BR112012006044A2

BR112012006044A2 - atuador para mover um elemento micromecânico.

Info

Publication number: BR112012006044A2
Application number: BR112012006044-9A
Authority: BR
Inventors: Thor Bakke; Ib-Rune Johansen; Andreas Vogl; Frode Tyholdt; Dag Thorstein Wang
Original assignee: Sintef
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2020-08-18
Also published as: EA021493B1; BR112012006044B1; CN102576149B; DK2478404T3; EP2478404A1; EA201290157A1; US9250418B2; WO2011033028A1; US9329360B2; NO336140B1; JP5778677B2; JP2013505471A; CN102576149A; US20120162664A1; EP2478404B1; US20150109650A1; NO20093022A1; CA2770937C; CA2770937A1

Abstract

ATUADOR PARA MOVER UM ELEMENTO MlCROMECÂNICO. A presente invenção refere-se a um atuador para mover um elemento rígido, por exemplo, um elemento óptico, tal como espelho (1), sendo que o elemento é mecanicamente acoplado a uma armação (4) com um acoplamento deformável (2A), em que os elementos do atuador (3A, 3B) são montados no dito acoplamento entre a armação e o elemento, sendo que o acoplamento e os elementos do atuador são adaptados para fornecer um movimento ao elemento quando submetido ao sinal de um gerador de sinal.

Description

r Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "YATUADOR PARA MOVER UM ELEMENTO MICROMECÂNICO", ' A presente invenção refere-se a uma unidade do atuador para mover um elemento rígido, preferivelmente óptico, por exemplo, um espelho. —Elaespecialmente se refere a um atuador para mover um microespelho com um curso de mais do que 9um em 20V formado de uma lâmina de silício so- | bre isolante com atuadores piezoelétricos integrados que é apresentado. À aplicação primária é um Interferômetro de Fabry-Perot para espectroscopia de gás infravermelho.

Em Interferômetros de Fabry-Perot ajustáveis e outros dispositi- - vos é um desafio fornecer o deslocamento suficientemente grande e confiá- - vel de um elemento óptico rígido, tal como um espelho, em dispositivos mi- r cromecânicos. Os atuadores piezoelétricos foram testados, mas como eles são limitados aos movimentos em uma direção, os movimentos disponíveis nãoforam suficientes.

| As películas finas piezo elétricas integradas com MEMS permi- tem o atuação de curso longo em baixas voltagens [1]. Uma vantagem adi- | cional é que as películas piezo elétricas geram grandes forças, assim, os | atuadores podem ser feitos mais duros e mais robustos do que o que é pos- | 20 sível com os atuadores eletroestáticos comumente usados. O uso de tais | elementos foi discutido no documento WO2006/110908 e JP2007-206480, ambos mostram o uso de atuadores piezoelétricos que movem um elemento rígido. Ambos, no entanto, contam com longarinas deformáveis para contro- lar a posição e a orientação do elemento, que é, no custo de produção, a — complexidade e a confiabilidade a longo prazo da unidade. Assim, é um ob- jeto da presente invenção fornecer uma unidade do atuador compacta que não seja cara em produção usando a tecnologia MEMS e fornecendo uma unidade robusta e confiável que é controlável na precisão necessária para o uso óptico, tal como, interferômetros.

O objeto desta invenção é obtido ao fornecer uma unidade do atuador conforme descrita acima e caracterizada conforme apresentada nas reivindicações independentes.

À

« ? No presente, de acordo com uma modalidade preferida da in- venção um microespelho novo é apresentado o qual é verticalmente defleti- : do ao usar um atuador simétrico de anel duplo. O microespelho tem uma ampla faixa de aplicações em óptica e micro-óptica, mas a finalidade primá- riaé um interferômetro de Fabry-Perot para espectroscopia de gás infraver- melho [2, 3].

A unidade do atuador é compatível com a produção MEMS pa- drão e fornece um meio robusto para mover microespelhos ou dispositivos rígidos semelhantes com suficiente precisão.

A invenção é descrita abaixo com referência aos desenhos em s anexo que ilustram a invenção por meio de exemplos, em que: a figura 1a, b ilustra um microespelho móvel de acordo com a in- F venção.

a figura 2a, b ilustra uma modalidade preferida da modalidade i- lustrada nafigura 1a, b.

a figura 3 ilustra uma modalidade preferida da invenção usada | em um Interferômetro de Fabry-Perot.

a figura 4 mostra a deflexão obtida de uma modalidade conforme ' ilustrada na figura 2a, b.

a figura 5a a c ilustra modalidades alternativas da invenção ba- seadas em membrana essencialmente circular e atuadores piezoelétricos. ' a figura 6a a c ilustra modalidades alternativas da invenção.

a figura 7a a g ilustra o processo de produzir a modalidade ilus- trada na Figura 6a, b, c.

a figura 1a e b ilustra um modelo em 3D de um elemento rígido 1, por exemplo, um microespelho, formado de uma lâmina de SOI que com- preende uma fina camada de dispositivo de silício 2, uma camada de óxido enterrada 6 e espessa camada de manuseio de silício 7. O dispositivo é for- necido com um atuador piezoelétrico com formato de anel 3 posicionado na “membrana que define a área de acoplamento 2a entre a armação 4 e o ele- mento rígido 1. O atuador 3 desvia o disco com uma abertura aberta no cen- tro (figura 1a). O disco do elemento rígido 1 tem a espessura total da lâmina

7 de silício de manuseio 7 e é mantido no lugar pela fina camada de silício do dispositivo 2 que constitui a membrana 2a ao redor da borda do disco 1. À : membrana 2a é mostrada como uma membrana contínua que circunda o elemento rígido, mas pode ter entradas em posições adequadas, por exem- plo, parao equilíbrio da pressão entre a cavidade abaixo do elemento e do ambiente.

O elemento óptico 1 é rígido de modo a manter essencialmente o mesmo formato quando movido pelo elemento do atuador 3 e o elemento do atuador 3 é preferivelmente posicionado próximo ou da armação 4 ou do elemento rígido 1, para que quando o material piezoelétrico contraia a parte do atuador posicionada na membrana seja deformado para cima, assim, pu- | - xando a membrana nesta direção. ! O dispositivo mostrado na figura 1a, b é formado de uma lâmina 7 de silício sobre isolante (SOI) conforme descrito acima ao causticar o silício ! do dispositivo 2 assim como o óxido enterrado 6 na parte central do disposi- tivo, conforme visto na vista de topo da figura 1a.

O lado de fundo é dimen- sionado conforme visto na vista de fundo da figura 1b, onde a camada de silício de manuseio 7 do SOI foi causticada através do óxido enterrado 6, deixando um elemento rígido, por exemplo, que constitui uma placa de espe- lho com formato de disco dura 1 que é mantida no lugar pela camada de silí- ciodo dispositivo 2a que constitui uma membrana ao redor da circunferência do elemento rígido 1 em seu lado do topo.

Uma película piezo elétrica com formato de anel (isto é, anular) 3 é estruturada no topo do silício fino do dis- positivo que prende o disco central, sendo que a película piezo elétrica pre- ferivelmente é feita a partir de titanato zirconato de chumbo (PZT). Na atua- ção, a película piezo elétrica se contrai na direção radial, causando a defor- mação da membrana de silício do dispositivo 2a através de um efeito bimor- fo.

Devido à simetria circular da estrutura, esta deformação causa uma de- flexão fora do plano do disco 1. Deste modo, uma unidade do atuador pode, de acordo com uma modalidade preferida da invenção, ser produzida sendo — construída a partir de um único elemento de SOI com elementos do atuador de PZT aplicados na superfície, assim, sendo adequada para a produção simples e rentável.

4/11 | 6 O projeto preferido contém dois atuadores com formato de anel : 3a, 3b, conforme mostrado na figura 2a e 2b.

Isso permite a atuação simétri- ' ca do disco central, conforme ilustrado na figura 2b à medida que a mem- brana 2a é deformada para cima quando o atuador externo 3b é contraído enquanto a membrana é deformada para baixo quando o atuador interno 3a é contraído.

Conforme tanto a armação quanto o elemento rígido são rígidos, o atuador externo (o maior diâmetro) irá puxar a membrana e assim, na dire- ção ascendente óptica, enquanto a atuação do disco interno (o menor diâ- metro) irá puxar a membrana e assim, o elemento rígido em direção descen- dente.

Esta solução estende o alcance possível do movimento para o ele- 5 mento rígido 1. A aplicação primária do elemento rígido como um microespelho í com formato de disco é como parte de um Interferômetro de Fabry-Perot ilustrado na figura 3. Nesta aplicação, a superfície de topo do disco 1 é re- vestida com uma camada antirreflexiva (AR) 11 enquanto é a superfície de fundo que age como um espelho para a luz 13 que atravessa a unidade, mas outras escolhas podem ser feitas dependendo, por exemplo, da distân- cia 15 exigida entre os espelhos 16, 17 formados pelas superfícies acima e abaixo da cavidade.

Os espelhos 16, 17 podem ou ser fornecidos com re- j vestimentos reflexivos ou o índice reflexivo do próprio material, como silício, ! pode fornecer a refletividade necessária.

Ao ligar (em escala de lâmina) o espelho a uma segunda lâmina de silício não estruturada 10 que também é revestida com AR em um lado 12, uma cavidade 15 é formada na qual a luz pode sofrer múltiplas reflexões.

O revestimento AR 11,12 e possíveis reves- timentos reflexivos na cavidade ressonadora podem ser fornecidos em qual- quer modo adequado, por exemplo, usando-se as camadas dielétricas em espessuras ou cristais fotônicos adequados.

A altura da lacuna 15 determina qual comprimento de onda irá interferir de maneira construtiva e, então, ser completamente transmitido a- través do interferômetro.

Para o interferômetro de FP ser aplicável à espec- troscopia de infravermelho na faixa de comprimento de onda de 3 a 10um, um curso de diversos micrômetros é desejável para a capacidade de sintoni-

; zação suficiente. O Interferômetro de Fabry-Perot é formado pelo microespe- . lho com formato de disco que é ligado a uma segunda lâmina de silício que usa a ligação adesiva com um polímero tal como BCB 9. Conforme ilustrado na figura 3, o Fabry-Perot pode incluir canais de vazamento na camada de BCB 9 para o equilíbrio da pressão, assim co- mo batentes de extremidade 14. Os batentes de extremidade 14 podem ser usados para a calibração, à medida que o elemento rígido pode ser posicio- nado nos batentes de extremidade e a posição pode ser controlada com re- lação a ele. Conforme será discutido abaixo, diferentes tipos de meios de “medição de posição podem ser usados, tal como ao usar meios de medição + ópticos, capacitivos ou piezo resistivos. Um batente de extremidade para o movimento ascendente também pode ser fornecido, por exemplo, em um Í alojamento que contém o interferômetro. Os microespelhos foram fabricados como parte de um processo de lâmina de múltiplos projetos (MPW) desenvolvido e padronizado para o uso industrial conforme descrito em [1], que é incluído no presente por meio de referência e não será descrito em detalhes no presente. Neste processo, os elementos piezoelétricos são montados na membrana, e a película piezo elétrica usada para formar os atuadores é titanato zirconato de chumbo (PZT) que é ensanduichada entre um eletrodo de platina de fundo e um ele- trodo de topo feito de ouro. Para a fabricação do microespelho, a corrosão por via úmida da cavidade traseira foi substituída pela corrosão iônica reativa profunda (DRIE) para melhor controle dimensional. Outros meios para montar os elementos piezoelétricos 3 na área | 25 damembrana 2a também podem ser contemplados dependendo da tecnolo- gia disponível e uso pretendido do elemento.

A lâmina de SOI de partida usada de acordo com a modalidade preferida da invenção tem 380um de silício de manuseio, 7.300 nm de óxido enterrado 6 e uma camada de silício do dispositivo 2 de 8um. Para a fabri- cação dos microespelhos, a corrosão do lado traseiro foi realizada usando- se a corrosão iônica reativa profunda (DRIE).

Nota-se que o microespelho é projetado de modo que a parte da

| 6/11 " camada de silício do dispositivo que prende o disco central do espelho não seja estruturada na região onde ela liga a lacuna traseira ao silício de manu- ' ' seio, mas forma uma membrana contínua.

Isso aumenta a solidez da estru- | tura de maneira significativa e mantém o silício microcristalino livre de qual- quer defeito que poderia facilmente formar rachaduras se forçada no proces- so de fabricação.

Depois do corte, os atuadores piezoelétricos dos dispositivos fi- nalizados foram polarizados ao aplicar 20V em uma temperatura de 150º C por 10 minutos.

As medições foram desempenhadas usando-se um microespe- z lho finalizado do tipo mostrado na figura 2 onde a região no meio é a abertu- ' ra livre, a qual para o dispositivo mostrado tem um diâmetro de 3 mm e os | ' atuadores de anel duplo 3a, 3b têm eletrodos de topo 3c, 3d de ouro.

A característica da atuação do espelho foi medida com um inter- ferômetro de luz branca ZYGO.

O espelho foi empurrado em direção ascen- ' dente ao aplicar 20V no atuador interno, e em direção ascendente com uma voltagem de 20V que é aplicada no anel externo.

Nota-se que o disco do espelho permanece perfeitamente plano em ambos os casos.

Isso é devido à alta dureza do disco de silício que tem a espessura total da lâmina de silí- ciodemanuseio.

A alta dureza do disco do espelho também permite a fabricação de espelhos com diâmetro muito maiores do que os de 3 mm apresentados no presente.

Percebeu-se que as estruturas formadas são inacreditavelmen- te robustas, assim, as aberturas de 5 a 10 mm deveriam ser viáveis.

A característica completa para o microespelho com os dois atu- adores é mostrada na figura 4. Um curso total de 9,3 um para a placa do espelho é alcançado quando se aplica uma voltagem de atuação de 20V a cada um dos dois atuadores em sequência.

A histerese é um típico recurso de atuadores baseados em PZT.

O retorno é necessário para o posiciona- —mento preciso.

Isso pode ser feito opticamente ao usar um laser de referên- cia.

Em futuros projetos, no entanto, os piezorresistores serão adicionados ao silício do dispositivo que é parte dos atuadores para permitir a operação iu a a A AA un NaN ee.)â“r€ciew ee otPCe P “)IÃÊC Pa*“*%*o “APT /ESSÔÍ ô/S AA A IA "“)]mÍT SIUE“)CÓO). TR... a nm SS 701 : de ciclo fechado e o posicionamento altamente preciso do espelho.

A carac- terística de atuação do microespelho fornece, então, um atuador no qual a : varredura de voltagem vai de O a 20 V aplicada ao anel do atuador externo gera a curva superior, enquanto ao aplicar a mesma varredura ao anel inter- nogeraa curva inferior.

O curso total é 9um.

Então, um microespelho foi apresentado, o qual alcança um cur- so de 9um em 20V ao usar um atuador simétrico de anel duplo.

O espelho é formado do silício de manuseio de uma lâmina de SOI.

A alta dureza garante uma alta planaridade na atuação.

Os espelhos grandes com aberturas de maisdo que 3mm forem fabricados com mais sucesso.

O espelho é alta- - mente adequado para sua aplicação primária que é um Interferômetro de : Fabry-Perot para espectroscopia de gás.

Í As figuras 5a a 5c ilustra as modalidades da invenção com base na membrana com formato de anel 2a que fornece os meios de acoplamento entre o elemento rígido 1 e a armação 4. Na figura 5a, os piezorresistores 5 ! são posicionados abaixo do atuador piezoelétrico 3, assim, medindo a de- ' formação na membrana na mesma posição que a deformação é fornecida. a figura 5b ilustra que o elemento rígido, embora seja rígido nas ' bordas, pode ter uma armação rígida que contém um furo ou área oca dota- dadeumafinamembrana central. a figura 5c ilustra uma outra membrana com formato de anel 2a, mas em que o atuador é dividido ao longo da circunferência em quatro se- ções 3a,, 3a, 3az, 3a.

De acordo com a modalidade preferida da invenção, | as partes do atuador interno correspondentes serão fornecidas.

Na figura 5c, osmeiosde medição de posição que são fornecidos como piezorresistores 5 são posicionados nas lacunas entre as seções do atuador.

Uma vantagem com as seções do atuador separadas é que elas podem fornecer um movi- mento de inclinação além do movimento de translação e, assim, alguns ajus- tes ou calibrações na posição e na orientação do elemento rígido.

As figuras 6a e 6b ilustram uma modalidade alternativa da in- venção, em que o elemento rígido 1 tem uma entrada central e um elemento óptico 17a feito de um vidro ou quartzo é fixado a ela, conforme é visto na | | rem 5%" )1?,L aT[âô9.ºóOóéóo!) ))2uoS Ú P“%“O9“ >. >. “)é oo ..”" A ""- ss“ 0 . . s íon "= "/ "o "€ºO“Ôoco-sC“CÔ O 2 a“ u.0 0“ = Sc.“ 0 0 “o = bs -="Ú" ln” a“ 0 “sa 0" º“" PP... “P. 0P A ' 8/11 : | ? seção transversal da unidade mostrada na figura 6b.

Assim, o elemento rígi- | À do 1 pode compreender um elemento 17a dotado de um espectro de trans- ; Í missão adequado para os comprimentos de onda relevantes se usados em ! uma medição óptica, tal como um filtro de Fabry-Perot.

Deste modo, a uni- dade pode ser usada nas faixas visíveis e próximas de infravermelho ou ul- travioleta, dependendo do material escolhido, enquanto um elemento rígido 1 feito de silício será adequado para os comprimentos de onda acima de aproximadamente 1.100nm.

As figuras 7a a 79 descrevem o processo de produção para fa- zera unidade mostrada na figura 6b, onde os desenhos mostram seções z transversais da unidade em diferentes estágios da produção.

Conforme pode ser visto nas figuras 7a e 7b, esta unidade com- : partilha o mesmo ponto de partida que as outras modalidades discutidas a- cima, começando com uma estrutura de SOIl com um anel do atuador piezo- elétrico conforme discutido com referência às figuras 1a, 3 e 5a, e em que a | camada do dispositivo é causticada a partir da área a ser usada como ele- ' mento rígido 1. O topo da unidade que carrega o atuador piezoelétrico é, então, ligada temporariamente a uma lâmina portadora 20 conforme mostrado na figura7c.lsso pode ser desempenhado ao usar um polímero 21, tal como o WaferBOND da Brewer Science.

A área central, assim como a área da membrana, é então causticada conforme mostrado na figura 7d deixando uma entrada na área central onde a camada do dispositivo foi removida e uma membrana onde a camada do dispositivo estava intacta.

Uma camada de vidro ou de quartzo é, então, ligada à unidade por baixo, por exemplo, usando-se o aglutinante BCB, conforme ilustrado na in figura 7e.

O aglutinante tem que ser forte o suficiente para manter a lâmi- na e o vidro conectados permanentemente, e o aglutinante BCB é adequado devido à combinação de temperatura relativamente baixa e alta resistência.

A parte ativa 17a do elemento óptico que constitui uma parte do elemento rígido é, então, separada do resto da camada de vidro ou de quartzo, por exemplo, por jateamento de pó, que deixa a estrutura ilustrada na? Z]€l ca 2 º“)M3!o C=A112)239N+-: 2=0"s="""" o nn + | 911 . na figura 7f.

. Depois de remover a lâmina portadora temporária, a unidade é finalizada e pode ser montada em uma unidade óptica semelhante à unidade ilustrada na figura 3, mas onde a camada de silício não estrutura 10 pode ser uma camada de vidro ou de quartzo que é transparente nas mesmas faixas de comprimento de onda que a parte transparente 17a do elemento rígido 1. As camadas antirreflexão e reflexivas adequadas podem ser aplica- das às superfícies de qualquer maneira bem conhecida adequada. Para resumir, a invenção, então, se refere a um atuador para mover um elemento rígido, por exemplo, um elemento óptico, tal como uma . lente, um espelho ou uma janela pelo menos parcialmente transparente e parcialmente reflexiva, onde o elemento é mecanicamente acoplado a uma ' armação com uma membrana deformável que fornece um acoplamento. Os elementos do atuador são montados na dita membrana de acoplamento en- | 15 treaarmação e o elemento, sendo que a membrana e os elementos do atu- | ador são adaptados para fornecer um movimento ao elemento quando sub- metido ao sinal de um gerador de sinal. Preferivelmente, os elementos do | atuador são constituídos por pelo menos o elemento piezoelétrico montado | na dita membrana de acoplamento que é adaptada para deformar o dito a- — coplamento na aplicação de uma voltagem, à medida que o elemento piezo- | elétrico é adaptado para se contrair na direção do acoplamento entre a ar- | mação e o elemento rígido.

Em uma modalidade especialmente preferida, cada elemento do | atuador é constituído por dois elementos de PZT, sendo que o primeiro é | 25 montado no acoplamento próximo da armação, o segundo é montado no | acoplamento próximo do elemento rígido, e acoplado ao gerador de sinal de tal modo a serem operados de maneira independente entre si ou preferivel- mente de uma maneira alternativa para que um deles mova o elemento rígi- | do em uma primeira direção e outro mova o elemento rígido na direção o- | 30 postado primeiro.

Em uma modalidade da invenção, o acoplamento é constituído | por uma seção fina e circular da armação, sendo que o pelo menos um ele- o |

Sa” :) A“ P .!oi"ã. e Óeõçsõms”eln a Eºinnpp"P“Amian nn NNNN Nm NNE aa 5 =2."222=â22"22ÔOÚ“ 10/11 | 7 mento piezoelétrico se estende ao longo do acoplamento. Em uma versão preferida, dois elementos piezoelétricos são usados, conforme descrito aci- ' ma, para aumentar o comprimento do movimento. | Em qualquer modalidade, o atuador pode ser fornecido com os meiosde medição de posição para fornecer o retorno na posição do elemen- to rígido com relação à armação, e na modalidade que usa os elementos piezoelétricos 3, o meio de medição de posição é preferivelmente também um elemento piezo resistivo 5 fornecido no acoplamento para monitorar a deformação do acoplamento. Os elementos piezo resistivos 5 podem ser posicionados abaixo dos atuadores piezoelétricos 3 ou em outras posições + onde o acoplamento é deformado. Os piezorresistores podem ser feitos na camada de silício sobre ? isolante por meio de implantação de íon e subsequente recozimento. Com este procedimento de dopagem uma junção pn pode ser produzida, a qual define a geometria dos resistores. O resistor pode ser contatado com maio- res áreas dopadas adicionais, as quais são conectadas com uma camada de metalização na superfície nas etapas do processo mais tardias. As etapas | do processo para fabricar os piezorresistores podem ser desempenhadas | antes de depositar o eletrodo de fundo para a camada piezo elétrica. Tais | piezorresistores dopados são usados como sensores de tensão e normal- mente montados em uma configuração de ponte de Wheatstone com quatro resistores deformáveis. Outras configurações, por exemplo, uma metade de : ponte, também são possíveis dependendo do espaço disponível na estrutura j mecânica e das tolerâncias do processo. Em vez de piezorresistores, as soluções ópticas ou capacitivas podem ser usadas para medir a posição do elemento rígido. | Conforme ilustrado na figura 3, a invenção também se refere a | um interferômetro que inclui um atuador de acordo com as o descrito acima, especialmente um Interferômetro de Fabry-Perot. O elemento rígido tem uma superfície pelo menos parcialmente reflexiva, sendo que a armação é | montada em um alojamento que compreende uma segunda superfície refle- | xiva, sendo que pelo menos uma das superfícies reflexivas é fornecida em | |

Í o o

' um corpo pelo menos parcialmente transparente e as duas superfícies refle- . xivas são posicionadas em uma distância entre si que constitui um elemento de Fabry-Perot, sendo que a distância é ajustada pelos movimentos induzi- dos pelos ditos elementos do atuador.

A invenção também se refere a um dispositivo de reflexão que inclui um atuador, onde o elemento rígido constitui um espelho ou é pelo menos parcialmente transparente em uma faixa de comprimento de onda escolhida e os atuadores piezoelétricos são divididos em segmentos de cír- culo individualmente controlados que são capazes de inclinar o elemento rígido de modo a ajustar um desalinhamento ou direcionar a luz em uma di- - reção escolhida.

BIBLIOGRAFIA í [1] "Taking piezoelectric microsystems from the laboratory to production”, H. Raeder, F. Tyholdt, W. Booij, F. Calame, N. P. Ostbo, R. Bre- desen, K. Prume, G. Rijnders, e P. Muralt, J Electroceram (2007) 19:357 a 362

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[3] “Tunable infrared detector with integrated micromachined Fa- bry-Perot filter”, Norbert Neumann, Martin Ebermann, Steffen Kurth, e Karla | Hiller, J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 7, 021004 (2008)

Claims

% | z 13 - : REIVINDICAÇÕES ' 1. Unidade do atuador para mover um elemento rígido, por e- xemplo, um elemento óptico, sendo que o elemento é mecanicamente aco- plado a uma armação com uma membrana deformável, sendo que membra- na essencialmente circunda o elemento, em que pelo menos um elemento do atuador é substancialmente montado na dita membrana entre a armação e o elemento, sendo que a membrana e os elementos do atuador são adap- | tados para fornecer um movimento ao elemento quando submetido ao sinal de um gerador de sinal ao deformar a dita membrana em que o dito pelo menos um elemento do atuador é constituído t. por dois elementos piezoelétricos montados na dita membrana que é adap- s tada para deformar a dita membrana na aplicação de um sinal, e em que um 2? primeiro dos ditos elementos piezoelétricos é montado no acoplamento pró- ximo à armação, e um segundo elemento piezoelétrico é montado na mem- brana próxima ao elemento rígido.
2. Atuador, de acordo com a reivindicação 1, em que a membra- na é constituída por uma seção fina e circular da armação, sendo que os ditos elementos piezoelétricos são elementos com formato de anel que se estendem ao longo da membrana ao redor do elemento rígido.
3. Atuador, de acordo com a reivindicação 2, em que o elemento piezoelétrico com formato de anel é dividido em inúmeras seções controla- das individualmente.
4. Atuador, de acordo com a reivindicação 1, em que a membra- na é fornecida com inúmeros elementos do atuador distribuídos ao longo da membrana que circunda o elemento rígido.
5. Atuador, de acordo com a reivindicação 1, que compreende um meio de medição de posição que monitora a posição do elemento rígido com relação à armação.
6. Atuador, de acordo com a reivindicação 5, em que o meio de “medição de posição inclui um piezorresistor aplicado no acoplamento em uma posição de modo a indicar a deformação do acoplamento e, então, a posição, se o elemento óptico estiver com relação à armação.
O o*AÃS!:, 21 <>a=aAÔ22“ 2“ Oº*ºaÂitâÚPi ip é É. PP Dn A rsAAAAAAAAAAAAA.RHAÊ ARA é t 2/3 6 7 7. Atuador, de acordo com a reivindicação 5, em que o meio de . medição de posição inclui um sensor capacitivo ou óptico adaptado para medir a posição se o elemento óptico estiver com relação à armação.
8. Atuador, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito pelo menos um atuador piezoelétrico é um atuador de titanato zirconato de chumbo (PZT).
9. Dispositivo de reflexão que inclui um atuador como definido na reivindicação 1, em que o elemento rígido compreende um espelho. :
10. Interferômetro que inclui um elemento óptico, sendo que o e- lemento é mecanicamente acoplado a uma armação com uma membrana de- ii. formável, a membrana circunda essencialmente o elemento, em que pelo me- 7 nos um elemento do atuador é substancialmente montado na dita membrana " entre a armação e o elemento, sendo que a membrana e os elementos do atuador são adaptados para fornecer um movimento ao elemento quando submetido ao sinal de um gerador de sinal ao deformar a dita membrana, em que o elemento óptico tem pelo menos uma superfície parci- almente reflexiva, sendo que a armação é montada em um alojamento que compreende uma segunda superfície reflexiva, pelo menos uma das superfí- cies reflexivas é fornecida em pelo menos um corpo parcialmente transpa- rentee as duas superfícies reflexivas são posicionadas em uma distância entre si que constitui o elemento de Fabry-Perot, sendo a distância ajustada pelos movimentos induzidos pelos ditos elementos do atuador.
11. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 10, em que o elemento do atuador é constituído por pelo menos um elemento piezoelétrico montado na dita membrana que é adaptada para deformar a dita membrana na aplicação de um sinal.
12. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 11, em que | cada elemento do atuador é constituído por dois elementos piezoelétricos, sendo que o primeiro é montado no acoplamento próximo da armação, o segundo é montado na membrana próxima do elemento rígido, assim, sendo Í capazes de puxar o elemento rígido tanto para cima quanto para baixo.
13. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 10, em que a membrana é constituída por uma seção fina e circular da armação, sendo que o dito pelo menos um elemento piezoelétrico com formato de anel se estende ao longo da membrana ao redor do elemento rígido.
14. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 13, em que o elemento piezoelétrico com formato de anel é dividido em inúmeras seções | controladas individualmente. |
15. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 10, em que a | membrana é fornecida com inúmeros elementos do acionador distribuídos ao longo da membrana que circunda o elemento rígido.
16. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 10, que com- preende um meio de medição de posição que monitora a posição do ele- mento rígido com relação à armação.
17. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 16, em que o meio de medição de posição inclui um piezorresistor aplicado no acoplamen- to em uma posição de modo a indicar a deformação do acoplamento e, en- tão, a posição se o elemento óptico estiver em relação à armação.
18. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 16, em que o meio de medição de posição inclui um sensor capacitivo ou óptico adaptado para medir a posição se o elemento óptico estiver com relação à armação.
19. Interferômetro, de acordo com a reivindicação 10, em que o dito pelo menos um atuador piezoelétrico é um atuador de titanato zirconato de chumbo (PZT).
20. Unidade do atuador para mover um elemento rígido, sendo que o elemento rígido constitui uma placa de espelho com formato de disco mantido no lugar por uma camada do dispositivo que constitui uma membra- na deformável ao redor da circunferência do elemento rígido no lado de tipo e que é acoplada a uma armação, sendo que a membrana, então, circunda essencialmente o elemento, em que pelo menos um elemento do atuador é substancialmente montado na dita membrana entre a armação e o elemento, — sendo que a membrana e os elementos do atuador são adaptados para for- necer um movimento ao elemento quando submetido ao sinal de um gerador de sinal ao deformar a dita membrana.

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