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法布里-珀羅干涉儀及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及法布里-珀羅干涉儀及其制造方法。更具體地，本發明涉及利用諸如壓電致動器、電致伸縮致動器或撓曲電致動器的一個或幾個致動器的可控的法布里-珀羅干涉儀。在現有技術中，在實現反射鏡之間足夠小且均勻的間隙方面存在問題。在本發明中，中間結構(85a，85b，95a，95b，81a，81b，91a，91b，98a，98b)被用在反射鏡與致動器之間或兩個反射鏡之間使用。生產的方法還包括在幾個階段中測量間隙的寬度分布，并且提供致動器的預啟動。
【專利說明】法布里-珀羅干涉儀及其生產方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及用于生產法布里-拍羅干涉儀(Fabry-Perot interferometer)的方法以及法布里-珀羅干涉儀。更具體地，本發明涉及利用諸如壓電致動器、電致伸縮致動器或撓曲電致動器(flexoelectric actuator)的致動器可控的法布里-拍羅干涉儀。

【背景技術】
[0002]例如，法布里-珀羅干涉儀被用作光學濾波器并且用在光譜傳感器中。法布里-珀羅干涉儀以平行分光鏡為基礎，從而法布里-珀羅腔被形成為反射鏡(miiTor)之間的間隙?？梢酝ㄟ^調節反射鏡之間的距離(即，間隙的寬度)控制法布里-珀羅干涉儀的通帶波長(pass band wavelength)。常見的是使用微機械技術生產法布里-拍羅干涉儀,因為該技術的生產成本低。然而，存在一些與微機械技術有關的局限。對應于干涉儀的波長的+/-20-25%的調節范圍，反射鏡位置的調節范圍通常很小。反射鏡的最大調節頻率也很低，約200-500HZ。通常還使用液晶技術制造法布里-珀羅干涉儀，但是該技術具有類似的缺點。因此，在許多應用中，優選地使用基于在反射鏡之間使用諸如壓電致動器、電致伸縮致動器或撓曲電致動器的可控致動器的法布里-珀羅干涉儀。
[0003]圖1示出了現有技術的法布里-珀羅干涉儀10。干涉儀包括兩個反射鏡11和12，該兩個反射鏡具有透明材料的基板并且反射鏡之間的表面具有薄金屬13或介電涂覆(dielectric coating) 16,以提供福射的部分反射。利用膠將兩個、三個或四個致動器14附接在反射鏡11、12之間的相對側17處。通過將電壓施加到致動器14來調節干涉儀的通帶波長。致動器的尺寸由所施加的電壓控制，并且因此可以控制反射鏡之間的距離，即，間隙/腔的寬度。
[0004]現有已知的使用可控致動器的法布里-珀羅干涉儀存在一些缺點?，F有技術的法布里-珀羅干涉儀的電極是通過在反射鏡基板上涂覆金屬層制成的。如果干涉儀具有很小的間隙，電極會較容易地相互接觸。為了避免電極相互接觸，必需在反射鏡之間使用足夠寬的間隙。換言之，不可能提供具有很小間隙的干涉儀。
[0005]關于在反射鏡之間實現均勻的間隙存在另一個問題。當反射鏡被粘接至致動器時，在膠的硬化期間膠具有收縮的性能。膠的收縮趨向于導致反射鏡彎曲，從而反射鏡之間的間隙的尺寸變得不均勻。當間隙根據要求精度不均勻時，進一步導致法布里-珀羅干涉儀的功能波長帶變得更寬和移動。彎曲還增加了反射鏡相互接觸的風險，并且為了避免反射鏡的這種接觸，需要在反射鏡之間使用更大的平均間隙。
[0006]為了緩解由于膠的收縮所引起的問題，現有技術的反射鏡使用彎曲度小的厚的材料。然而，使用厚反射鏡基板導致法布里-珀羅干涉儀的重量和制造成本變高。厚反射鏡基板還趨向于減弱輻射。例如，當法布里-珀羅干涉儀被用于測量具有低強度的輻射時，會導致信噪比減小。


【發明內容】

[0007]本發明的目標是避免或減少現有技術的缺點。因此，本發明的目的是提供法布里-珀羅干涉儀及其生產方法，其中，可以在適度重量的反射鏡之間實現既小又均勻的間隙以及干涉儀適度的制造成本。
[0008]本發明的目的是實現可控法布里-珀羅干涉儀，其包括第一反射鏡和第二反射鏡，兩個反射鏡處于彼此基本平行的位置并且在第一反射鏡與第二反射鏡之間具有間隙；至少一個可控的致動器，位于第一反射鏡與第二反射鏡之間用于控制間隙的寬度；以及處于反射鏡中的電極，用于間隙寬度的電容測量，其特征在于，法布里-珀羅干涉儀包括位于反射鏡與致動器之間和/或兩個反射鏡之間的中間結構，其中，布置中間結構以減小反射鏡的彎曲度和/或在法布里-珀羅干涉儀的第一反射鏡與第二反射鏡的光學功能區域之間產生較小的間隙。
[0009]在本發明的一個實施方式中，中間結構包括凹部，該凹部在位于鄰近于間隙的表面上的至少一個反射鏡中，并且反射鏡電極的有源部分位于反射鏡的凹部中。這樣可以在反射鏡的光學面積之間實現小間隙，因為電極不從反射鏡的光學表面突出。這還可以防止電極相互接觸。
[0010]在本發明的一個實施方式中，中間結構包括在反射鏡表面上的凸起，用于確定反射鏡之間的最小間隙的寬度。這樣可以在間隙處于最小值時阻止反射鏡的其他部分相互接觸并且避免了由于該接觸導致的反射鏡彎曲。
[0011]在本發明的另一個實施方式中，中間結構包括桿，該桿在桿的第一表面上附接至的致動器的表面，并且在桿的第二表面上進一步附接至的反射鏡的諸如通孔的腔的邊緣。該中間結構減少了由于附接膠的收縮所引起的反射鏡的彎曲。
[0012]在本發明的一個實施方式中，中間結構包括支撐板，其中，反射鏡被附接至支撐板，并且支撐板被附接至致動器。在本發明的又一實施方式中，法布里-珀羅干涉儀包括在反射鏡與支撐板之間作為粘合劑的彈性膠。如果由于支撐板與致動器之間的膠的收縮引起支撐板彎曲，彈性膠抵消該彎曲并且減小了反射鏡的彎曲。
[0013]除了單腔干涉儀具有兩個反射鏡之外，本發明還可被用于提供具有兩個或兩個以上的腔并且因此提供三個或三個以上基板的干涉儀。
[0014]本發明還涉及可控法布里-珀羅干涉儀的生產方法，其中，至少一個致動器被直接或間接地附接至第一反射鏡；以及第二反射鏡被直接或間接地附接至至少一個致動器的第二、相對的部分，其特征在于，將第二反射鏡附接至至少一個致動器包括:
[0015]-預啟動致動器；
[0016]-鄰近于第一反射鏡設置第二反射鏡；
[0017]-提供反射鏡的光學表面之間的空氣間隙的寬度分布的第一次測量；
[0018]-相對于第一反射鏡移動第二反射鏡，用于設置確定的空氣間隙寬度；
[0019]-在所述移動之后,提供反射鏡的光學表面之間的空氣間隙的寬度分布的第二次測量；
[0020]-通過固化膠將第二反射鏡直接或間接地附接至至少一個致動器；
[0021]-在所述固化之后，提供反射鏡的光學表面之間的空氣間隙的寬度分布的第三次測量；以及
[0022]-分析空氣間隙測量結果并且基于結果和預定的驗收標準作出關于驗收法布里-珀羅干涉儀的決定。
[0023]在從屬權利要求中描述了本發明的一些優選的實施方式。
[0024]當與已知的方案進行比較時，本發明可以實現顯著的優勢。當反射鏡的彎曲被減少/避免時，可以獲得更小且更均勻的間隙寬度。當干涉儀的反射鏡精確地平行時，窄通帶被實現。中間結構還可以防止反射鏡的電極與光學區域相互接觸。用于生產法布里-珀羅干涉儀的本發明的方法還可以避免致動器的控制中的大量的失調電壓(offset voltage),從而在整個調節范圍內獲得干涉儀的線性特性。
[0025]根據本發明的干涉儀可以被設計為用于光學范圍內的任何輻射；可見光、紫外線(UV)輻射、近紅外線輻射(NIR)和紅外線輻射(IR)。僅需要選擇對于操作波長是透明的用于反射鏡的基板材料，以及對于操作波長范圍的反射鏡表面來說一種合適的材料或多種合適的材料。
[0026]如果應用需要，則干涉儀可被設計為小型的。可以手工或在自動化生產線中進行干涉儀的裝配。并且要求的材料的成本很低。因此，可以生產具有適度的小成本和大數量的根據本發明的干涉儀。
[0027]在本專利申請中，術語“反射鏡”是指透明基板和位于一側或兩側上的反射表層的彡口口 ?
[0028]在本專利申請中，“致動器”是指其位移是電學可控的任何結構。致動器例如可以是壓電致動器、電致伸縮致動器或撓曲電致動器。
[0029]在本專利申請中，“中間結構”被用于指代被附接在致動器與反射鏡之間或者兩個反射鏡之間的結構?！爸虚g結構”不單是膠或其他粘合劑。
[0030]在本專利申請中，術語“輻射”或“光”被用于指代在波長的光學距離中的任何輻射。
[0031]在本專利申請中，“間隙寬度”是指在諸如在光學有源區域上的有關位置處的反射鏡之間的距離。
[0032]在本專利申請中，更具體地，表達“反射鏡彼此相對平行”是指反射鏡的反射面相對于彼此是平行的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面將參考附圖詳細地描述本發明優選的示例性實施方式，在附圖中:
[0034]圖1示出了根據現有技術的法布里-珀羅干涉儀；
[0035]圖2示出了根據本發明的示例性法布里-珀羅干涉儀的截面正視圖；
[0036]圖3示出了根據本發明的示例性法布里-珀羅干涉儀的頂視圖，其中，在圖中示出了半透明的部分；
[0037]圖4a示出了根據本發明的第二示例性法布里-珀羅干涉儀的頂視圖，其中，在圖中示出了半透明的部分；
[0038]圖4b示出了根據本發明的第二示例性法布里-珀羅干涉儀的反射鏡的正視圖；
[0039]圖4c示出了根據本發明的第二示例性法布里-珀羅干涉儀的側視圖；
[0040]圖4d示出了根據本發明的第二示例性法布里-珀羅干涉儀的第一反射鏡的頂視圖；
[0041]圖4e示出了根據本發明的第二示例性法布里-珀羅干涉儀的第二反射鏡的頂視圖；
[0042]圖5a示出了具有用于生產根據本發明的干涉儀的反射鏡的掩模(mask)晶片基板的頂視圖；
[0043]圖5b示出了具有用于生產根據本發明的干涉儀的反射鏡的掩模晶片基板的局部的放大頂視圖；
[0044]圖6示出了根據本發明的第三示例性法布里-珀羅干涉儀的截面正視圖；以及
[0045]圖7示出了用于設置法布里-珀羅干涉儀的根據本發明的示例性方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0046]在以上現有技術的描述中描述了圖1。
[0047]圖2示出了根據本發明的示例性法布里-珀羅干涉儀的截面圖。圖3示出了示例性的三角形法布里-珀羅干涉儀。在圖3中示出的干涉儀的部件是半透明的使得更好的看見部件。
[0048]所示出的干涉儀具有兩個反射鏡，第一反射鏡31和第二反射鏡61。例如，反射鏡具有硅的基板。在反射鏡的中部是圓形區域38、68，其中，在兩個反射鏡中存在局部反射表面層，并且該區域用于干涉儀的光學功能性。反射層位于與反射鏡之間的間隙36相對的反射鏡表面上。例如，反射層例如可以是銀，利用鈦將其附接至基板。在金屬反射鏡上還可以存在二氧化硅的保護層。反射層還可以是電解質布拉格反射鏡(dielectric Braggmiiror)。銀層和保護二氧化硅層的厚度例如可以是40nm，并且鈦層的厚度例如可以是4nm?；蹇删哂杏糜谶@些層的凹部。凹部的深度優選地等于所述層的總厚度，從而在反射區域和周圍區域之間的邊界處，反射鏡的表面是均勻的。
[0049]反射鏡在反射鏡表面上具有電極35a、35b、35c、65a、65b、65c,該反射鏡表面被定位為與間隙相對。電極在反射鏡的光學有源區域的外部并且為了電連接而延伸至反射鏡的角落。優選地，電極由金屬層構成。優選地，反射鏡具有用于電極的凹部85a、85b、95a、95b,并且優選地，凹部的深度至少等于金屬層的厚度，從而電極不限制反射鏡的光學表面38、68的最小距離。利用電極可以通過測量相對的反射鏡的平行電極之間的電容來測量間隙的寬度。通過測量，可以在校準和使用干涉儀期間得到關于間隙的寬度以及反射鏡的平行性的反饋信息，并且這樣實現了間隙的更加精確的控制。
[0050]圖2還示出了在反射鏡的表面上的凸起81a、81b、91a、91b。凸起位于光學功能區域38、68的外部。凸起的目的是限定反射鏡之間的最小距離并且防止反射鏡的光學表面和電極互相接觸。例如，凸起的材料可以與反射鏡基板的材料相同，并且可以使用膠將它們附接至反射鏡表面。
[0051]在反射鏡板的側邊緣處存在為了安裝致動器而布置的凹部。在圖2和圖3中凹部被列舉為39a、39b、39c (第一反射鏡)以及69a、69b、69c (第二反射鏡)。例如，致動器的尺寸可以是3mmX3mmX3mm。使用粘合劑層37a、37b、37c將致動器34a、34b、34c分別附接至第一反射鏡。通過使用中間桿98a、98b、98c將第二反射鏡附接至致動器34a、34b、34c。使用粘合劑67a、67b、67c將中間桿附接至致動器的底面。上方的反射鏡具有用于將反射鏡附接至中間桿的孔99a、99b、99c。在桿的邊緣與反射鏡的孔之間存在粘合劑層97a、97b、97c。在垂直表面之間設置附接以防止由于膠的收縮而引起的反射鏡彎曲。例如，在圖中示出了I型桿，但是可以使用其他可替代的形狀，諸如圓錐型或I型。桿優選地具有與反射鏡基板相同的材料，但是也可以是其他可替代的材料。反射鏡被布置為處于平行位置并且在反射鏡之間具有已確定的間隙。這是通過將上方反射鏡定位在正確的位置，并且在桿與反射鏡之間的膠硬化之前使用適當的夾具進行對齊來實現。
[0052]在法布里-珀羅干涉儀中的致動器的數目一般為兩個、三個或四個。甚至可以僅使用一個致動器，其可優選地具有環形形狀。在此情況下，反射鏡32、62的厚度區域可具有環形形狀并且部分位于致動器的內部。僅使用一個致動器時可以使用相同種類的附接和校準步驟。然而，具有一個致動器通常僅可以使用該致動器來控制反射鏡之間的距離，而不能控制它們之間的平行性。
[0053]圖4a至圖4e示出了根據本發明的法布里_珀羅干涉儀的第二示例性實施方式。該實施方式具有矩形反射鏡，并且尤其適合于生產晶片基板。圖4a示出了干涉儀的頂視圖。示出的干涉儀的部件是半透明的，使得在圖4a中的所有部件都是可見的。圖4b示出了干涉儀的正視圖，以及圖4c示出了干涉儀的側視圖。此外，圖4d示出了第一反射鏡的頂視圖，以及圖4e示出了干涉儀的第二反射鏡的頂視圖。
[0054]示出的干涉儀具有第一反射鏡41和第二反射鏡71，它們都具有矩形形狀。針對致動器44a、44b和44c，在第一反射鏡41的兩側上制作凹部49a、49b，以及在第二反射鏡71的兩側處制作凹部79a、79b。因此，在反射鏡42、72的中心區域處，反射鏡具有它們更大的厚度。在基板的中間存在圓形區域48、78，其優選地是整個干涉儀中的基板的最厚的區域。該區域包括處于兩個反射鏡中的局部反射面，并且該區域用于干涉儀的光學功能性。反射面位于與反射鏡之間的間隙46相對的反射鏡表面上。在圖2和圖3的說明中描述了反射鏡基板和層的合適的材料。
[0055]如圖2中所示，為了限定反射鏡之間的最小間隙并且防止光學區域和電極互相接觸，反射鏡表面還可以具有凸起。例如，這樣的凸起可以由基板材料制成并且被粘合在反射鏡的表面上。
[0056]如圖2中所示，電極45和75可以被布置在間隙46的區域中所蝕刻的凹部中。以這種方式布置電極:無需針對第二反射鏡的電極進行電氣配線。這使干涉儀的制造更加容易，并且在未移動的第一反射鏡上比移動的第二反射鏡上設置線接觸更可靠。來自三個位置的電容測量是利用在第一反射鏡的每個位置上的兩個電極進行的。在第二反射鏡的每個相應的位置處存在浮置電極，從而三個電極形成兩個電容的串聯連接，均穿過反射鏡基板之間的間隙。
[0057]因此，存在來自干涉儀的三個位置的用于電容測量的電極。第一反射鏡的電極45al和45a2以及第二反射鏡的電極75a形成用于電容測量的第一電極組。第一反射鏡的電極45bl和45b2以及第二反射鏡的電極75b形成用于電容測量的第二電極組。第一反射鏡的電極45cl和45c2以及第二反射鏡的電極75c形成用于電容測量的第三電極組。因此，利用三個電容測量，可以確定兩個反射鏡基板之間的距離和相對傾角。
[0058]除測量電極之外，存在可用于反射層48、78的可選的電連接45gl和45g2。利用這些連接可以將反射層連接至地電位和/或監控沉積的導電層的接觸阻抗。
[0059]圖4a至圖4c的干涉儀具有三個致動器44a、44b、44c。例如，致動器的尺寸可以是2mmX2mmX2mm。使用粘合劑層47a、47b、47c將致動器44a、44b、34c分別附接至第一反射鏡。通過使用根據本發明的中間桿將第二反射鏡附接至致動器44a、44b、44c。具有桿90a、90b,90c的附接件與圖2中示出的相應的結構類似。第二反射鏡具有用于中間桿的附接件的孔99a、99b、99c。利用膠進行附接，并且調節反射鏡使得在膠已硬化時，它們已經處于正確的位置處。這樣，在反射鏡之間存在良好的平行性和精確的距離。
[0060]圖5a示出了用于生產用于根據本發明的干涉儀的反射鏡的示例性晶片基板50。圖5b不出了圖5a被放大的部分。圖5a和圖5b還不出了用于將反射層和電極層沉積至晶片的掩模。存在針對兩種尺寸的干涉儀的掩模。柱51是用于第一反射鏡的掩模，并且柱52是用于具有較大尺寸的干涉儀的第二反射鏡的掩模。柱57是用于第一反射鏡的掩模，并且柱58是用于具有較小尺寸的干涉儀的第二反射鏡的掩模。蝕刻或用機器加工用于致動器49,79的凹部和用于電極45、75的凹部85、95，并且孔90a、90b、90c用于中間束。在蝕刻之后，位于反射鏡中間的圓形光學區域保持為最高區域。然后沉積反射層和電極層。最終，例如，反射鏡可以被鋸開并且用于裝配如在圖4a至圖4e中所示的法布里_珀羅干涉儀。
[0061]圖6示出了根據本發明的第三示例性法布里-珀羅干涉儀的正視圖。該實施方式在反射鏡31、61與致動器34a、34b之間分別具有作為中間結構的支撐板82、92。例如，支撐板可以由與反射鏡基板相同的材料制成。為了避免干涉儀的光學區域處的輻射減弱，支撐板在板的中間具有孔83、93。在干涉儀的生產中，使用膠84a、84b、94a、94b將反射鏡首先附接至支撐板。然后，使用膠37a、37b將致動器34a和34b附接至第一支撐板82。最終，使用膠67a、67b將第二支撐板92附接至致動器34a和34b。在將支撐板92附接至致動器之前，在正確的位置處使用夾具調節反射鏡61并且相對于第一反射鏡31對齊。
[0062]優選地，彈性膠被用在將反射鏡附接至支撐板84a、84b、94a、94b中。如果由于支撐板和致動器之間的膠的收縮而導致支撐板彎曲，因為彈性膠能夠相應地變形，所以這不會對反射鏡產生本質的彎曲力。
[0063]圖6的干涉儀可具有與反射面38、68類似的結構，并且如圖2所示，電極35a、35b、65a、65b被布置在凹部35a、85b、95a、95b中。反射鏡也可以在它們的表面處具有用于確定間隙36的最小寬度的凸起81a、81b、91a、91b。
[0064]圖7示出了根據本發明的用于生產法布里-珀羅干涉儀(720)的示例性方法的流程圖。在該方法中，在階段722中，首先設置第一反射鏡和第二反射鏡。在裝配中，第一反射鏡通常為下方的反射鏡并且第二反射鏡為上方的反射鏡。然而，在裝配期間，反射鏡可以可替代性地位于其他平行位置上。反射鏡可優選地具有三角形、矩形、六邊形或圓形形式。反射鏡基板是由對于輻射來說透明的材料制成，在使用干涉儀時將施加該輻射?；宀牧峡梢允侵T如熔融石英(S12)基板，或者如果干涉儀被用于較長波長的紅外線輻射，則例如可以使用硅。
[0065]為了獲得分光鏡，在基板的一個表面上使用例如銀或者其他材料或材料薄層來涂覆反射鏡的基板。鈦合金可以被用作基板與銀層之間的粘合劑。并且進一步地，例如氧化硅(S12)的保護層可以形成在銀層的表面上。
[0066]接下來，在階段724中，凹部形成在反射鏡的側邊緣上，用于附接致動器。還可以制作用于電極的凹部。凹部被機械加工或蝕刻后，金屬電極被沉積。電極的材料可以是如銅、金或其他金屬。電極的目的是便于進行反射鏡之間的距離的電容測量。當反射鏡之間的距離被致動器控制時，此種測量可以被用作反饋。根據使用的基板的形狀，電極還可以被沉積成單平面，并且可以在基板機械加工之前或之后形成沉積。進一步地，如圖2中所示，為了確定間隙的最小寬度并且為了防止光學表面與電極相互接觸，可以將凸起附接在反射鏡的表面上。并且進一步地，如果使用根據圖6的中間支撐板，在此階段中，中間支撐板可以被附接至反射鏡。
[0067]在階段726中，致動器被預啟動。例如，壓電致動器顯示的作為所施加電壓的功能的滯后作用(hysteresis)。當將零電壓被施加于致動器時，壓電致動器的幾何圖形改變。當在首次驅動該電壓升高之后，零電壓被施加到壓電致動器時，幾何圖形不會完全恢復到最初的形狀。隨著致動器的長度增加，這趨于限制干涉儀的最小可用空氣間隙。然而，如果最大允許的電壓被多次(諸如至少五次)施加于致動器，則在裝配干涉儀模塊之前基本避免了由滯后作用引起的漂移。
[0068]在階段728中，致動器被附接至第一反射鏡的凹部。例如可通過使用粘合劑進行附接。在附接致動器之后，在階段730中，鄰近于第一反射鏡和致動器放置第二反射鏡。第二反射鏡被置在這樣的位置中，其中致動器將部分位于第二反射鏡的凹部處，并且第二反射鏡的反射面將以較短的距離與第一反射鏡的反射面相對。如果凸起被設置在反射鏡的表面上，則可以放置反射鏡使得凸起相互接觸。
[0069]在階段732中，測量并且調節法布里-珀羅干涉儀(FPI)的空氣間隙的寬度分布。透射光譜被記錄在干涉儀的光學孔徑處的幾個位置處。針對每個測量點搜索空氣間隙值，其為實測光譜與模擬光譜提供最佳配對。
[0070]在階段734中，基于針對空氣間隙分布寬度所確定的驗收標準作出關于是否繼續FPI裝配的決定。如果不繼續裝配，則該過程返回至階段722。
[0071]接下來，在階段736中，將正電壓被施加于致動器，用于補償固化期間膠的收縮。在階段738中，相對于第一反射鏡移動/提升第二反射鏡通過基于所使用的膠的測量的收縮將FPI空氣間隙設定為選定值的量。優選地，通過使用附接至反射鏡且具有反射鏡位置的精調的適當夾具來移動反射鏡。在階段740中，根據階段732進一步測量FPI的空氣間隙的寬度分布。階段742基于測量來確定膠是否被固化或者裝配是否停止。階段744中，如果確定開始固化，為了減少/避免彎曲，同時對FPI的所有致動器的附接件進行固化。例如，通過應用輻射紫外光進行固化。
[0072]在階段746中，所有致動器的電壓被設定為零，并且根據階段732測量FPI的空氣間隙的寬度分布。還針對幾個制動器電壓來測量空氣間隙的寬度分布，該致動器電壓是通過首次將致動器電壓升高至最高值并且然后逐步把電壓值減小至零所施加的。在階段748中分析測量結果，并且在階段750中基于分析結果和確定的驗收標準決定是否驗收FPI模塊。在752中，如果模塊是可接受的，則完成了用于制造干涉儀的過程。
[0073]以上生產階段可以手動地或使用自動化機械完成。手動裝配/調節有益于生產少量干涉儀，并且自動化裝配/調節有益于生產大量干涉儀。
[0074]還可以使用本發明設置雙腔干涉儀。在此情況下，第二組致動器被附接至第二(或第一)反射鏡，并且與第二反射鏡被定位并且附接至第一組致動器，第三面反射鏡被定位并且附接至第二組致動器。此外，可以以類似方式通過增加反射鏡的數目來生產具有較大數目的腔的干涉儀。多腔干涉儀還可要求兩面均被涂覆的反射鏡。
[0075]已參考所附實施方式對本發明進行了描述。然而顯而易見的是，本發明并不僅僅限于那些實施方式，而且包括在本發明理念和所述專利權利要求內可以構想的所有實施方式。
[0076]例如，已經作為本發明的實現方式的實例描述的一些材料、尺寸和形式。然而顯而易見的是，可以根據特定的要求為每個實現方式改變和優化尺寸、形式和材料以及致動器的位置與用于空氣測量的電極。
[0077]以上，描述了具有三角形和矩形反射鏡元件的干涉儀。然而，該元件還可以具有諸如六邊形形狀或圓形形狀的其他形狀。
[0078]以上所描述的實施方式具有三個致動器。這是優選的致動器數目，因為它是允許以全角度方向控制反射鏡偏角的最小致動器數目。然而，本發明的解決方案仍然不限于使用三個致動器，而且該方案也可以采用其他的致動器數目，諸如一個、兩個或四個。致動器優選地被對稱定位在干涉儀的光學功能區周圍。然而，致動器還可以被不對稱地定位。
[0079]在附接反射鏡和致動器中，優選使用可被輻射硬化的粘合劑，因為其用法簡單、快速附接以及低成本。然而還可以使用其他附接方式代替。
[0080]在上述實施方式中，用于附接致動器的凹部形成在反射鏡的側邊。然而，還可以為致動器設置其他類型的空間，諸如空心的。還可以不對致動器的空間進行機械加工，反射鏡的形成是通過將兩個或幾個反射鏡基板一個堆疊在另一個上而實現的，從而基板具有不同的尺寸和/或形式。
[0081]優選地，致動器可以是壓電致動器，但還可以使用其他類型的電力可控的致動器，諸如電致伸縮致動器或撓曲電致動器。
[0082]本發明的干涉儀具有幾種優選的應用。例如，它們可以在光譜儀、分析儀和成像器中用作可控過濾器。例如，此類光譜儀、分析儀和成像器通常用于研究、工業和醫療保健的化學/生物實驗室中。干涉儀還可用作光傳感器的部件。在公開W02007/135244中描述了根據本發明的法布里-珀羅干涉儀的合適的應用實例。
【權利要求】
1.一種可控法布里-珀羅干涉儀，包括處于彼此基本上平行的位置上的第一反射鏡(31)和第二反射鏡(61)并且在所述第一反射鏡與所述第二反射鏡之間具有間隙(36);在所述第一反射鏡與所述第二反射鏡之間的至少一個可控致動器(34a，34b，34c)，用于控制所述間隙的寬度；以及處于所述反射鏡中的電極，所述電極用于所述間隙的寬度的電容測量，其特征在于，所述法布里-珀羅干涉儀包括位于反射鏡與致動器之間的中間結構，其中，所述中間結構被布置為減少所述法布里-珀羅干涉儀的反射鏡的彎曲。
2.根據權利要求1所述的可控法布里-珀羅干涉儀，其特征在于，所述中間結構包括桿(98a，98b，98c)，所述桿在所述桿的第一表面上附接(67a，67b，67c)至所述致動器的表面，并且在所述桿的第二表面上進一步附接(97a，97b，97c)至反射鏡的諸如通孔(99a，99b，99c)的腔的邊緣。
3.根據權利要求1所述的可控法布里-珀羅干涉儀，其特征在于，所述中間結構包括支撐板(82，92)，其中，反射鏡被附接至所述支撐板，并且所述支撐板被附接至所述致動器。
4.根據權利要求3所述的可控法布里-珀羅干涉儀，其特征在于，所述干涉儀包括在所述反射鏡(31，61)與所述支撐板(82，92)之間的作為粘合劑(84a，84b，94a，94b)的彈性膠。
5.根據權利要求1所述的可控法布里-珀羅干涉儀，其特征在于，所述干涉儀具有正好三個致動器(34a，34b，34c)。
6.根據權利要求1所述的可控法布里-珀羅干涉儀，其特征在于，所述致動器是壓電致動器、電致伸縮致動器或撓曲電致動器。
7.一種用于制造可控法布里-珀羅干涉儀的方法(720)，其中，至少一個致動器被直接或間接地附接至第一反射鏡(728)，以及第二反射鏡被直接或間接地附接至所述至少一個致動器的第二、相對的部分(744)，其特征在于，將所述第二反射鏡附接至所述至少一個致動器包括: -將所述第二反射鏡附接至至少一個中間結構；以及 -將一個或多個中間結構附接至一個或多個致動器。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，使用彈性膠進行所述中間結構與所述反射鏡之間的附接。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述中間結構包括桿，并且在所述致動器與所述第二反射鏡之間的附接包括:在所述桿的第一表面上將所述桿附接至所述致動器的表面；以及在所述桿的第二表面上將所述桿進一步附接至諸如所述第二反射鏡的通孔的腔的邊緣。
【文檔編號】G01J3/26GK104428642SQ201380036359
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年5月8日 優先權日:2012年5月8日
【發明者】塔帕尼·安蒂拉, 尤西·梅克伊嫩, 克里斯特·霍爾姆隆德, 亞爾科·安蒂拉, 于爾基·奧利拉, ?；に_里 申請人:Vtt技術研究中心