專利名稱：使用駐極體的基于mems的致動(dòng)器裝置的制作方法
背景技術(shù)：
微電力機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是一類小機(jī)械裝置所述機(jī)械裝置典型地使用平面平版印刷技術(shù)來制造，所述平面平版印刷技術(shù)最初開發(fā)用于制造基于半導(dǎo)體的電氣裝置。MEMS裝置典型地由半導(dǎo)體材料形成。使用MEMS技術(shù)所提供的顯微機(jī)械加工性能允許用較小的尺寸制造機(jī)械裝置并獲得以前機(jī)械系統(tǒng)中所不能實(shí)現(xiàn)的可靠性。
MEMS裝置通常需要電致動(dòng)(激勵(lì))，典型地用于移動(dòng)元件或旋轉(zhuǎn)元件。靜電電致動(dòng)需要將被移動(dòng)的元件設(shè)有電極。將電荷施加到元件上導(dǎo)致元件和另一元件之間存在電力，從而導(dǎo)致元件移動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
MEMS裝置中的一些元件必須在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)被偏壓在相同的電壓上。但是，由于MEMS裝置即使對(duì)電壓的較小改變也非常敏感，這樣的偏壓需要復(fù)雜和昂貴的穩(wěn)定技術(shù)，從而保證偏壓電壓保持恒定。此外，如果所述裝置要保持在給定的狀態(tài)中，電源必須連續(xù)地操作。
用于減小需要昂貴的電壓穩(wěn)定偏壓的一種方案是在MEMS裝置中使用駐極體。駐極體能夠非常長(zhǎng)時(shí)間地儲(chǔ)存電壓，典型地以年為單位計(jì)算，電荷泄漏可忽略。因此，當(dāng)使用駐極體時(shí)，MEMS裝置可以被初始偏壓到所需(期望)的位置。然后，保持所需的偏壓位置很長(zhǎng)的時(shí)間周期，且沒有使用外部偏壓電路。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及基于MEMS的光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置包括基于MEMS的致動(dòng)器，所述基于MEMS的致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件。存在第一浮動(dòng)電極，所述浮動(dòng)電極設(shè)置到第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)上。第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的另一個(gè)設(shè)有第二電極。第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇，從而將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處。所述可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)包括第一光學(xué)元件。至少部分地通過可偏轉(zhuǎn)部件的位置來確定第一光學(xué)元件相對(duì)第二光學(xué)元件的偏壓(偏置)位置。
本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及基于MEMS的電氣裝置?；贛EMS的致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件。至少一個(gè)第一浮動(dòng)電極設(shè)置在所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)上。所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的另一個(gè)設(shè)有第二電極。第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇，以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處。所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的至少一個(gè)包括具有依賴于第一可偏轉(zhuǎn)部件相對(duì)第二部件的位置的電學(xué)特性的電氣元件。
本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種基于MEMS的裝置，所述裝置包括基于MEMS的致動(dòng)器，所述基于MEMS的致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件。至少第一浮動(dòng)電極設(shè)置在所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)上。所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和所述至少一個(gè)第二部件的另一個(gè)設(shè)有第二電極。第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇，以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處。本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容不是為了描述每個(gè)所示的實(shí)施例或本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施。下面的附圖和詳細(xì)的描述將更詳細(xì)地典型說明這些實(shí)施例。


本發(fā)明可以考慮到本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的下述詳細(xì)說明、結(jié)合附圖另外更完整地理解，其中圖1示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的、具有駐極體的基于MEMS的裝置的實(shí)施例；圖2、3示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的可變光學(xué)衰減器的實(shí)施例；圖4示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的浮動(dòng)電極的實(shí)施例；圖5示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的浮動(dòng)電極和第二電極的實(shí)施例；圖6A示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的可調(diào)Fabry-Perot濾波器(法布里-珀羅濾波器)(TFPF)的實(shí)施例；圖6B-6E示意地顯示了圖6A中所示的TFPF的元件部分的實(shí)施例；
圖7示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的基于光柵的光學(xué)開關(guān)的實(shí)施例；圖8示意地顯示了可以用于圖7的光學(xué)開關(guān)中的全息光學(xué)元件的實(shí)施例；圖9示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的、使用駐極體控制的光學(xué)開關(guān)的盡管本發(fā)明可以用多種修改和可選形式來進(jìn)行改動(dòng)，其特定的特征已經(jīng)通過附圖中的示例進(jìn)行了顯示并更詳細(xì)地進(jìn)行了描述。但是，必須理解，目的不是為了將本發(fā)明限制到所描述的特定的實(shí)施例。相反，目的是為了覆蓋所有的落入所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍之內(nèi)的修改、等同物和替代物。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可應(yīng)用到使用駐極體的MEMS致動(dòng)器(或激勵(lì)器)裝置，所述駐極體用于保持至少一個(gè)部件相對(duì)另一個(gè)部件的位置。駐極體控制的MEMS裝置對(duì)于在很長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)保持MEMS裝置的不同部件的相對(duì)位置恒定是特別有用的，并且不需要外電壓源。
駐極體是磁體的電學(xué)模擬，并可以用于設(shè)計(jì)多種靜電偏壓MEMS裝置中的致動(dòng)器。大多數(shù)MEMS裝置可以被制造到小公差。但是，在沒有一定形式的調(diào)諧(調(diào)節(jié))或特征化的情況下，過程控制可能不足以實(shí)現(xiàn)所需等級(jí)的性能。此外，特定的模擬電路應(yīng)用需要偏壓或特征化，以便適當(dāng)?shù)夭僮?。在該類型的傳統(tǒng)電路中，特征化通過使用D/A(數(shù)字至模擬)轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)哪M設(shè)定而數(shù)字地完成?？蛇x地，激光微調(diào)是經(jīng)常用在電路上的選項(xiàng)，但是沒有直接應(yīng)用到MEMS裝置上。
在本發(fā)明中，提出幾種方法，允許使用駐極體來調(diào)諧MEMS裝置。這些方法減小了需要穩(wěn)定的、外偏壓電路，和需要數(shù)字特征化以及激光微調(diào)。
圖1示意地顯示了具有駐極體的MEMS裝置100的一部分。基部102被固定，并具有絕緣層104。駐極體包括設(shè)置在絕緣層104之內(nèi)的浮動(dòng)電極106?？梢苿?dòng)部件108在其外表面上具有電極110，并設(shè)置靠近浮動(dòng)電極106。絕緣層104可以例如是一層二氧化硅，氮化硅等，而基部102和可移動(dòng)部件108可以使用MEMS顯微機(jī)械加工技術(shù)形成在硅中。浮動(dòng)電極106可以由設(shè)置在絕緣體104之內(nèi)的導(dǎo)電材料形成。導(dǎo)電材料可以例如是金屬，或?qū)щ姲雽?dǎo)體材料。這些材料作為可以使用在所述裝置中的材料的類型的示例使用這些典型材料不是為了限制本發(fā)明。例如，所述基部和/或可移動(dòng)部件可以由石英或藍(lán)寶石形成。
當(dāng)電荷111被捕獲在浮動(dòng)電極106上時(shí)，相反的電荷112在可移動(dòng)部件108的電極110上感應(yīng)。電極110可以接地。由于感應(yīng)的電荷112，在基部102和可移動(dòng)部件108之間具有吸引力114。典型地，也存在與吸引力相作用的回復(fù)力。所述回復(fù)力可以從由于可移動(dòng)部件108的運(yùn)動(dòng)所引起的剪切或彈性力所獲得。當(dāng)回復(fù)力抵消吸引力時(shí)，可移動(dòng)部件108相對(duì)基部102的位置被固定。由于電荷111可以保持捕獲在浮動(dòng)電極上很長(zhǎng)的時(shí)間周期，直至幾年，可移動(dòng)部件108相對(duì)基部102的位置可以保持恒定很長(zhǎng)的時(shí)間周期。
各種基于MEMS的致動(dòng)器可以使用駐極體來控制。駐極體對(duì)于控制不同部件的相對(duì)位置有用的一種類型的致動(dòng)器是在光學(xué)MEMS裝置上。例如，基于MEMS的致動(dòng)器可以具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)(或彎曲)部件和至少一個(gè)第二部件，所述至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件可以被固定。在第一可偏轉(zhuǎn)部件或第二部件上設(shè)置至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件。第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件的另一個(gè)設(shè)有第二電極，例如接地電極，或第二浮動(dòng)電極。第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇，以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處(即，與第二部件相距所需的間距)。第一光學(xué)元件設(shè)有所述可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)。第一光學(xué)元件相對(duì)第二光學(xué)元件的偏壓(或偏置)位置至少部分地通過可偏轉(zhuǎn)部件的位置來確定。
這樣的光學(xué)基于MEMS的裝置的一個(gè)示例是使用兩個(gè)光學(xué)地端至端連接的光纖的可變光學(xué)衰減器(VOA)200。這在圖2、3中進(jìn)行了示意地顯示。第一和第二光纖202、204被保持在安裝件206中，光纖202、204至少其中一個(gè)的端部自由移動(dòng)。為了較好的光學(xué)連接(即，較低的插入損耗)，光纖202、204的各光纖芯部彼此對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)需要增加VOA 200的損耗或衰減時(shí)，所述光纖202、204的至少一個(gè)的端部從低損耗位置偏轉(zhuǎn)(或彎曲)。衰減量依賴于偏轉(zhuǎn)的程度越大的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致越大的衰減。
在所示的實(shí)施例中，安裝件206包括支撐光纖202、204的支撐槽208；和開口區(qū)域210，也稱為諧振腔，所述開口區(qū)域210容納可偏轉(zhuǎn)的光纖202、204的端部。VOA在2003年5月6日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/430,845中進(jìn)行了描述并此處并入以供參考。
引導(dǎo)(操縱)電極212設(shè)置在用于光纖202、204移動(dòng)的諧振腔210中。在VOA 200的一個(gè)特定的實(shí)施例中，對(duì)光纖202、204的每一個(gè)存在四個(gè)引導(dǎo)電極212。在不同的電極208上提供適當(dāng)?shù)钠珘?，從而?duì)準(zhǔn)用于最低光學(xué)插入損耗的光纖，所述最低光學(xué)插入損耗在纖芯被對(duì)準(zhǔn)時(shí)發(fā)生。一旦該零位調(diào)整已經(jīng)完成，可以將附加的電壓施加到一個(gè)或更多個(gè)電極上以將光纖202、204的一個(gè)或二者偏轉(zhuǎn)離開所述低損耗對(duì)準(zhǔn)位置，從而衰減通過光纖202、204之間的光學(xué)信號(hào)。
優(yōu)選地，在施加偏壓(電壓)期間所建立的電荷保留在電極上，從而避免需要在建立偏壓之后連續(xù)地驅(qū)動(dòng)電極。使用例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)來在已經(jīng)建立偏壓之后斷開電極的有源開關(guān)的方案對(duì)于提供長(zhǎng)時(shí)間電極隔離是無效的，這是因?yàn)榇嬖谕ㄟ^有源開關(guān)的電荷泄漏。泄漏導(dǎo)致偏壓在很短的時(shí)間周期內(nèi)改變，典型地在分鐘的數(shù)量級(jí)上，導(dǎo)致VOA 200變得失諧。
可以用在VOA中的基于駐極體的方法的一個(gè)實(shí)施例示意地顯示在圖4中。駐極體可以使用浮動(dòng)電極402。放在浮動(dòng)電極402上的電荷404是穩(wěn)定的，并沒有從電極402泄漏，因?yàn)闆]有直接的電連接。電荷404可以使用幾個(gè)不同的方法之一被放在浮動(dòng)電極402上。一個(gè)常用的方法是稱為“熱電子”注射的方法，由此通過施加電場(chǎng)以及二極管408保持在雪崩模式中而將電子注射到浮動(dòng)電極402上。熱電子充電通常用在非易失存儲(chǔ)器裝置中。
光纖406設(shè)有導(dǎo)電第二電極410，導(dǎo)電第二電極410典型地是薄金屬膜。第二電極410可以接地。一旦永久電荷404被捕獲在浮動(dòng)電極402上，由于在電極410上感應(yīng)的鏡像電荷，在金屬電極包覆光纖406和浮動(dòng)電極402之間施加吸引力。通過變化被捕獲的電荷的數(shù)目，可以改變所述吸引力。
在VOA 200的制造期間，典型地，為了實(shí)現(xiàn)低損耗條件，不知道光纖202、204將被偏壓的方向。因此，VOA結(jié)構(gòu)可以允許駐極體沿著四個(gè)引導(dǎo)(操縱)方向的每一個(gè)偏壓。兩個(gè)光纖202、204至少設(shè)有充分的浮動(dòng)電極，以允許正交運(yùn)動(dòng)，這樣保證可以實(shí)現(xiàn)低損耗位置。浮動(dòng)電極可以被只設(shè)置到一個(gè)光纖202或204上，或兩個(gè)光纖202和204上。但是，為了改變VOA中的衰減，只需要提供一個(gè)可調(diào)電極，所述可調(diào)電極沿著一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)所述光纖之一。但是，可以理解，多于一個(gè)的可調(diào)電極可以設(shè)置到光纖202、204之一上或光纖202、204上。
提供浮動(dòng)電極和可調(diào)電極的方法被示意地顯示在圖5中。基部502具有設(shè)置在一層絕緣體504之內(nèi)的兩個(gè)電極。浮動(dòng)電極506被用作長(zhǎng)期穩(wěn)定用的駐極體。一旦初始零位調(diào)整完成，被捕獲的電荷保留在浮動(dòng)電極506上。除了用于改變衰減的量之外，不需要進(jìn)一步地電激活。
也稱為有源電極的可調(diào)電極508被設(shè)置用于改變衰減量?？烧{(diào)電極508電連接到電壓源510。可調(diào)電極可以與浮動(dòng)電極506設(shè)置在相同的絕緣體504內(nèi)。
在基部502和光纖512之間具有兩個(gè)靜電力。一個(gè)是由于浮動(dòng)電極和光纖512上的被感應(yīng)電荷之間的靜電力。另一個(gè)是由于光纖512和可調(diào)電極508之間的靜電力。由于可調(diào)電極508上的電壓可以很容易通過改變經(jīng)由電壓源510施加的電壓而改變，施加到光纖512上的總的凈靜電力以及由此其位置可以被改變。
通過使用浮動(dòng)電極技術(shù)，只需一個(gè)有源電極用于VOA操作，盡管可以使用一個(gè)以上的有源電極。這通過將每VOA的可控電壓的數(shù)目從四個(gè)向下減小到一個(gè)而簡(jiǎn)化控制電路。對(duì)于優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，可以使用更復(fù)雜的圖案。例如，浮動(dòng)和可調(diào)電極506、508可以交錯(cuò)并也可以在光纖512的整個(gè)自由長(zhǎng)度之上延伸。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D6A進(jìn)行討論另一類型的光學(xué)致動(dòng)(觸發(fā))MEMS裝置、可調(diào)Fabry Perot濾波器(法布里珀羅濾光器)(TFPF)，所述圖6A顯示了TFPF600的實(shí)施例。在該特定的實(shí)施例中，TFPF 600被形成在反射表面之間，所述反射表面形成在兩個(gè)光纖的相對(duì)端上。第一光纖602連接到致動(dòng)器單元604的第一側(cè)。第一光纖602可以用第一金屬環(huán)606終止，從而提供增加的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。第二光纖608連接到致動(dòng)器單元604的另外一側(cè)。第二光纖608也可以設(shè)有終止金屬環(huán)610。反射表面限定Fabry-Perot濾波器，也稱為諧振器或諧振腔，所述Fabry-Perot濾波器放在軸線611上。光纖602、608可以是擴(kuò)展的芯部光纖，芯部光纖的芯部朝向光纖端部擴(kuò)展，這樣離開所述光纖的光的發(fā)散性小于如果所述芯部沒有被擴(kuò)展的情況?？刂茊卧?01可以連接到TFPF 600，從而控制所述TFPF 600的操作。
在該特定的實(shí)施例中，致動(dòng)器單元604包括示意地顯示在圖6B-6E中的三個(gè)元件中央元件612、第二元件614和第三元件616。通過所述裝置600的橫截面視圖設(shè)置在圖6F中。中央元件612被用作固定(靜止)基部，也稱為固定(靜止)部件，第二和第三元件614和616被安裝在所述固定基部上。中央元件612提供用在致動(dòng)設(shè)置在第二元件614上的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和設(shè)置在第三元件616上的位移機(jī)構(gòu)中的電氣元件。
現(xiàn)在特別參照?qǐng)D6B，所述圖6B顯示了中央元件612的一側(cè)，存在孔618，光在光纖602、608之間通過所述孔618。第一表面620包括浮動(dòng)電極622，或駐極體的圖案。浮動(dòng)電極622的圖案可以包括一組x-電極624，用于沿著x-z平面提供光纖602的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)；和一組y-電極626，用于沿著y-z平面提供光纖602的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)。顯示在圖6C中的第一表面620的另外一側(cè)上的中央元件612的第二表面628設(shè)有一組一個(gè)或更多個(gè)位移電極630，用于控制第二光纖608的端部和第一光纖602的端部之間的分開。所述一組一個(gè)或更多個(gè)位移電極630被顯示只具有一個(gè)電極，但是可以理解，可以使用多個(gè)電極。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6D，與中央元件612的第一表面620相對(duì)的第二元件614包括旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)632。在該特定的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)632包括包含在凸緣638之內(nèi)的兩個(gè)同心安裝的部分634、636。外部分634通過兩個(gè)鉸鏈642連接到外環(huán)，所述鉸鏈642由薄材料部分來形成。內(nèi)環(huán)636通過由薄材料部分所形成的兩個(gè)鉸鏈642連接到外環(huán)。內(nèi)部分636中的孔644允許光通過兩個(gè)光纖602、608之間。第二元件可以使用例如硅來制造。對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)被用于將光纖之一的端部與另一光纖的端部相連接，從而對(duì)準(zhǔn)Fabry-Perot諧振腔。
外部分634設(shè)有兩個(gè)y-第二電極646，內(nèi)部分636設(shè)有兩個(gè)x-第二電極644。第二元件614通過將其表面648連接到中央元件612的安裝表面650而安裝，這樣中央元件612的浮動(dòng)x-電極624與第二元件614的x-第二電極648相對(duì)，中央元件612的浮動(dòng)y-電極626與第二元件614的y-第二電極646相對(duì)。第二和第三元件614、616可以使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)、例如焊接、熔接或粘接而連接到中央元件612。x-z和y-z平面中的最大對(duì)準(zhǔn)可以大約是一度或二度旋轉(zhuǎn)角度或更大的數(shù)量級(jí)。
對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)632如下操作。各種控制電壓可以施加到浮動(dòng)x-電極624、648，從而沿著x-z平面控制第一光纖602的取向。通過調(diào)整施加到浮動(dòng)x-電極624的控制電壓，內(nèi)部分636可以圍繞通過兩個(gè)鉸鏈642形成的軸線654旋轉(zhuǎn)，從而圍繞軸線654提供靜電力。同樣地，控制電壓可以施加到浮動(dòng)y-電極626，從而控制第一光纖602沿著y-z平面的取向。通過調(diào)整施加到y(tǒng)-電極626的控制電壓，外部分634可以圍繞通過兩個(gè)鉸鏈640所形成的軸線652旋轉(zhuǎn)，從而圍繞軸線652提供靜電力。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6E，第三元件61設(shè)有允許z-平移的柔性部件656，從而調(diào)節(jié)在兩個(gè)光纖602、608之間形成的Fabry Perot諧振腔。在所示的實(shí)施例中，柔性部件656是通過在第三元件616中切割兩個(gè)平行的槽658所形成的梁部件。設(shè)置在梁部件656中的孔659允許光通過第一和第二光纖602、608之間。梁部件656設(shè)有一個(gè)或更多個(gè)電極660，所述一個(gè)或更多個(gè)電極660對(duì)應(yīng)設(shè)置在中央元件612上的一組電極630中的電極。第三元件的表面662連接到中央元件612的安裝表面631，電極660與一組電極630相對(duì)。
濾波器602、608的端部662、664之間的分開可以通過調(diào)節(jié)施加到電極630、660的控制電壓而變化。光纖602、608的端部662、664之間的z-分開可以通過將不同極性的電壓施加到電極630、660而減小，讓梁部件656朝向中央元件612彎曲。
不同的元件612、614、616可以由任何適當(dāng)類型的材料形成。一個(gè)特定適當(dāng)類型的材料是硅并且元件上的各種特征可以使用標(biāo)準(zhǔn)的平版印刷和蝕刻技術(shù)來形成。使用硅的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是梁部件可以在單晶中形成，并具有相隨的單晶物理性能。
TFPF 600可以用下述的方式來對(duì)準(zhǔn)和操作。一旦致動(dòng)器單元604已經(jīng)與第一和第二光纖602、608組裝，光學(xué)測(cè)試信號(hào)從光纖之一通至另一個(gè)。光學(xué)信號(hào)可以位于TFPF的操作的優(yōu)選波長(zhǎng)范圍之外，這樣減小TFPF的反射表面的反射率。此外，測(cè)試信號(hào)可以具有比TFPF的FSR更寬的帶寬。光纖602、608之間的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)可以通過控制中央元件612上的浮動(dòng)x-電極以及y-電極624、626上的電壓，從而最大化通過光纖602、608之間的光量二被調(diào)整。一旦對(duì)于第一光纖602找到最佳取向，浮動(dòng)x-電極和y-電極624和626保持恒定的電荷，這樣在光纖602、608之間保持固定對(duì)準(zhǔn)。
一旦光纖602、608已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)，光纖端部662、664之間的分開距離可以通過控制施加到位移電極630、660的電壓來實(shí)現(xiàn)所需的諧振傳輸頻率而調(diào)整。所施加的電壓可以被保持固定，從而在光纖602、608之間保持所需的分離。
控制單元601可以用于將特定的電壓施加到浮動(dòng)x-電極624、浮動(dòng)y-電極626和/或位移電極630、660。控制單元也可以用于測(cè)量駐極體之間的電容值。例如，x-電極624和648形成電容器，該電容器的值(稱為x-電容)可以通過控制單元測(cè)量并儲(chǔ)存。在有任何電荷泄漏的情況下，控制單元可以通過控制x-駐極體624、648上的電荷來穩(wěn)定x-電容值。穩(wěn)定所述電容保證了x-駐極體保持在恒定的物理分開處，這樣在x-z平面內(nèi)將光纖602的對(duì)準(zhǔn)保持恒定。因此，恒定的x-電容和恒定的y-電容的維持允許光纖602的取向被保持恒定，且沒有使用光學(xué)反饋。同樣地，位移電極630、660的測(cè)量和穩(wěn)定化可以允許TFPF被穩(wěn)定在所選的峰值傳輸頻率上。
可以理解，一個(gè)或更多個(gè)x-駐極體和y-駐極體可以用傳統(tǒng)的電極替換或補(bǔ)充。此外，如果在光纖602、608之間長(zhǎng)時(shí)間地保持分開距離恒定，駐極體可以被用于穩(wěn)定光纖602、608之間的z-分開。
TFPF的該實(shí)施例和其他實(shí)施例在2003年4月29日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/425,509中進(jìn)行了詳細(xì)的說明，并且此處并入以供參考。
用于光學(xué)裝置中的另外類型的MEMS致動(dòng)器是基于全息光學(xué)元件(HOE)的光學(xué)開關(guān)，現(xiàn)在參照?qǐng)D7、8進(jìn)行討論，且進(jìn)一步地在2001年7月13日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)109/905,736和09/905,769中進(jìn)行了描述，此處并入以供參考。
開關(guān)700具有基板702，通過向內(nèi)反射離開所述兩個(gè)基板表面706和707，光704沿著所述基板702行進(jìn)。HOE709設(shè)置在基板702的一個(gè)表面706之上。HOE 709包括許多材料條708。在所示實(shí)施例中，每個(gè)條708具有寬度b，并具有間隔c，中心至中心間距為c。HOE 709沿著垂直方向相對(duì)于基板的頂面706可移動(dòng)。當(dāng)HOE 709移動(dòng)靠近所述表面706并與所述表面706接觸，撞擊到所述表面706的光704通過與HOE 709的物理或消散交互而沿著路徑716折射。當(dāng)HOE 709從所述表面706移開時(shí)，光704和HOE 709之間沒有光學(xué)耦合，這樣光704沿著路徑714向內(nèi)反射。
當(dāng)處于折射位置中時(shí)，條708不需要與表面706接觸，但是可以與所述表面706分開。實(shí)際上，在特定的條件下，當(dāng)HOE 709和表面706之間的間隙是大約100nm的數(shù)量級(jí)時(shí)，沿著方向716的折射效率可以最大化。
光704在基板702之內(nèi)向內(nèi)反射從而在平行于附圖的傳播平面之內(nèi)傳播。條708可以被設(shè)置以不垂直于傳播平面，這樣光716被折射離開附圖的平面。如果基板表面706和707上的折射光716的入射角高于臨界角，被折射的光716也可以在所述基板之內(nèi)向內(nèi)反射。條708在它們的下表面上設(shè)有小凸起718，從而當(dāng)與表面706接觸時(shí)，減小將條708粘到表面706上的可能性。
示例性的HOE 800示意地顯示在圖8中。HOE 800包括條808和橫截面803，從而提供對(duì)所述條的支撐。側(cè)部分804和806提供了對(duì)HOE 800的額外的支撐。條808、橫截面(cross-sections)803和側(cè)部804、806可以都由相同的部分形成，并可以使用平版印刷技術(shù)來形成。
用于致動(dòng)HOE 800的一種方案示意地顯示在圖9中。安裝結(jié)構(gòu)具有形成在基板911上的兩個(gè)安裝基部908、910以及形成在基部908、910上的安裝板912。HOE 800通過柔性連接914連接到安裝基部908、910。柔性連接914可以任何合適類型的(至少在垂直方向上)允許彎曲的MEMS加工彈簧或結(jié)構(gòu)。柔性連接914也可以允許雙向、上下彎曲。電極結(jié)構(gòu)916被安裝到安裝板912上，并在該實(shí)施例中，橫向延伸并橫過所述條縱向延伸，所述條可以接地。在這樣的結(jié)構(gòu)中，在來自電極916的電場(chǎng)作用下，HOE 800可以在“on(閉合)”位置中被偏壓并可移動(dòng)到“off(斷開)”位置，進(jìn)一步地離開所述基板911?？蛇x地，HOE 800可以在“off”位置中被偏壓并移動(dòng)到“on”位置，更靠近基板911。
電極結(jié)構(gòu)916可以包括浮動(dòng)電極916a，浮動(dòng)電極916a用于通過注射特定量的電荷偏壓HOE 800，從而在HOE 800和基板911之間實(shí)現(xiàn)所需的遠(yuǎn)離距離?？烧{(diào)電極916b可以用于在“on”位置和“off”位置之間迅速地致動(dòng)HOE。浮動(dòng)電極916a和可調(diào)電極916b可以相互交錯(cuò)，以便實(shí)現(xiàn)將更均勻的偏壓力和調(diào)整力施加到HOE 800。這樣，所述裝置900可以使用駐極體被偏壓到所需的偏壓位置并可以使用有源電極被激勵(lì)(啟動(dòng))。該結(jié)構(gòu)提供了長(zhǎng)時(shí)間的偏壓穩(wěn)定性并減小了對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間位置控制所需要的有源電壓控制。
除了基于光學(xué)的MEMS裝置之外，駐極體可以被用于電動(dòng)MEMS裝置中的柔性部件的長(zhǎng)時(shí)間定位。這樣的裝置可以包括基于MEMS的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件。第一浮動(dòng)電極被設(shè)置在第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)上。第二電極設(shè)置在第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的另一個(gè)上。儲(chǔ)存在第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇，以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處?？善D(zhuǎn)部件或第二部件，或二者包括這樣的電氣元件所述電氣元件的電學(xué)特性依賴于第一可偏轉(zhuǎn)部件相對(duì)第二部件的位置。
這樣的裝置的一個(gè)示例被示意地顯示在圖10中，所述圖10顯示了基于MEMS的可調(diào)電容器1000的實(shí)施例。電容器1000具有基部1002和形成在所述基部1002上的浮動(dòng)電極1004，存在與浮動(dòng)電極1004相對(duì)的可偏轉(zhuǎn)部件1006，可偏轉(zhuǎn)(或可彎曲)部件1006的偏轉(zhuǎn)量依賴于浮動(dòng)電極1004中儲(chǔ)存的電荷量1008。至少一個(gè)電極被設(shè)置在柔性部件1006上。在所示的實(shí)施例中，在可偏轉(zhuǎn)部件1006上存在兩個(gè)電極1010a和1010b。第一可偏轉(zhuǎn)部件電極1010a是與浮動(dòng)電極1004相關(guān)聯(lián)的第二電極，并可以被接地。浮動(dòng)電極1004上的電荷在第一可偏轉(zhuǎn)部件電極1010a感應(yīng)鏡像電荷，并產(chǎn)生吸引力，所述吸引力朝向浮動(dòng)電極1004偏轉(zhuǎn)所述可偏轉(zhuǎn)部件。
電容器被形成在第二可偏轉(zhuǎn)部件電極1010b和電容器電極1012之間。電容器1000的電容至少部分地通過第二可偏轉(zhuǎn)部件電極1010b和電容器電極1012之間的間隔來確定。因此，隨著放在浮動(dòng)電極1004上的電荷量被改變，第二可偏轉(zhuǎn)部件電極1010b和電容器電極1012之間的間距被改變，這樣電容改變。
該類型的裝置對(duì)于電路中的可調(diào)或可編程電容器是有用的，并可以被使用替代傳統(tǒng)的利用離散的電容器的岸的傳統(tǒng)可編程電容器的“數(shù)字”方法，所述離散的電容器并聯(lián)或串聯(lián)被切換，以獲得各種電容凈值。由于離散的切換，該方案固有的限制在于它實(shí)現(xiàn)高分辨率的能力。相比較而言，駐極體可調(diào)、基于MEMS的電容器1000連續(xù)可變，并且所實(shí)現(xiàn)的電容值的分辨率高于傳統(tǒng)的數(shù)字方法，分辨率限度是當(dāng)一個(gè)電子被添加到浮動(dòng)電極1004上時(shí)所引起的電容的改變。駐極體可調(diào)、基于MEMS的電容器1000可以例如被用于調(diào)節(jié)可編程操作放大器增益等級(jí)，或一些其他電容調(diào)節(jié)電路。
可以理解，可以對(duì)電容器1000進(jìn)行各種修改，同時(shí)仍然落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，電極1010a和1010b可以用單個(gè)接地電極替換。在這樣的情況下，電容器100的電容將是接地電極和電容器電極1012之間的電學(xué)交互作用的結(jié)果。其他的變化也是可能的。例如，浮動(dòng)電極可以被定位在可偏轉(zhuǎn)部件1006上，接地電極可以設(shè)置在基部1002上。
使用基于駐極體致動(dòng)器的另一個(gè)基于MEMS的電氣裝置是可編程電阻器1100，現(xiàn)在將參照?qǐng)D11來進(jìn)行描述。在該特定的實(shí)施例中，電阻器1100在基部1102上形成有浮動(dòng)電極1104。與浮動(dòng)電極1104相對(duì)的是攜帶可以接地的電極1108的可偏轉(zhuǎn)部件1106。電荷1110放置在浮動(dòng)電極1104上在電極1108上感應(yīng)鏡像電荷，從而在浮動(dòng)電極1104和電極1108之間產(chǎn)生吸引力。結(jié)果，可偏轉(zhuǎn)部件1106朝向浮動(dòng)電極1104偏轉(zhuǎn)。
應(yīng)變敏感電阻器1112被設(shè)置在可偏轉(zhuǎn)部件1106上。施加到應(yīng)變敏感電阻器1112的應(yīng)變量依賴于可偏轉(zhuǎn)部件1106的偏轉(zhuǎn)量，這樣浮動(dòng)電極1106上的電荷量1110控制應(yīng)變敏感電阻器1112的電阻。因此，可調(diào)電阻器1100的電阻可以被控制和設(shè)置到所需的水平。浮動(dòng)電極的長(zhǎng)期、低泄漏特性致使電阻值被保持很長(zhǎng)時(shí)間周期的穩(wěn)定。
可調(diào)電阻器1100可以被用于替換提供可調(diào)電阻的傳統(tǒng)的“數(shù)字”方法，在傳統(tǒng)的方法中，多個(gè)電阻器被串聯(lián)和并聯(lián)切換以實(shí)現(xiàn)所需的電阻值?；贛EMS的可調(diào)電阻器1100對(duì)于可調(diào)電阻值提供了高分辨率，因?yàn)榉直媛适沁B續(xù)可變的，只受從將單個(gè)電子添加到浮動(dòng)電極1104所獲得電阻的改變的限制。
駐極體也可以被用于基于MEMS的傳感器中的致動(dòng)器內(nèi)，在所述致動(dòng)器內(nèi)，駐極體沒有形成檢測(cè)機(jī)構(gòu)，但是被用于相對(duì)于所述裝置的另一部分定位所述裝置的一部分。這樣的裝置的一個(gè)示例示意地顯示在圖12中，所述圖12顯示了電子隧道(隧穿)檢測(cè)器裝置1200，例如所述電子隧道檢測(cè)器裝置1200可以被用于掃描隧道電子顯微鏡中。所述裝置1200包括可偏轉(zhuǎn)臂1202，所述可偏轉(zhuǎn)臂1202包括浮動(dòng)電極1204。第二電極1206定位在基板1208上。第二電極1206可以接地，這樣當(dāng)電荷被放在浮動(dòng)電極1204上時(shí)，在第二電極1206中感應(yīng)鏡像電荷，從而在可偏轉(zhuǎn)臂1202和基板1208之間獲得吸引力。隧道尖部1210也定位在可偏轉(zhuǎn)臂1202上，用于檢測(cè)來自試樣的隧道電流。這樣隧道尖部1210相對(duì)基板1208的位置可以通過浮動(dòng)電極1204上的電荷量來進(jìn)行控制。
可以理解，駐極體不僅與接地電極結(jié)合使用浮動(dòng)電極，而且也可以使用其他的組合。例如，可以使用兩個(gè)浮動(dòng)電極，相同類型的電荷載體施加到兩個(gè)浮動(dòng)電極上，從而產(chǎn)生排斥力而不是吸引力。這樣的示例示意地顯示在圖13中，在圖13中，可偏轉(zhuǎn)部件1302包括第一浮動(dòng)電極1304，基板1306包括第二浮動(dòng)電極1308。將相同的電荷放置在兩個(gè)浮動(dòng)電極1304和1308上導(dǎo)致排斥力，這樣可偏轉(zhuǎn)部件1302偏轉(zhuǎn)離開基板1306。當(dāng)然，相反的電荷可以被放在相對(duì)的駐極體上，從而產(chǎn)生吸引力。
駐極體可以被用于預(yù)偏壓多種其他類型的MEMS裝置，從而在沒有施加電源時(shí)讓它們駐留在已知的狀態(tài)中。例如，如上所述的VOA可以被形成，從而在其無動(dòng)力狀態(tài)中具有很大的偏移。也可以形成光學(xué)開關(guān)，從而處于正常的OFF或ON狀態(tài)中，所需的狀態(tài)處于程序的控制之下，在組裝時(shí)不需要不同的機(jī)械構(gòu)造。實(shí)際上，具有一定形式的靜電位移的任何MEMS裝置可以利用駐極體以便產(chǎn)生在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定的無動(dòng)力偏壓狀態(tài)。
本發(fā)明不應(yīng)認(rèn)為是限于上述的特定的示例，而是應(yīng)該理解為覆蓋了此處所附權(quán)利要求的所有方面。本發(fā)明可以適用的各種修改、等同過程以及多種結(jié)構(gòu)對(duì)于本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。權(quán)利要求旨在覆蓋這樣的修改和裝置。
權(quán)利要求
1.一種基于MEMS的光學(xué)裝置，包括基于MEMS的致動(dòng)器，所述基于MEMS的致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件，至少一個(gè)第一浮動(dòng)電極設(shè)置到所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和所述第二部件中的一個(gè)上，所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和所述第二部件中的另一個(gè)設(shè)有第二電極，第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處；所述可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)包括第一光學(xué)元件；第一光學(xué)元件相對(duì)第二光學(xué)元件的偏壓位置至少部分地通過可偏轉(zhuǎn)部件的位置確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述可偏轉(zhuǎn)部件包括第一光學(xué)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述可偏轉(zhuǎn)部件是具有第一端的第一光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述第二光學(xué)元件是第二光纖，該第二光纖具有與第一光纖的第一端相對(duì)的第二端，第一光纖在第二光纖橫向的位置至少部分地通過第一浮動(dòng)電極上的電荷確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述第一光纖包括第一接地電極，所述第二部件包括具有第一浮動(dòng)電極和至少一個(gè)第二浮動(dòng)電極的框架，至少第一和第二浮動(dòng)電極上的電荷確定第一光纖相對(duì)于所述框架的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述第二光纖包括第二接地電極，所述框架包括至少第三和第四浮動(dòng)電極，第三和第四浮動(dòng)電極上的電荷確定第二光纖相對(duì)于所述框架的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，還包括框架上的可調(diào)電極，儲(chǔ)存在可調(diào)電極上的電荷也至少部分地確定第一光學(xué)元件相對(duì)第二光學(xué)元件的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述可偏轉(zhuǎn)部件包括全息光學(xué)元件(HOE)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，第二部件包括框架，浮動(dòng)電極設(shè)置在所述框架上，且HOE包括接地電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第二光學(xué)元件是具有第一和第二表面的光學(xué)透明基板，光在第一和第二表面處在光學(xué)透明基板之內(nèi)全部向內(nèi)反射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括可調(diào)電極，其中當(dāng)可調(diào)電極上沒有電荷時(shí)，HOE的偏壓位置通過儲(chǔ)存在浮動(dòng)電極上的電荷確定，且當(dāng)可調(diào)電極上存在電荷時(shí)，HOE移動(dòng)到被切換位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述裝置包括由兩個(gè)光學(xué)反射表面形成的可調(diào)Fabry-Perot濾波器，光學(xué)反射表面中的至少一個(gè)被設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)部件上，用于相對(duì)另一個(gè)反射表面的對(duì)準(zhǔn)，以便與其形成Fabry-Perot諧振器，對(duì)準(zhǔn)部件包括可偏轉(zhuǎn)部件，光學(xué)反射表面中的至少一個(gè)被設(shè)置在包括第一光學(xué)元件的對(duì)準(zhǔn)部件上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，兩個(gè)光學(xué)反射表面的至少一個(gè)包括光纖的端部。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，還包括柔性部件，光學(xué)反射表面中的一個(gè)被安裝為當(dāng)柔性部件彎曲時(shí)沿著第一軸線可移動(dòng)，從而改變光學(xué)反射表面之間的分開距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，可偏轉(zhuǎn)部件包括反射鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括熱電子注射器，所述注射器被設(shè)置用于將電子注射到第一浮動(dòng)電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述光學(xué)裝置至少部分地由硅形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述光學(xué)裝置至少部分地由石英形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述光學(xué)裝置至少部分地由藍(lán)寶石形成。
20.一種基于MEMS的電氣裝置，包括基于MEMS的致動(dòng)器，所述基于MEMS的致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件，至少一個(gè)第一浮動(dòng)電極設(shè)置在所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)上，所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的另一個(gè)設(shè)有第二電極，第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處；所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的至少一個(gè)包括電氣元件，所述電氣元件具有依賴于第一可偏轉(zhuǎn)部件相對(duì)第二部件的位置的電學(xué)特性。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述電氣元件是應(yīng)變敏感電阻器，應(yīng)變敏感電阻器的電阻值依賴于第一可偏轉(zhuǎn)部件相對(duì)第二部件的位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，電氣元件是包括第一和第二電容器電極的電容器，第一和第二電容器電極中的一個(gè)設(shè)置在第一可偏轉(zhuǎn)部件上從而電容器的電容值依賴于第一可偏轉(zhuǎn)部件相對(duì)第二部件的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述浮動(dòng)電極設(shè)置在第二部件上，且第一可偏轉(zhuǎn)部件設(shè)有接地電極。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述接地電極包括設(shè)置在第一可偏轉(zhuǎn)部件上的第一和第二電容器電極中的一個(gè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，第一和第二電容器電極中的另一個(gè)設(shè)置在第二部件上。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，還包括熱電子注射器，所述注射器被設(shè)置用以將電子注射到第一浮動(dòng)電極。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述電氣裝置至少部分地由硅形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述電氣裝置至少部分地由石英形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述電氣裝置至少部分地由藍(lán)寶石形成。
30.一種基于MEMS的裝置，包括基于MEMS的致動(dòng)器，所述基于MEMS的致動(dòng)器具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件和至少一個(gè)第二部件，至少一個(gè)第一浮動(dòng)電極設(shè)置在所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的一個(gè)上，所述第一可偏轉(zhuǎn)部件和所述至少一個(gè)第二部件中的另一個(gè)設(shè)有第二電極，第一浮動(dòng)電極上的電荷被選擇以便將可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，第二電極是接地電極。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，第二電極是第二浮動(dòng)電極。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，第二部件是可偏轉(zhuǎn)的。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，還包括熱電子注射器，所述熱電子注射器被設(shè)置用以將電子注射到第一浮動(dòng)電極。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，還包括第二浮動(dòng)電極，所述第二浮動(dòng)電極設(shè)置在第一可偏轉(zhuǎn)部件和第二部件中的另一個(gè)上，其中第一和第二浮動(dòng)電極上的電荷被選擇以便將第一可偏轉(zhuǎn)部件定位在距第二部件所需的分開距離處。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述裝置至少部分地由硅形成。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述裝置至少部分地由石英形成。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述裝置至少部分地由藍(lán)寶石形成。
全文摘要
駐極體用于多種基于MEMS的致動(dòng)器裝置(100，200，600，700，800，1000，1100，1200)中。駐極體能夠很長(zhǎng)時(shí)間地儲(chǔ)存電荷，電荷泄漏可以忽略。因此，當(dāng)駐極體被裝入需要致動(dòng)的MEMS裝置(100，200，600，700，800，1000，1100，1200)時(shí)，所述裝置可以很長(zhǎng)時(shí)間地被初始偏壓到任何所需的致動(dòng)狀態(tài)，且沒有使用外偏壓電壓。這樣的基于MEMS的致動(dòng)器裝置(100，200，600，700，800，1000，1100，1200)可以包括具有至少一個(gè)第一可偏轉(zhuǎn)部件(108，512，1006，1106，1202，1302)和至少一個(gè)第二部件(102，502，1010b)的基于MEMS的致動(dòng)器。所述第一可偏轉(zhuǎn)部件(108，512，1006，1106，1202，1302)和第二部件(102，502，1010b)設(shè)有浮動(dòng)電極和第二電極。第一浮動(dòng)電極(106，402，506，622，916a，1004，1104，1204)上的電荷被選擇以便將第一可偏轉(zhuǎn)部件(108，512，1006，1106，1202，1302)定位在距第二部件(102，502，1010b)所需的分開位置處。所述裝置可以被用于對(duì)準(zhǔn)光學(xué)部件或改變電氣元件的電學(xué)特性。
文檔編號(hào)G02B6/26GK1926055SQ200580006571
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者查爾斯·R·威爾考克斯 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司