CN103513415A - 法布里-珀罗干涉仪 - Google Patents

Abstract

一种法布里-珀罗干涉仪，包括输入镜子（50）和布置为隔着间隙（AG）面对所述输入镜子的输出镜子（30）。每一镜子包括一对高折射层（31，32，51，52）和选择性地布置在所述高折射层之间的空隙层（33，53）。布置为跨过所述间隙的输入侧桥部分和输出侧桥部分中的至少之一可作为隔膜移动。每一桥部分包括透射部（S1，S2）和周边部（T1，T2）。每一透射部包括镜子元件（M1，M2），在所述镜子元件（M1，M2）中，所述空隙层由所述一对高折射层夹置。在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述输入镜子（50）的所述镜子元件（M2）的宽度大于从所述输出镜子输出的透射光的最大波长的七倍并用作衍射限制镜子。

Description

法布里-珀罗干涉仪

技术领域

本公开内容涉及法布里-珀罗干涉仪。

背景技术

JP2008-134388A（对应于US7733495B2）公开了法布里-珀罗干涉仪。法布里-珀罗干涉仪包括一对镜子。每一个镜子包括均具有高折射率的一对高折射层和具有低折射率的低折射层。通过由硅、锗等制成的半导体膜来提供所述一对高折射层。实际上为空隙层（space layer）的低折射层选择性地布置在所述一对高折射层之间。所述一对镜子布置为隔着空气间隙彼此面对。每一个镜子包括跨过空气间隙的桥部分。镜子的桥部分之一提供可移动的隔膜。桥部分包括透射部和围绕透射部布置的周边部，透射部中，低折射层由所述一对高折射层夹置。透射部至少包括一个镜子元件，所述镜子元件中，低折射层由所述一对高折射层夹置。分别包括在所述一对桥部分中的所述一对透射部布置为彼此面对。

在以上法布里-珀罗干涉仪中，镜子包括包括空隙层的光学多层。利用此配置，提供了宽的高反射带，并且相应地，提供了宽的光谱学带。然而，具有空隙层的每一个镜子的机械强度低。从而，布置在空隙层上的高折射层可能发生翘曲。为了确保机械强度，可以减小空隙层与透射部的比率。即，可以减小镜子元件的宽度。

诸如汽油、水、例如乙醇的醇、醋酸、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物（NOx）、二氧化硫的通常气体和通常液体的吸收波长在2微米（μm）至10的范围内，所述范围近似等于中波长红外范围。从而，上述法布里-珀罗干涉仪可以用于红外光探测器中或可以将红外光吸收传感器与红外光源配置到一起。红外光探测器和红外光吸收传感器可以用于探测气体或液体的组分和浓度。

然而，当减小镜子元件的宽度以提高机械强度时，镜子在中波长红外范围内用作狭缝，并且通过镜子的透射光发生衍射。当衍射发生时，不仅直线传播光，而且通过衍射而倾斜的衍射光，通过镜子共振。当通过间隙时，直线传播光的光路长度与衍射光的光路长度不同。从而，通过法布里-珀罗干涉仪的透射光的半高宽（full width at half maximum（FWHM））增大。即，减小了区分组分的红外光吸收传感器的分辨率。本公开内容的发明人发现了此结论。

发明内容

基于前述困难，本公开内容的目的是提供法布里-珀罗干涉仪，其适合探测具有中波长红外范围内的波长的气体或液体的组分。

根据本公开内容的一方面，一种法布里-珀罗干涉仪，包括：输入镜子，布置在光的输入侧；以及输出镜子，布置在所述光的输出侧。所述输出镜子隔着间隙在第一方向上面对所述输入镜子。所述输入镜子和所述输出镜子中的每一镜子包括一对高折射层和选择性地布置在所述一对高折射层之间的空隙层。所述一对高折射层中的每一高折射层的折射率大于所述空隙层的折射率。在所述输入镜子中，所述一对高折射层和所述空隙层提供输入侧桥部分，所述输入侧桥部分跨过限定于所述输入镜子与所述输出镜子之间的所述间隙。在所述输出镜子中，所述一对高折射层和所述空隙层提供输出侧桥部分，所述输出侧桥部分跨过限定于所述输入镜子与所述输出镜子之间的所述间隙。所述输入侧桥部分和所述输出侧桥部分中的至少之一可作为隔膜在所述第一方向上移动。所述输入侧桥部分和所述输出侧桥部分中的每一桥部分包括透射部和围绕所述透射部布置的周边部。所述透射部中的每一透射部包括镜子元件，在所述镜子元件中，所述空隙层由所述一对高折射层夹置。所述输入镜子的所述透射部布置为面对所述输出镜子的所述透射部。从所述输出镜子输出的光称为透射光。在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述输入镜子的所述镜子元件的宽度大于所述透射光的最大波长的七倍，并且用作衍射限制镜子。

在以上法布里-珀罗干涉仪中，输入镜子的镜子元件的宽度设定位大于输出镜子的镜子元件的宽度。从而，由衍射引起的透射光的FWHM的增加受到限制。

附图说明

根据参照附图给出的以下详细描述，本公开内容的以上和其它目的、特征和优点将变得明显。图中：

图1是示出单狭缝衍射的图示；

图2是示出对于每一镜子元件宽度D，入射光的波长λ与参数D²/λ之间的关系的图示；

图3是示出菲涅耳衍射范围与夫琅和费衍射范围的图示；

图4是示出入射光具有10微米（μm）的波长λ时，对于每一镜子元件宽度D，衍射角θd与标准化光能量SLE之间的关系的图示；

图5是示出入射光具有10μm的波长λ时，镜子元件宽度D与半值衍射角（half value diffraction angle）θdh之间的关系的图示；

图6是示出入射光具有2μm的波长λ时，对于每一镜子元件宽度D，衍射角θd与标准化光能量SLE之间的关系的图示；

图7是示出入射光具有2μm的波长λ时，镜子元件宽度D与半值衍射角θdh之间的关系的图示；

图8是示出入射光具有6μm的波长λ时，对于每一镜子元件宽度D，衍射角θd与标准化光能量SLE之间的关系的图示；

图9是示出入射光具有6μm的波长λ时，镜子元件宽度D与半值衍射角θdh之间的关系的图示；

图10是示出法布里-珀罗干涉仪中发生的衍射的图示；

图11是示出具有多层的法布里-珀罗干涉仪中发生的衍射的分析模型的图示；

图12是示出入射光具有10μm的波长λ时，对于每一入射角，透射光的波长WL与透射率T之间的关系的图示；

图13是示出入射光具有10μm的波长λ时，入射角θi、峰透射率Tp、以及FWHM之间的关系的图示；

图14是示出入射光具有2μm的波长λ时，对于每一入射角，透射光的波长WL与透射率T之间的关系的图示；

图15是示出入射光具有2μm的波长λ时，入射角θi、峰透射率Tp、以及FWHM之间的关系的图示；

图16是示出入射光具有6μm的波长λ时，对于每一入射角，透射光的波长WL与透射率T之间的关系的图示；

图17是示出入射光具有6μm的波长λ时，入射角θi、峰透射率Tp、以及FWHM之间的关系的图示；

图18是示出根据本公开内容的第一实施例的法布里-珀罗干涉仪的配置的平面视图；

图19是沿图18中的线XIX-XIX取得的法布里-珀罗干涉仪的横截面视图；

图20是示出根据本公开内容的第二实施例的法布里-珀罗干涉仪的配置的平面视图；

图21是沿图20中的线XXI-XXI取得的法布里-珀罗干涉仪的横截面视图；

图22是示出根据本公开内容的第三实施例的法布里-珀罗干涉仪的配置的平面视图；

图23是沿图22中的线XXIII-XXIII取得的法布里-珀罗干涉仪的横截面视图；

图24是示出根据本公开内容的第四实施例的法布里-珀罗干涉仪的配置的平面视图；

图25是沿图24中的线XXV-XXV取得的法布里-珀罗干涉仪的横截面视图；

图26是示出根据本公开内容的第五实施例的法布里-珀罗干涉仪的配置的平面视图；以及

图27是沿图26中的线XXVII-XXVII取得的法布里-珀罗干涉仪的横截面视图。

具体实施方式

以下将参照图描述本公开内容的实施例。在每一以下实施例中，相同参考数字添加至图中的相同或等同部分。

以下，一对镜子沿以彼此面对的方向称为第一方向。所述一对镜子隔着空气间隙布置，所述空气间隙以下称为间隙。

此外，沿垂直于第一方向的平面的方向称为第二方向，并且镜子元件在第二方向上的长度称为镜子元件的宽度或镜子元件宽度。

在描述本公开内容的实施例之前，将描述创建本公开内容的发展。

本公开内容的申请人提出了对JP2008-134388A中公开的法布里-珀罗干涉仪的各种改进。JP2008-134388A中公开的法布里-珀罗干涉仪包括一对布置为隔着间隙彼此面对的镜子。每一镜子包括由诸如多晶硅制成的一对高折射层和选择性地布置在所述一对高折射层之间的低折射层。低折射层实际上由空隙层提供。在以上法布里-珀罗干涉仪中，每一镜子包括跨过间隙的桥部分。至少一个桥部分用作隔膜（membrane），所述隔膜可在第一方向上移动。桥部分包括透射部和围绕透射部布置的周边部，所述透射部中，低折射层由所述一对高折射层夹置。在周边部中，所述一对高折射层彼此接触，而无低折射层。透射部包括至少一个镜子元件，所述至少一个镜子元件中，低折射层由所述一对高折射层夹置。分别包括在所述一对桥部分中的所述一对透射部布置为彼此面对。

归因于镜子中包括的空隙层，法布里-珀罗干涉仪具有低的机械强度。为了确保机械强度，可以减小空隙层与透射部的比率。透射部包括选择性地透射红外光的至少一个镜子元件。即，减小镜子元件的宽度，以确保机械强度。当镜子的宽度减小时，在中波长红外范围（2μm至10μm）内容易发生光的衍射。如公知的，诸如汽油、水、例如乙醇的醇、醋酸、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物（NOx）、二氧化硫的通常气体和通常液体的吸收波长在中波长红外范围内（2μm至10μm）。

关于上述困难，本公开内容的发明人通过模拟研究了衍射对通过法布里-珀罗干涉仪的透射光的光量的影响。图1示出了当光通过单狭缝100时光的衍射。以下，为方便，红外光也称作光。单狭缝100对应于法布里-珀罗干涉仪的布置在入射侧上的镜子之一。在z方向上与单狭缝100隔开一距离R布置的屏幕101对应于红外光探测器。单狭缝100具有D的宽度。即，镜子元件具有D的宽度。

当R<D²/λ，即在距离R小于镜子元件宽度D且大于波长λ的范围中，发生菲涅耳衍射。当R>D²/λ时，即在距离R大于镜子元件宽度D且小于波长λ的范围中，发生夫琅和费衍射。图2示出了对于每一镜子元件宽度D，入射光的波长λ与参数D²/λ之间的关系。图2中，镜子元件宽度D的单位为米（m）。即，镜子元件宽度D的值1×10^-2表示10毫米（mm）。上述法布里-珀罗干涉仪通过微机电系统（MEMS）技术制造。为了确保机械强度，镜子元件宽度D的最大值约为150μm。因此，如图2中所示，在2μm至10μm的中波长红外范围内，参数D²/λ小于1×10^-2m（D²/λ<1×10^-2m）。

图3示出了菲涅耳衍射的范围和夫琅和费衍射的范围。在上述法布里-珀罗干涉仪中，考虑法布里-珀罗干涉仪和红外光探测器的安装，从布置在入射侧的镜子至红外光探测器的距离R通常设定为等于或大于10mm。在图3中，由阴影线示出了满足距离R等于或大于10mm并且参数D²/λ小于10mm的区域。从而，考虑夫琅和费衍射。

在夫琅和费衍射中，通过以下示出的表达式1计算衍射光的幅度u_p。此外，通过以下示出的表达式2计算光能量I。光能量I表示光的量。在表达式1中，A’是相关常数。相关常数A’与幅度、入射光的波长、以及探测距离相关。此外，在表达式1中，k表示波数，x₀表示沿图1中的X₀方向的点P的位置。

[表达式1]

$u_p=A^{\&prime;}D\frac{\sin \frac{\mathrm{kD}}{2R}{x}_0}{\frac{\mathrm{kD}}{2R}{x}_0}$

[表达式2]

I=u_p ²

此外，通过以下示出的表达式3计算图1中的衍射角θ。为了与后面将描述的其它角度区分，衍射角θ也称为θd。

[表达式3]

$\mathrm{\&theta;}=\mathrm{ta}{n}^{-1}\frac{x_0}{R}$

图4示出了衍射光的衍射角θd与标准化光能量（SLE）之间的关系。标准化光能量具有任意单位（a.u.）。衍射光的标准化光能量是以直线传播光的光能量作为一标准化的。图4中，衍射光的衍射角θd与标准化光能量之间的关系基于等于10μm的入射光的波长和等于10mm的从镜子至探测器的距离R（λ＝10μm，R＝10m）。如图4中所示，当镜子元件宽度D降低时，具有相对大的衍射角θd的衍射光与整个透射光的比率增大。

图5示出了当衍射光的标准化光能量等于直线传播光的光能量的一半（由图4中的虚线H示出）时，镜子元件宽度D与衍射角θd之间的关系。当衍射光的标准化光能量等于直线传播光的光能量的一半时，衍射角θd也称为半值衍射角θdh。如图5中所示，当镜子元件宽度D小于10×10^-4m，即100μm，时，半值衍射角θdh随镜子元件宽度D的稍微降低急剧增大。对于10μm的波长λ，当镜子元件宽度D等于或大于100μm，即镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十倍（D≥10λ）时，半值衍射角θdh降低。

发明人对具有中波长红外范围内的不同波长的入射光进行类似的模拟。图6示出了当入射光的波长λ等于2μm且距离R等于10mm（λ＝2μm，R＝10mm）时，衍射光的衍射角θd与标准化光能量（SLE）之间的关系。图7是示出基于图6的镜子元件宽度D与半值衍射角θdh之间的关系的图示。8示出了当入射光的波长λ等于6μm且距离R等于10mm（λ＝2μm，R＝10mm）时，衍射光的衍射角θd与标准化光能量（SLE）之间的关系。图9是示出基于图8的镜子元件宽度D与半值衍射角θdh之间的关系的图示。

如图6和图8中所示，当镜子元件宽度D降低时，具有相对大的衍射角θd的衍射光与整个透射光的比率增大。如图7中所示，当镜子元件宽度D小于2×10^-5m，即20μm，时，随镜子元件宽度D的稍微降低，半值衍射角θdh急剧增大。从而，对于2μm的波长λ，当镜子元件宽度D等于或大于20μm，即镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十倍（D≥10λ）时，半值衍射角θdh能够降低。类似地，如图9中所示，当镜子元件宽度D小于6×10^-5m，即60μm，时，随镜子元件宽度D的稍微降低，半值衍射角θdh急剧增大。从而，对于6μm的波长λ，当镜子元件宽度D等于或大于60μm，即镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十倍（D≥10λ）时，半值衍射角θdh能够降低。

如上所述，本公开内容的发明人发现在中波长红外范围（2μm至10μm）内，当镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十倍（D≥10λ）时，半值衍射角θdh能够降低。即，发明人获得了当镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十倍（D≥10λ）时，透射光的半高宽（FWHM）能够降低的第一知识。

本公开内容的发明人还通过模拟研究了衍射对通过镜子的透射光的波长的影响以及衍射对透射率的影响。图10示出了入射光沿第一方向进入法布里-珀罗干涉仪的间隙AG。如图10中所示，法布里-珀罗干涉仪包括输入侧镜子元件M1、输出侧镜子元件M2、包括在输入侧镜子元件M1中的一对高折射率层31、32、包括在输入侧镜子元件M1中的空隙层33、包括在输出侧镜子元件M2中的一对高折射层51、52、以及包括在输出侧镜子元件M2中的空隙层53。此外，彼此成对的输入侧镜子元件M1和输出侧镜子元件M2隔着间隙AG布置。法布里-珀罗干涉仪还包括支撑输出侧镜子元件M1的基底20。基底20包括半导体基底21和布置在半导体基底21上的绝缘膜22。

如图10中所示，在法布里-珀罗干涉仪中，入射光沿第一方向按顺序通过高折射层52、空隙层53、以及高折射层51。透射光通过输入侧镜子元件M2，并进入间隙AG。透射光的部分以角度θ衍射。

在关于多层分析的图11中再现了高折射层51与间隙AG之间的边界表面处发生的衍射，并且研究了衍射对透射光的波长和透射率的影响。具体地，如图11中所示，具有入射角θi的入射光进入输入侧镜子元件M2的高折射层52。入射角θi设定为等于图10中所示的衍射角θd。即，入射光相对于第一方向和第二方向倾斜。当倾斜入射光进入高折射层52时，倾斜入射光发生折射。然后，当入射光进入空隙层53时，入射光与第一方向之间的角度回到θ。此外，当入射光进入高折射层51时，入射光再次折射。然后，当入射光进入间隙AG时，入射光与第一方向之间的角度回到θ。从而，进行对具有入射角θi的入射光的透射模拟时，能够知道衍射对透射光的波长的影响和衍射对透射率的影响。

例如，当入射光具有10μm的波长λ（λ＝10μm）时，如下设定配置输入侧镜子元件M2的层的参数、间隙AG的参数、以及配置输出侧镜子元件M1的层的参数。由厚度为440纳米（nm）的未掺杂多晶硅提供高折射层52，空隙层53具有2040nm的厚度，并且高折射层51由厚度为440nm的未掺杂多晶硅提供。此外，间隙AG具有5500nm的厚度。由厚度为440纳米（nm）的未掺杂多晶硅提供高折射层32，空隙层33具有2040nm的厚度，并且高折射层31由厚度为440nm的未掺杂多晶硅提供。此外，绝缘膜22由厚度为880nm的二氧化硅膜提供，并且半导体基底21的厚度为400μm。

图12示出了当入射光具有10μm的波长时，透射光的波长（WL）与透射率（T）之间的关系。在此情况下，入射光从第一方向和第二方向倾斜。如图12中所示，当入射角θi增大时，透射光的波长向短波长侧发生频变。由以下示出的表达式4计算波数k。在表达式4中，I表示驻波的波数，n表示由所述一对镜子夹置的间隙AG的折射率，d表示所述一对镜子之间的距离，θ表示入射角，该入射角等于衍射角。

[表达式4]

$k=\frac{\mathrm{\&pi;l}}{\mathrm{nd}\cos \mathrm{\&theta;}}>\frac{\mathrm{\&pi;l}}{\mathrm{nd}}$

在表达式4中，波数k随入射角θi的增大而增大。此外，波长λ随波数k的增大而降低。从而，从表达式4可以知道，当入射角θi增大时，透射光的波长向短波长侧发生频变。

此外，当等于衍射角θd的入射角θi等于或大于20度时，透射光的FWHM的宽度随入射角θi的增大而增大。然而，当入射角θi等于或大于20度时，透射光发生分裂。即，针对某一入射角θi，在多个波长处确证了多个透射率的峰。透射率的上升和下降视为透射率的峰。具体地，具有0度、5度、10度、12度、14度、15度、16度、18度、或19度的入射角θi的透射光不发生分裂。此外具有20度或22度的入射角θi的透射光发生分裂。如图5中所示，在入射光的波长等于10μm（λ＝10μm）的情况下，当镜子元件宽度D大于70μm时，衍射角θd（半值衍射角θdh）小于20度。即，已知当镜子元件宽度D大于波长λ的七倍（D>7λ）时，分裂受到限制，并且FWHM的增大受到限制。

此外，图13示出了当入射光具有基于图12的10μm的波长时，入射角θi、对于每一入射角θi的峰透射率（Tp）、以及的透射光的FWHM之间的关系。在图13中，由实正方形连接的线表示对于每一入射角θi的峰透射率，且由空三角形连接的线表示透射光的FWHM。如图13中所示，当入射角θi等于或小于12度时，峰透射率保持在大约32％，且FWHM保持在大约125nm。此外，当入射角θi大于12度时，随入射角θi的增大，峰透射率急剧降低，而FWHM急剧增大。如图5中所示，在λ＝10μm的情况下，当镜子元件宽度D大于50μm时，衍射角θd（半值衍射角θdh）变得小于12度。即，已知当镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十五倍（D≥15λ）时，峰透射率保持在高水平，并且FWHM进一步减小。

发明人对具有中波长红外范围内的不同波长的入射光进行了类似的模拟。图14示出了当倾斜入射光的波长λ等于2μm时，透射光的波长（WL）与透射率（T）之间的关系。图15示出了入射角θi、峰透射率（Tp）、以及透射光的FWHM之间的关系，该关系是基于图14获得的。图15中，由实正方形连接的线表示对于每一入射角θi的峰透射率，且由空三角形连接的线表示透射光的FWHM。图16示出了当倾斜入射光的波长λ等于6μm时，透射光的波长（WL）与透射率（T）之间的关系。图17示出了入射角θi、峰透射率（Tp）、以及透射光的FWHM之间的关系，该关系是基于图16获得的。图17中，由实正方形连接的线表示对于每一入射角θi的峰透射率，且由空三角形连接的线表示透射光的FWHM。

类似于图12，图14示出了当入射角θi增大时，透射光的波长向短波长侧发生频变。此外，如图14中所示，当等于衍射角θd的入射角θi等于或大于22度时，透射光的FWHM的宽度随入射角θi的增大而增大。然而，当入射角θi等于或大于22度时，透射光发生分裂。具体地，具有0度、10度、15度、18度、19度、20度、或21度的入射角θi的透射光不发生分裂。此外，具有22度、23度、或25度的入射角θi的透射光发生分裂。如图7中所示，在λ＝2μm的情况下，当镜子元件宽度D大于14μm时，衍射角θd（半值衍射角θdh）小于22度。即，已知当镜子元件宽度D大于波长λ的七倍（D>7λ）时，分裂受到限制，并且FWHM的增大受到限制。

如图15中所示，当入射角θi等于或小于10度时，峰透射率保持在大约65％，且FWHM保持在大约35nm。此外，当入射角θi大于10度时，随入射角θi的增大，峰透射率急剧降低，而FWHM急剧增大。如图7中所示，在λ＝2μm的情况下，当镜子元件宽度D大于30μm时，衍射角θd（半值衍射角θdh）变得小于10度。即，已知当镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十五倍（D≥15λ）时，峰透射率保持在高水平，并且FWHM进一步减小。

类似于图12，图16示出了当入射角θi增大时，透射光的波长向短波长侧发生频变。此外，如图16中所示，当等于衍射角θd的入射角θi等于或大于18度时，透射光的FWHM的宽度随入射角θi的增大而增大。然而，当入射角θi等于或大于18度时，透射光发生分裂。具体地，具有0度、5度、7度、8度、9度、10度、12度、14度、或16度的入射角θi的透射光不发生分裂。此外，具有18度、或20度的入射角θi的透射光发生分裂。如图9中所示，在λ＝6μm的情况下，当镜子元件宽度D大于40μm时，衍射角θd（半值衍射角θdh）小于18度。即，已知当镜子元件宽度D大于波长λ的七倍（D>7λ）时，分裂受到限制，并且FWHM的增大受到限制。

如图17中所示，当入射角θi等于或小于10度时，峰透射率保持在大约55％，且FWHM保持在大约50nm。此外，当入射角θi大于10度时，随入射角θi的增大，峰透射率急剧降低，而FWHM急剧增大。如图9中所示，在λ＝6μm的情况下，当镜子元件宽度D大于90μm时，衍射角θd（半值衍射角θdh）小于10度。即，已知当镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十五倍（D≥15λ）时，峰透射率保持在高水平，并且FWHM进一步减小。

如上所述，本公开内容的发明人发现，作为第二知识，在中波长红外范围（2μm至10μm）内，当镜子元件宽度D大于波长λ的七倍（D>7λ）时，分裂受到限制，并且FWHM的增大受到限制。此外，本公开内容的发明人发现，作为第三知识，在中波长红外范围（2μm至10μm）内，当镜子元件宽度D等于或大于波长λ的十五倍（D≥15λ）时，峰透射率增大，而FWHM进一步减小。

本公开内容基于本公开内容的发明人获得的前述知识，并且以下将参照图描述本公开内容的实施例。

（第一实施例）

根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪类似于JP2008-134388A中公开的法布里-珀罗干涉仪，JP2008-134388A由本公开内容的申请人提交。从而，将省略法布里-珀罗干涉仪的类似部分的描述。

以下将参照图18和图19描述法布里-珀罗干涉仪10的配置。

如图18和图19中所示，法布里-珀罗干涉仪10包括基底20、第一镜子30、间隔物40、以及第二镜子50。在本实施例中，第二镜子50布置在输入侧，光如图19中的箭头“入”所示地从输入侧进入法布里-珀罗干涉仪10，而第一镜子30布置在输出侧，光如图19中的箭头“出”所示地从输出侧离开法布里-珀罗干涉仪10。从而，第二镜子50也称作输入镜子50，而第一镜子30也称作输出镜子30。输出镜子30与输入镜子50成对。

基底20包括由单晶硅制成的半导体基底21和布置在半导体基底21上的绝缘膜22。绝缘膜22由硅树脂氧化物膜或氮化硅膜制成。输出镜子30布置在基底20的绝缘膜22上。基底20具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，绝缘膜22布置在第一表面上。将基底的第二表面刻蚀为使得穿过基底20限定通孔23。通过刻蚀基底20的第二表面，提供输出镜子30的透射部S1。透射部S1也用作在第一方向上可移动的第一隔膜MEM1。输出镜子30的跨过间隙AG的部分定义为桥部分34。输出镜子30的桥部分也称作输出侧桥部分。桥部分34包括透射部S1和围绕透射部S1布置的周边部T1。

输出镜子30包括布置在基底20的绝缘膜22上的一对高折射层。所述一对高折射层包括布置在基底20的绝缘膜22上的第一高折射层31和布置在第一高折射层31的与绝缘膜22相反的侧上的第二高折射层32。第一高折射层31和第二高折射层32中的每一高折射层由折射率大于空气的材料制成。例如，第一高折射层31和第二高折射层32中的每一高折射层可以由半导体膜提供，该半导体膜由硅材料或锗材料中的至少之一制成。在本实施例中，第一高折射层31和第二高折射层32均由多晶硅制成。

输出镜子30包括透射部S1，透射部S1由第一高折射层31的部分、第二高折射层32的部分、以及夹置于第一高折射层31与第二高折射层32之间的作为低折射层的空隙层33提供。空隙层33由高折射层31、32夹置的结构提供镜子元件M1。镜子元件M1具有光学多层结构。透射部S1可以具有至少一个镜子元件M1。图19示出了其中透射部S1具有作为镜子元件组的多个镜子元件M1的范例。如图18和图19中所示，输出镜子30的每一镜子元件M1布置为面对输入镜子50的镜子元件M2。类似于输出镜子30，输入镜子50可以具有一个镜子元件M2或作为镜子元件组的多个镜子元件M2。输入镜子50的镜子元件M2布置在输入镜子50的第二隔膜MEM2的中心区域。输入镜子50的隔膜MEM2近似具有圆盘形状，并且在第一方向上可移动。在输出镜子30的透射部S1的范围内，第二高折射层32包括浮置区32a和支撑区32b。浮置部32a与第一高折射层31隔开布置，而空隙层33夹置在浮置区32a与第一高折射层31之间。支撑区32b的一部分接触第一高折射层31并支撑隔着空隙层33位于第一高折射层31以上的浮置区32a。支撑区32b包括支撑空隙层33的侧表面的第一子区和接触第一高折射层31的第二子区。在本实施例中，支撑区32b沿镜子元件M1的周边部布置，并且限定镜子元件M1的形状。空隙层33由支撑区32b划分为多个空隙元件33，使得多个镜子元件M1设置在透射部S1内。在本实施例中，多个镜子元件M1以蜂房方式布置。输出镜子30的多个镜子元件M1具有相同尺寸，并且配置输出镜子30的透射部S1。每一空隙元件33的上表面的最小宽度定义为镜子元件M1的宽度D1，并且沿镜子元件M1的宽度D1的方向定义为第二方向。

在输出镜子30的周边部T1中，第一高折射层31与第二高折射层32接触。在输出镜子30中，周边部T1和围绕周边部T1的外侧的外侧部由基底20支撑。桥部分34布置为面对输入镜子50的桥部分54。输入镜子50的桥部分54用作在第一方向上可移动的第二隔膜MEM2。

如图19中所示，通孔35由第一高折射层31和第二高折射层32中的每一高折射层限定。通过从基底20的第二表面穿过通孔35进行刻蚀来形成空隙层33和间隙AG。第一高折射层31和第二高折射层32中的每一高折射层包括通过注入p型杂质离子形成的电极36。每一电极36布置为使得输出镜子30的电极36的部分面对输入镜子50的电极56的部分。输出镜子30还包括布置在第二高折射层32上的焊垫37。在本实施例中，焊垫37由Ag-Cu合金制成，并且是与电极36的欧姆接触部。

根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10还包括布置在输入镜子50与输出镜子30之间的间隔物40。具体地，间隔物40布置在输出镜子30的第二高折射层32预定区域上，该预定区域是布置桥部分34、焊垫37的区域以外的区域。间隔物40将输入镜子50支撑在输出镜子30以上，使得在输入镜子50与输出镜子30之间限定间隙AG。在本实施例中，间隔物40由二氧化硅制成。对应于桥部分34的间隔物40的中间部分和后面将描述的桥部分54被挖空，使得在输入镜子50与输出镜子30之间限定间隙AG。在间隔物40中，对应于焊垫37限定开口41，使得焊垫37暴露于外面。

输入镜子50包括一对高折射层，所述一对高折射层包括第一高折射层51和第二高折射层52。第一高折射层51布置在间隔物40的表面上，使得在输入镜子50的第一高射射层51与输出镜子30的第二高折射层32之间限定间隙AG。第二高折射层52布置在第一高折射层51上。第一高折射层51和第二高折射层52中的每一高折射层由折射率大于空气的材料制成。例如，第一高折射层51和第二高折射层52中的每一高折射层可以由半导体膜提供，所述半导体膜由硅材料或锗材料至少之一制成。在本实施例中，第一高折射层51和第二高折射层52均由多晶硅制成。输入镜子50的跨过间隙AG的部分定义为桥部分54。输入镜子50的桥部分54也称为输入侧桥部分。桥部分54包括透射部S2和围绕透射部S2布置的周边部T2。

透射部S2由第一高折射层51的部分、第二高折射层52的部分、以及作为低折射层的空隙层53提供。空隙层53夹置于第一高折射层51与第二高折射层52之间。空隙层53由高折射层51、52夹置的结构提供镜子元件M2。镜子元件M2具有光学多层结构。透射部S2可以具有至少一个镜子元件M2。图19示出了其中透射部S2具有作为镜子元件组的多个镜子元件M2的范例。如图18和图19中所示，镜子元件M2布置在具有圆盘形状的输入镜子50的第二隔膜MEM2的中心区域处。在输入镜子50的透射部S2的范围内，第二高折射层52包括浮置区52a和支撑区52b。浮置部52a与第一高折射层51隔开布置，而空隙层53夹置在浮置区52a与第一高折射层51之间。支撑区52b的一部分接触第一高折射层51并支撑隔着空隙层53位于第一高折射层51以上的浮置区52a。支撑区52b包括支撑空隙层53的侧表面的第一子区和接触第一高折射层51的第二子区。在本实施例中，支撑区52b沿镜子元件M2的周边部布置，并且限定镜子元件M2的形状。空隙层53由支撑区52b划分为多个空隙元件53，使得多个镜子元件M2设置在透射部S2内。在本实施例中，输入镜子50的多个镜子元件M2以对应于输出镜子30的多个镜子元件M1的蜂房方式布置。多个镜子元件M2具有相同尺寸，并且配置输入镜子50的透射部S2。每一空隙元件53的上表面的最小宽度定义为镜子元件M2的宽度D2。在本实施例中，输出镜子30的镜子元件M1对应于输入镜子50的相应镜子元件M2布置。每一镜子元件M1和对应的镜子元件M2具有相同的图案和尺寸。镜子元件M1的宽度D1与镜子元件M2的宽度D2相同。

在输出镜子50的周边部T2中，第一高折射层51与第二高折射层52接触。在输出镜子50中，围绕周边部T2的外侧布置的外侧部由间隔物40支撑。

如图19中所示，多个通孔55由第一高折射层51限定。通过从间隙AG穿过通孔55进行刻蚀来形成空隙层53。第一高折射层51和第二高折射层52中的每一高折射层包括通过注入p型杂质离子形成的电极56。输入镜子50还包括布置在第二高折射层52上的焊垫57。在本实施例中，焊垫57由Ag-Cu合金制成，并且是与电极56的欧姆接触部。

对于上述配置，当经由相应焊垫37、57在电极36、56之间施加驱动电压时，归因于在电极36、56之间生成的静电力，输出镜子30的第一隔膜MEM1和输入镜子50的第二隔膜MEM2在第一方向上朝向彼此移动。当第一隔膜MEM1和第二隔膜MEM2朝向彼此移动时，镜子元件M1与镜子元件M2之间的距离改变。从而，红外光基于波长选择性地透射通过法布里-珀罗干涉仪10。

高折射层31、32、51、52由多晶硅制成。从而，高折射层31、32、51、52适合于具有2μm至10μm的波长的红外光。此外，高折射层31、32、51、52可以由包括多晶锗、多晶硅-锗、硅、或锗的至少之一的半导体膜提供，使得高折射层31、32、51、52适合于具有2μm至10μm的波长的红外光。

如上所述，采用空隙层33、53作为镜子元件M1、M2的低折射层。从而，高折射层31、32、51、52的折射率n1与低折射层33、53的折射率n2的比率n1/n2能够具有相对大的值。例如，硅的折射率为3.45，且锗的折射率为4，而空气的折射率为1。从而，折射率比率n1/n2能够具有大于3.3的值。利用此配置，具有2μm至10μm的范围内的波长的红外光透射通过法布里-珀罗干涉仪10。从而，利用根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10实现了成本减小。

透射部S1包括多个镜子元件M1，且透射部S2包括多个镜子元件M2。从而，当透射部S1的面积和透射部S2的面积恒定时，与单个镜子设置于透射部S1与透射部S2中的每者中的结构相比，多镜子元件结构增大了机械强度。此外，支撑区32b、52b由相应的第二高折射层32、52提供。从而，与其中浮置区32a、52a由独立部件支撑的情况相比，简化了法布里-珀罗干涉仪10的结构。

此外，基底20限定对应于透射部S1的通孔23。从而，红外光被限制为由基底20吸收。即，红外光的损耗受到限制。

以下将描述根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10的特征。

如图19中所示，箭头“入”和箭头“出”表示光的透射方向。基于本公开内容的发明人的上述第二知识，输入镜子50的所有镜子元件M2具有相应宽度D2，D2比中波长红外范围的最大值大七倍。以下，具有比中波长红外范围的最大值大七倍的宽度D2的输入镜子50的镜子元件M2也称为衍射限制镜子。如上所述，中波长红外范围从2μm至10μm。从而，每一镜子元件M2的宽度D2大于70μm，其是10μm的七倍（D2>70μm）。具有比70μm大的宽度D2的镜子元件M2也称为衍射限制镜子。利用此配置，通过输入镜子元件M2的透射光在中波长红外范围内不分裂。从而，归因于分裂在组分分析中正确地探测组分的峰透射率的困难受到限制。此外，与发生分裂的情况相比，衍射角θd减小了。从而，减小了透射光的FWHM。如上所述，与其中发生分裂的常规法布里-珀罗干涉仪10相比，不发生分裂的法布里-珀罗干涉仪10更适合于探测吸收波长在中波长红外范围内的气体和液体的组分。在本实施例中，输出镜子30的每一镜子元件M1的宽度也大于中波长红外范围的最大值的七倍。即，每一输出镜子元件M1的宽度D1大于70μm（D1>70μm）。

此外，基于第二知识，输入镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2设定为至少等于或大于中波长红外范围的最大值的十倍。即，输入镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2等于或大于100μm（D2≥100μm）。利用此配置，半值衍射角θdh在中波长红外范围内能够减小。从而，透射光的FWHM在中波长红外范围内进一步减小。

基于上述第三知识，至少输入镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十五倍。即，输入镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2设定为等于或大于150μm（D2≥150μm）。利用此配置，透射光的FWHM在中波长红外范围内进一步减小，并且峰波长处的透射光的峰透射率增大了。从而，中波长红外范围内的透射光的FWHM进一步减小。镜子元件M1、M2分别包括作为低折射层的空隙层33、53。从而，考虑镜子元件M1、M2的机械强度，相应镜子元件M1、M2的宽度D1、D2的最大值大约为150μm。从而，当至少输入镜子50的镜子元件M2的宽度设定为150μm时，中波长红外范围内的透射光的FWHM进一步减小。

在本实施例中，输出镜子30的第一隔膜MEM1由透射部S1提供。此外，输出镜子30的第一隔膜MEM1可以由输出镜子30的整个桥部分34提供，类似于输入镜子50的第二隔膜MEM2。此外，输出镜子30的镜子元件M1的宽度D1可以设定为小于输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2。在本实施例中，光从第二镜子50进入法布里-珀罗干涉仪10，并且从第一镜子30离开。从而，第二镜子50定义为输入镜子，而第一镜子30定义为输出镜子。此外，光可以以与本实施例中描述的方向相反的反向通过法布里-珀罗干涉仪10。即，光可以从第一镜子30进入法布里-珀罗干涉仪10，并且从第二镜子50离开。在此情况下，第一镜子30用作输入镜子30，而第二镜子50用作输出镜子50。

在本实施例中，支撑区32b、52b由第二高折射层32、52的部分提供。此外，支撑区32b、52b可以由第二高折射层32、52的该部分以外的独立部件提供。

在本实施例中，每一镜子元件M1、M2具有包括空隙层33、53的多层。利用此配置，高折射层31、32、51、52的折射率与由空隙层33、53提供的低折射层33、53的折射率的折射率比率能够具有相对大的值。从而，提供了宽的高反射带，并且相应地，提供了宽的光谱学带。

此外，基于本公开内容的发明人进行的研究，发明人发现，当衍射角θd大于预定值时，透射光的FWHM随衍射角θd的增大而增大，并且透射光发生分裂。即在多个波长处出现多个峰透射率。基于该研究获得的知识，至少输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于透射光的最大波长的七倍，透射光具有2μm至10μm的波长范围。在此情况下，输入镜子50用作衍射限制镜子。利用此配置，中波长红外范围内的透射光不发生分裂。从而，归因于分裂在组分分析中正确地探测组分的峰透射率的困难受到限制。此外，本实施例中的衍射角θd小于发生分裂的预定角。从而，透射光的FWHM减小了。如上所述，与其中发生分裂的常规法布里-珀罗干涉仪10相比，不发生分裂的法布里-珀罗干涉仪10更适合于探测吸收波长在中波长红外范围内的气体和液体的组分。

在本实施例中，衍射限制镜子的宽度设定为等于或大于透射光的最大波长的十倍。

基于发明人进行的研究，当镜子的宽度降低时，衍射角θd增大，且衍射光与透射光的能量比率增大。如上所述，当衍射光的标准化光能量等于直线传播光的光能量的一半时，衍射角θd称为半值衍射角θd。发明人从该研究获得：在镜子元件M1、M2的最小宽度与半值衍射角θdh之间的关系中，存在拐点，并且当镜子元件M1、M2的最小宽度小于对应于拐点的宽度时，半值衍射角θdh急剧增大。

在本实施例中，布置在光的输入侧上的第二镜子50设定为衍射限制镜子。从而，输入镜子50的最小宽度大于对应于拐点的宽度，使得半值衍射角θdh减小了。从而，中波长红外范围内的透射光的FWHM减小了。

在本实施例中，衍射限制镜子的宽度还设定为等于或大于透射光的最大波长的十五倍。

基于发明人进行的研究，当衍射角θd等于或小于预定角度时，透射光的FWHM和峰透射率大约保持在预定水平。当衍射θd大于预定角度时，透射光的FWHM急剧增大，而峰透射率急剧降低。

在本实施例中，基于上述知识，布置在光的输入侧的镜子设定为衍射限制镜子。利用此配置，在中波长红外范围内，透射光的FWHM减小了，而透射光的峰透射率增大了。因此，在中波长红外范围内，透射光的FWHM进一步减小了。

（第二实施例）

以下将描述根据本公开内容的第二实施例的法布里-珀罗干涉仪10。在本实施例中，将省略法布里-珀罗干涉仪10的与第一实施例相同或等同的部分。

如图20和图21中所示，光进入与基底20相邻布置的第一镜子30，并从与基底20隔开布置的第二镜子50离开。从而，在本实施例中第一镜子30称为输入镜子，而第二镜子50称为输出镜子。如图21中所示，在本实施例中，基底20中未限定通孔23。从而，输入镜子30不包括可移动的第一隔膜MEM1。此外，输入镜子30的镜子元件M1的宽度D1大于输出镜子50的镜子元件M2的宽度D2。此外，在输出镜子50中，在高折射层52的包括在镜子元件M2中的部分中限定通孔55。此外，在输出镜子50中，也在提供周边部T2的部分的高折射层51、52中限定通孔。通孔55限定为使得通过穿过通孔55刻蚀来形成空隙层53和间隙AG。此外，在输入镜子30的镜子元件M1中，通孔35限定于高折射层32中，使得通过穿过通孔55、35刻蚀来形成空隙层33。根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10的其它部分类似于根据第一实施例的法布里-珀罗干涉仪10。

类似于第一实施例，至少输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1设定为大于中波长红外范围的最大值的七倍。即，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1大于70μm（D1>70μm）。此外，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十倍。即，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1可以设定为等于或大于100μm（D1≥100μm）。此外，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十五倍。即，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1可以设定为等于或大于150μm（D1≥150μm）。利用上述配置，通过根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10提供了与第一实施例类似的优点。

此外，在本实施例中，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1设定为大于输出镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2。从而，与宽度D1和宽度D2相同或宽度D2大于宽度D1的情况相比，透射光的FWHM的增大受到限制。

此外，在本实施例中，不具有隔膜MEM1的第一镜子30用作输入镜子30。此外，输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1大于输出镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2。因为输入镜子30不包括第一隔膜MEM1，所以输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1能够容易地设定为大于输出镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2。此外，输出镜子50包括第二隔膜MEM2。从而，能够降低输出镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2以增大支撑区52b与透射部S2的比率。利用此配置，确保了输出镜子50的机械强度。如上所述，在根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10中，透射光的FWHM减小了，并且机械强度提高了。此外，当输出镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2小于输入镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1时，输出镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2不限于预定范围。

（第三实施例）

以下将描述根据本公开内容的第三实施例的法布里-珀罗干涉仪10。将省略法布里-珀罗干涉仪10的与前述实施例相同或等同的部分。在本实施例中，光可以从第一镜子30和第二镜子50中的任意一个进入法布里-珀罗干涉仪10。

如图22和图23中所示，第一镜子30的透射部S1仅具有一个镜子元件M1，且第二镜子50的透射部S2仅具有一个镜子元件M2。此外，镜子元件M1和镜子元件M2具有相同形成图案和相同尺寸。即，镜子元件M1的宽度D1与镜子元件M2的宽度D2相同。根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10的其它部分与根据第二实施例的法布里-珀罗干涉仪10类似。

例如，当与第一实施例类似，第二镜子50用作输入镜子50，且第一镜子30用作输出镜子30时，至少输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于中波长红外范围的最大值的七倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于70μm（D2>70μm）。此外，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于100μm（D2≥100μm）。此外，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十五倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于150μm（D2≥150μm）。利用此配置，通过根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10提供了与第一实施例类似的优点。

此外，在本实施例中，输入镜子50的透射部S2仅具有一个镜子元件M2。从而，与输入镜子50包括多个镜子元件M2，每一个镜子元件M2用作狭缝的结构相比，光的干涉受到限制。从而，在根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10中，透射光的FWHM减小了。

（第四实施例）

以下将描述根据本公开内容的第四实施例的法布里-珀罗干涉仪10。将省略法布里-珀罗干涉仪10的与前述实施例相同或等同的部分。

类似于第一实施例，通孔23限定于基底20中，对应于透射部S1。与第一实施例的不同是，在本实施例中，输入镜子50的透射部S2仅具有一个镜子元件M2，且输出镜子30的透射部S1具有多个镜子元件M1。

在本实施例中，至少输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于中波长红外范围的最大值的七倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于70μm（D2>70μm）。此外，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于100μm（D2≥100μm）。此外，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十五倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于150μm（D2≥150μm）。利用上述配置，通过根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10提供了与第一实施例类似的优点。

在本实施例中，基底20限定对应于透射部S1的通孔23。从而，红外光被限制为由基底20吸收。即，红外光的损耗受到限制。

在本实施例中，输入镜子50的透射部S2仅具有一个镜子元件M2。从而，与输入镜子50包括多个镜子元件M2，每一镜子元件M2用作狭缝的结构相比，光的干涉受到限制。利用此配置，透射光的FWHM减小了。

此外，在本实施例中，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于输出镜子30的镜子元件M1的宽度D1。从而，归因于衍射的透射光的FWHM的增大受到限制。此外，输出镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1设定为相对小，使得支撑区32b与透射部S1的比率增大。通过此配置，增大了第一隔膜MEM1的机械强度。此外，当输出镜子30的每一镜子元件M1的宽度D1小于输入镜子50的每一镜子元件M2的宽度D2（D1<D2）时，宽度D1不限于预定范围。

在本实施例中，第二镜子50称为输入镜子50，第一镜子30称为输出30，透射部S2仅具有一个镜子元件M2，且透射部S1具有多个镜子元件M1。此外，第一镜子30可以用作输入镜子，第二镜子50可以用作输出镜子，透射部S1可以仅就有一个镜子元件M1，且透射部S2可以具有多个镜子元件M2。

（第五实施例）

以下将描述根据本公开内容的第五实施例的法布里-珀罗干涉仪10。将省略法布里-珀罗干涉仪10的与前述实施例相同或等同的部分。

如图26和27中所示，根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10具有与根据第三实施例的法布里-珀罗干涉仪10类似的配置。在本实施例中，在第一镜子30中，由第二高折射层32的部分提供的支撑区32c布置在第一高折射层31上。从而，第二高折射层32的浮置区32a由支撑区32c支撑于第一高折射层31之上。支撑区32c在第一镜子30的透射部S1内以重叠的方式接触第一高折射层31。类似地，在第二镜子50中，由第二高折射层52的部分提供的支撑区52c布置在第一高折射层51上。从而，第二高折射层52的浮置区52a由支撑区52c支撑于第一高折射层51之上。支撑区52c在第二镜子50的透射部S2内以重叠的方式接触第一高折射层51。在本实施例中，支撑区32c、52c不限定镜子元件M1、M2的形状。具体地，支撑区32c不将镜子元件M1划分为多个镜子元件M1，并且支撑区52c不将镜子元件M2划分为多个镜子元件M2。在本实施例中，如图26、图27中所示，支撑区32c布置在具有圆形形状的镜子元件M1的中心部中，并且支撑区52c布置在具有圆形形状的镜子元件M2的中心部中。从而，镜子元件M1和镜子元件M2保持为单个镜子。利用此配置，镜子元件M1、M2的机械强度提高了。

在本实施例中，与第一实施例类似，第二镜子50用作输入镜子50，且第一镜子30用作输出镜子30。于是，至少输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于中波长红外范围的最大值的七倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2设定为大于70μm（D2>70μm）。此外，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于100μm（D2≥100μm）。此外，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于中波长红外范围的最大值的十五倍。即，输入镜子50的镜子元件M2的宽度D2可以设定为等于或大于150μm（D2≥150μm）。利用此配置，通过根据本实施例的法布里-珀罗干涉仪10提供了与第一实施例类似的优点。

在本实施例中，输入镜子50的透射部仅具有一个镜子元件M2。从而，与输入镜子50包括多个镜子元件M2，每一镜子元件M2用作狭缝的结构相比，光的干涉受到限制。通过此配置，透射光的FWHM减小了。

此外，镜子元件M1、M2可以包括一个以上的支撑区32c、52c。在本实施例中，由第二高折射层32、52的部分提供支撑区32c、52c。此外，支撑区32c、52c可以由第二高折射层32、52的部分以外的独立部件提供。

（其它实施例）

在本实施例中，基底20包括半导体基底21和布置在半导体基底21的表面上的绝缘膜22。此外，可以采用诸如玻璃基底的绝缘基底作为基底20。当基底20由玻璃基底提供时，绝缘膜22不是必需的。

在本实施例中，第二镜子50隔着间隔物40支撑于第一镜子30以上。此外，布置在比第二隔膜MEM2（桥部分54）较外的侧处的第二镜子50的部分可以延伸并与第一镜子30接触，以支撑第二隔膜MEM2。在此配置中，间隔物40不是附加必需的。在此结构中，间隔物40布置在第一镜子30的高折射层32的对应于第二隔膜MEM2的部分上。于是，第二镜子50布置为使得第二镜子50覆盖间隔物40。于是，通过进行刻蚀来去除整个间隔物40，使得限定间隙AG。

在本实施例中，基于在电极36、56之间生成的静电力来改变镜子元件M1与镜子元件M2之间的距离。此外，可以使用压电效应来代替静电力。例如，可以通过延伸或压缩间隔物40来改变镜子元件M1与镜子元件M2之间的距离。此外，镜子30、50可以采用通过加热可变形的结构，诸如双压电晶片结构，使得可以改变镜子元件M1与镜子元件M2之间的距离。此外，可以通过静电力来改变镜子元件M1与镜子元件M2之间的距离。

虽然已经仅选择选择性范例实施例来示例了本公开内容，但是本领域技术人员根据此公开内容将理解，能够不脱离所附权利要求限定的本公开内容的范围进行各种改变和修改。此外，提供根据本公开内容的范例实施例的前述描述仅是为示例，而不是为限制所附权利要求及其等同物限定的公开内容。

Claims (9)

1.一种法布里-珀罗干涉仪，包括：

输入镜子（50），布置在光的输入侧；以及

输出镜子（30），布置在所述光的输出侧，所述输出镜子隔着间隙（AG）在第一方向上面对所述输入镜子，

其中，所述输入镜子和所述输出镜子中的每一镜子包括一对高折射层（31，32，51，52）和选择性地布置在所述一对高折射层之间的空隙层（33，53），并且所述一对高折射层中的每一高折射层的折射率大于所述空隙层的折射率，

其中，在所述输入镜子中，所述一对高折射层（51，52）和所述空隙层（53）提供输入侧桥部分（54），所述输入侧桥部分（54）跨过限定于所述输入镜子与所述输出镜子之间的所述间隙，

其中，在所述输出镜子中，所述一对高折射层（31，32）和所述空隙层（33）提供输出侧桥部分（34），所述输出侧桥部分（34）跨过限定于所述输入镜子与所述输出镜子之间的所述间隙，

其中，所述输入侧桥部分和所述输出侧桥部分中的至少之一作为隔膜可在所述第一方向上移动，

其中，所述输入侧桥部分和所述输出侧桥部分中的每一桥部分包括透射部（S1，S2）和围绕所述透射部布置的周边部（T1，T2），并且所述透射部中的每一透射部包括镜子元件（M1，M2），在所述镜子元件（M1，M2）中，所述空隙层由所述一对高折射层夹置，

其中，所述输入镜子的所述透射部布置为面对所述输出镜子的所述透射部，

其中，从所述输出镜子输出的光称为透射光，

其中，在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述输入镜子（50）的所述镜子元件（M2）的宽度大于所述透射光的最大波长的七倍，并且所述输入镜子（50）的所述镜子元件（M2）用作衍射限制镜子。

2.根据权利要求1所述的法布里-珀罗干涉仪，

其中，所述衍射限制镜子在所述第二方向上的宽度等于或大于所述透射光的所述最大波长的十倍。

3.根据权利要求2所述的法布里-珀罗干涉仪，

其中，所述衍射限制镜子在所述第二方向上的所述宽度等于或大于所述透射光的所述最大波长的十五倍。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的法布里-珀罗干涉仪，

其中，所述输入镜子的所述透射部仅具有一个镜子元件。

5.根据权利要求4所述的法布里-珀罗干涉仪，还包括：

支撑区（32c，52c），

其中，所述输入镜子和所述输出镜子中的每一镜子的所述一对高折射层包括第一高折射层（31，51）和第二高折射层（32，52），

其中，所述第二高折射层包括浮置区（32a，52a），所述浮置区（32a，52a）隔着所述空隙层位于所述第一高折射层以上，并且

其中，所述支撑区布置在所述第一高折射层上并支撑位于所述第一高折射层以上的所述浮置区。

6.根据权利要求5所述的法布里-珀罗干涉仪，

其中，所述支撑区由所述第二高折射层提供。

7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的法布里-珀罗干涉仪，还包括：

支撑区（32b，52b），

其中，所述输入镜子和所述输出镜子中的每一镜子的所述一对高折射层包括第一高折射层（31，51）和第二高折射层（32，52），

其中，所述第二高折射层包括浮置区（32a，52a），所述浮置区（32a，52a）隔着所述空隙层位于所述第一高折射层以上，

其中，所述支撑区布置在所述第一高折射层上并支撑位于所述第一高折射层以上的所述浮置区，并且

其中，所述输入镜子的所述透射部包括由所述支撑区划分的多个所述镜子元件。

8.根据权利要求7所述的法布里-珀罗干涉仪，

其中，所述支撑区（32b，32c，52b，52c）由所述第二高折射层提供。

9.根据权利要求1至3中的任意一项所述的法布里-珀罗干涉仪，

其中，在所述第二方向上，所述输入镜子的所述镜子元件的所述宽度大于所述输出镜子的所述镜子元件的宽度。

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