本发明的法布里_珀罗干涉仪的第二示例性实施方式。该实施方式具有矩形反射镜，并且尤其适合于生产晶片基板。图4a示出了干涉仪的顶视图。示出的干涉仪的部件是半透明的，使得在图4a中的所有部件都是可见的。图4b示出了干涉仪的正视图，以及图4c示出了干涉仪的侧视图。此外，图4d示出了第一反射镜的顶视图，以及图4e示出了干涉仪的第二反射镜的顶视图。
[0054]示出的干涉仪具有第一反射镜41和第二反射镜71，它们都具有矩形形状。针对致动器44a、44b和44c，在第一反射镜41的两侧上制作凹部49a、49b，以及在第二反射镜71的两侧处制作凹部79a、79b。因此，在反射镜42、72的中心区域处，反射镜具有它们更大的厚度。在基板的中间存在圆形区域48、78，其优选地是整个干涉仪中的基板的最厚的区域。该区域包括处于两个反射镜中的局部反射面，并且该区域用于干涉仪的光学功能性。反射面位于与反射镜之间的间隙46相对的反射镜表面上。在图2和图3的说明中描述了反射镜基板和层的合适的材料。
[0055]如图2中所示，为了限定反射镜之间的最小间隙并且防止光学区域和电极互相接触，反射镜表面还可以具有凸起。例如，这样的凸起可以由基板材料制成并且被粘合在反射镜的表面上。
[0056]如图2中所示，电极45和75可以被布置在间隙46的区域中所蚀刻的凹部中。以这种方式布置电极:无需针对第二反射镜的电极进行电气配线。这使干涉仪的制造更加容易，并且在未移动的第一反射镜上比移动的第二反射镜上设置线接触更可靠。来自三个位置的电容测量是利用在第一反射镜的每个位置上的两个电极进行的。在第二反射镜的每个相应的位置处存在浮置电极，从而三个电极形成两个电容的串联连接，均穿过反射镜基板之间的间隙。
[0057]因此，存在来自干涉仪的三个位置的用于电容测量的电极。第一反射镜的电极45al和45a2以及第二反射镜的电极75a形成用于电容测量的第一电极组。第一反射镜的电极45bl和45b2以及第二反射镜的电极75b形成用于电容测量的第二电极组。第一反射镜的电极45cl和45c2以及第二反射镜的电极75c形成用于电容测量的第三电极组。因此，利用三个电容测量，可以确定两个反射镜基板之间的距离和相对倾角。
[0058]除测量电极之外，存在可用于反射层48、78的可选的电连接45gl和45g2。利用这些连接可以将反射层连接至地电位和/或监控沉积的导电层的接触阻抗。
[0059]图4a至图4c的干涉仪具有三个致动器44a、44b、44c。例如，致动器的尺寸可以是2mmX2mmX2mm。使用粘合剂层47a、47b、47c将致动器44a、44b、34c分别附接至第一反射镜。通过使用根据本发明的中间杆将第二反射镜附接至致动器44a、44b、44c。具有杆90a、90b,90c的附接件与图2中示出的相应的结构类似。第二反射镜具有用于中间杆的附接件的孔99a、99b、99c。利用胶进行附接，并且调节反射镜使得在胶已硬化时，它们已经处于正确的位置处。这样，在反射镜之间存在良好的平行性和精确的距离。
[0060]图5a示出了用于生产用于根据本发明的干涉仪的反射镜的示例性晶片基板50。图5b不出了图5a被放大的部分。图5a和图5b还不出了用于将反射层和电极层沉积至晶片的掩模。存在针对两种尺寸的干涉仪的掩模。柱51是用于第一反射镜的掩模，并且柱52是用于具有较大尺寸的干涉仪的第二反射镜的掩模。柱57是用于第一反射镜的掩模，并且柱58是用于具有较小尺寸的干涉仪的第二反射镜的掩模。蚀刻或用机器加工用于致动器49,79的凹部和用于电极45、75的凹部85、95，并且孔90a、90b、90c用于中间束。在蚀刻之后，位于反射镜中间的圆形光学区域保持为最高区域。然后沉积反射层和电极层。最终，例如，反射镜可以被锯开并且用于装配如在图4a至图4e中所示的法布里_珀罗干涉仪。
[0061]图6示出了根据本发明的第三示例性法布里-珀罗干涉仪的正视图。该实施方式在反射镜31、61与致动器34a、34b之间分别具有作为中间结构的支撑板82、92。例如，支撑板可以由与反射镜基板相同的材料制成。为了避免干涉仪的光学区域处的辐射减弱，支撑板在板的中间具有孔83、93。在干涉仪的生产中，使用胶84a、84b、94a、94b将反射镜首先附接至支撑板。然后，使用胶37a、37b将致动器34a和34b附接至第一支撑板82。最终，使用胶67a、67b将第二支撑板92附接至致动器34a和34b。在将支撑板92附接至致动器之前，在正确的位置处使用夹具调节反射镜61并且相对于第一反射镜31对齐。
[0062]优选地，弹性胶被用在将反射镜附接至支撑板84a、84b、94a、94b中。如果由于支撑板和致动器之间的胶的收缩而导致支撑板弯曲，因为弹性胶能够相应地变形，所以这不会对反射镜产生本质的弯曲力。
[0063]图6的干涉仪可具有与反射面38、68类似的结构，并且如图2所示，电极35a、35b、65a、65b被布置在凹部35a、85b、95a、95b中。反射镜也可以在它们的表面处具有用于确定间隙36的最小宽度的凸起81a、81b、91a、91b。
[0064]图7示出了根据本发明的用于生产法布里-珀罗干涉仪(720)的示例性方法的流程图。在该方法中，在阶段722中，首先设置第一反射镜和第二反射镜。在装配中，第一反射镜通常为下方的反射镜并且第二反射镜为上方的反射镜。然而，在装配期间，反射镜可以可替代性地位于其他平行位置上。反射镜可优选地具有三角形、矩形、六边形或圆形形式。反射镜基板是由对于辐射来说透明的材料制成，在使用干涉仪时将施加该辐射。基板材料可以是诸如熔融石英(S12)基板，或者如果干涉仪被用于较长波长的红外线辐射，则例如可以使用硅。
[0065]为了获得分光镜，在基板的一个表面上使用例如银或者其他材料或材料薄层来涂覆反射镜的基板。钛合金可以被用作基板与银层之间的粘合剂。并且进一步地，例如氧化硅(S12)的保护层可以形成在银层的表面上。
[0066]接下来，在阶段724中，凹部形成在反射镜的侧边缘上，用于附接致动器。还可以制作用于电极的凹部。凹部被机械加工或蚀刻后，金属电极被沉积。电极的材料可以是如铜、金或其他金属。电极的目的是便于进行反射镜之间的距离的电容测量。当反射镜之间的距离被致动器控制时，此种测量可以被用作反馈。根据使用的基板的形状，电极还可以被沉积成单平面，并且可以在基板机械加工之前或之后形成沉积。进一步地，如图2中所示，为了确定间隙的最小宽度并且为了防止光学表面与电极相互接触，可以将凸起附接在反射镜的表面上。并且进一步地，如果使用根据图6的中间支撑板，在此阶段中，中间支撑板可以被附接至反射镜。
[0067]在阶段726中，致动器被预启动。例如，压电致动器显示的作为所施加电压的功能的滞后作用(hysteresis)。当将零电压被施加于致动器时，压电致动器的几何图形改变。当在首次驱动该电压升高之后，零电压被施加到压电致动器时，几何图形不会完全恢复到最初的形状。随着致动器的长度增加，这趋于限制干涉仪的最小可用空气间隙。然而，如果最大允许的电压被多次(诸如至少五次)施加于致动器，则在装配干涉仪模块之前基本避免了由滞后作用引起的漂移。
[0068]在阶段728中，致动器被附接至第一反射镜的凹部。例如可通过使用粘合剂进行附接。在附接致动器之后，在阶段730中，邻近于第一反射镜和致动器放置第二反射镜。第二反射镜被置在这样的位置中，其中致动器将部分位于第二反射镜的凹部处，并且第二反射镜的反射面将以较短的距离与第一反射镜的反射面相对。如果凸起被设置在反射镜的表面上，则可以放置反射镜使得凸起相互接触。
[0069]在阶段732中，测量并且调节法布里-珀罗干涉仪(FPI)的空气间隙的宽度分布。透射光谱被记录在干涉仪的光学孔径处的几个位置处。针对每个测量点搜索空气间隙值，其为实测光谱与模拟光谱提供最佳配对。
[0070]在阶段734中，基于针对空气间隙分布宽度所确定的验收标准作出关于是否继续FPI装配的决定。如果不继续装配，则该过程返回至阶段722。
[0071]接下来，在阶段736中，将正电压被施加于致动器，用于补偿固化期间胶的收缩。在阶段738中，相对于第一反射镜移动/提升第二反射镜通过基于所使用的胶的测量的收缩将FPI空气间隙设定为选定值的量。优选地，通过使用附接至反射镜且具有反射镜位置的精调的适当夹具来移动反射镜。在阶段740中，根据阶段732进一步测量FPI的空气间隙的宽度分布。阶段742基于测量来确定胶是否被固化或者装配是否停止。阶段744中，如果确定开始固化，为了减少/避免弯曲，同时对FPI的所有致动器的附接件进行固化。例如，通过应用辐射紫外光进行固化。
[0072]在阶段746中，所有致动器的电压被设定为零，并且根据阶段732测量FPI的空气间隙的宽度分布。还针对几个制动器电压来测量空气间隙的宽度分布，该致动器电压是通过首次将致动器电压升高至最高值并且然后逐步把电压值减小至零所施加的。在阶段748中分析测量结果，并且在阶段750中基于分析结果和确定的验收标准决定是否验收FPI模块。在752中，如果模块是可接受的，则完成了用于制造干涉仪的过程。
[0073]以上生产阶段可以手动地或使用自动化机械完成。手动装配/调节有益于生产少量干涉仪，并且自动化装配/调节有益于生产大量干涉仪。
[0074]还可以使用本发明设置双腔干涉仪。在此情况下，第二组致动器被附接至第二(或第一)反射镜，并且与第二反射镜被定位并且附接至第一组致动器，第三面反射镜被定位并且附接至第二组致动器。此外，可以以类似方式通过增加反射镜的数目来生产具有较大数目的腔的干涉仪。多腔干涉仪还可要求两面均被涂覆的反射镜。
[0075]已参考所附实施方式对本发明进行了描述。然而显而易见的是，本发明并不仅仅限于那些实施方式，而且包括在本发明理念和所述专利权利要求内可以构想的所有实施方式。
[0076]例如，已经作为本发明的实现方式的实例描述的一些材料、尺寸和形式。然而显而易见的是，可以根据特定的要求为每个实现方式改变和优化尺寸、形式和材料以及致动器的位置与用于空气测量的电极。
[0077]以上，描述了具有三角形和矩形反射镜元件的干涉仪。然而，该元件还可以具有诸如六边形形状或圆形形状的其他形状。
[0078]以上所描述的实施方式具有三个致动器。这是优选的致动器数目，因为它是允许以全角度方向控制反射镜偏角的最小致动器数目。然而，本发明的解决方案仍然不限于使用三个致动器，而且该方案也可以采用其他的致动器数目，诸如一个、两个或四个。致动器优选地被对称定位在干涉仪的光学功能区周围。然而，致动器还可以被不对称地定位。
[0079]在附接反射镜和致动器中，优选使用可被辐射硬化的粘合剂，因为其用法简单、快速附接以及低成本。然而还可以使用其他附接方式代替。
[0080]在上述实施方式中，用于附接致动器的凹部形成在反射镜的侧边。然而，还可以为致动器设置其他类型的空间，诸如空心的。还可以不对致动器的空间进行机械加工，反射镜的形成是通过将两个或几个反射镜基板一个堆叠在另一个上而实现的，从而基板具有不同的尺寸和/或形式。
[0081]优选地，致动器可以是压电致动器，但还可以使用其他类型的电力可控的致动器，诸如电致伸缩致动器或挠曲电致动器。
[0082]本发明的干涉仪具有几种优选的应用。例如，它们可以在光谱仪、分析仪和成像器中用作可控过滤器。例如，此类光谱仪、分析仪和成像器通常用于研究、工业和医疗保健的化学/生物实验室中。干涉仪还可用作光传感器的部件。在公开W02007/135244中描述了根据本发明的法布里-珀罗干涉仪的合适的应用实例。
【权利要求】
1.一种可控法布里-珀罗干涉仪，包括处于彼此基本上平行的位置上的第一反射镜(31)和第二反射镜(61)并且在所述第一反射镜与所述第二反射镜之间具有间隙(36);在所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的至少一个可控致动器(34a，34b，34c)，用于控制所述间隙的宽度；以及处于所述反射镜中的电极，所述电极用于所述间隙的宽度的电容测量，其特征在于，所述法布里-珀罗干涉仪包括位于反射镜与致动器之间的中间结构，其中，所述中间结构被布置为减少所述法布里-珀罗干涉仪的反射镜的弯曲。
2.根据权利要求1所述的可控法布里-珀罗干涉仪，其特征在于，所述中间结构包括杆(98a，98b，98c)，所述杆在所述杆的第一表面上附接(67a，67b，67c)至所述致动器的表面，并且在所述杆的第二表面上进一步附接(97a，97b，97c)至反射镜的诸如通孔(99a，99b，99c)的腔的边缘。
3.根据权利要求1所述的可控法布里-珀罗干涉仪，其特征在于，所述中间结构包括支撑板(82，92)，其中，反射镜被附接至所述支撑板，并且所述支撑板被附接至所述致动器。
4.根据权利要求3所述的可控法布里-珀罗干涉仪，其特征在于，所述干涉仪包括在所述反射镜(31，61)与所述支撑板(82，92)之间的作为粘合剂(84a，84b，94a，94b)的弹性胶。
5.根据权利要求1所述的可控法布里-珀罗干涉仪，其特征在于，所述干涉仪具有正好三个致动器(34a，34b，34c)。
6.根据权利要求1所述的可控法布里-珀罗干涉仪，其特征在于，所述致动器是压电致动器、电致伸缩致动器或挠曲电致动器。
7.一种用于制造可控法布里-珀罗干涉仪的方法(720)，其中，至少一个致动器被直接或间接地附接至第一反射镜(728)，以及第二反射镜被直接或间接地附接至所述至少一个致动器的第二、相对的部分(744)，其特征在于，将所述第二反射镜附接至所述至少一个致动器包括: -将所述第二反射镜附接至至少一个中间结构；以及 -将一个或多个中间结构附接至一个或多个致动器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用弹性胶进行所述中间结构与所述反射镜之间的附接。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中间结构包括杆，并且在所述致动器与所述第二反射镜之间的附接包括:在所述杆的第一表面上将所述杆附接至所述致动器的表面；以及在所述杆的第二表面上将所述杆进一步附接至诸如所述第二反射镜的通孔的腔的边缘。
【文档编号】G01J3/26GK104428642SQ201380036359
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年5月8日 优先权日:2012年5月8日
【发明者】塔帕尼·安蒂拉, 尤西·梅克伊嫩, 克里斯特·霍尔姆隆德, 亚尔科·安蒂拉, 于尔基·奥利拉, 海基·萨里 申请人:Vtt技术研究中心