CN110392858B - 光模块 - Google Patents

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Abstract

光模块包括光学元件与安装有上述光学元件的基部。上述光学元件具有:具有光学面的光学部;以形成环状区域的方式设于上述光学部的周围的弹性部;以在沿上述光学面的第1方向上夹着上述光学部的方式设置且响应于上述弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变的一对支承部。上述基部具有:主面、设有与上述主面连通的开口的安装区域。上述支承部在被赋予上述弹性部的弹性力的状态下插入上述开口。上述光学元件在上述光学面与上述主面交叉的状态下,由从上述开口的内面赋予上述支承部的上述弹性力的反力而支承于上述安装区域。

Description

光模块
技术领域
本发明的一方面涉及光模块。
背景技术
已知利用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems(微机电系统))技术在SOI(Silicon On Insulator(绝缘体上硅))基板形成有干涉光学系统的光模块(例如,参照专利文献1)。这样的光模块由于能够提供实现高精度的光学配置的傅立叶变换型红外分光分析仪(FTIR)而受到注目。
在专利文献2中记载了光学系统的制造工艺。该工艺中,首先,准备模板基板以及光具座。在模板基板,由蚀刻形成对准狭缝。在光具座的主面配置焊盘。接着,将模板基板安装于光具座的主面,以将对准狭缝配置于焊盘上。接着,一边使用对准狭缝的侧壁对光学要素进行定位一边将其插入对准狭缝,使其位于焊盘上。于是,通过焊盘的回流而将光学要素粘接于光具座。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2012-524295号公报
专利文献2:美国专利申请公开第2002/0186477号说明书
发明内容
发明所要解决的问题
上述那样的光模块中,例如在可动镜的大小依赖于对SOI基板的深沟加工的达成度方面存在如下课题。即,因为对SOI基板的深沟加工的达成度最大也就500μm左右,因此,在增大可动镜的大小来提高FTIR的灵敏度时存在极限。于是,考虑将分体形成的可动镜安装于器件层(例如在SOI基板中形成有驱动区域的层)的技术。
对此,若在制作专利文献1所述的MEMS器件时使用专利文献2所述的工艺,则成为相对于与致动器连接且被设为可动的安装区域,通过焊盘的回流来粘接并安装可动镜这样的光学要素。在该情况下,存在焊盘的粘接对安装区域的驱动造成不良影响的风险。因此,根据光学要素的安装区域的特性,存在不能适用专利文献1所记载的工艺的情况。
本公开的一方面的目的在于提供一种能够不论安装区域的特性均可靠地安装光学元件的光模块。
解决课题的技术手段
本公开的一方面所涉及的光模块,包括光学元件与安装有光学元件的基部,光学元件具有:具有光学面的光学部;以形成环状区域的方式设于光学部的周围的弹性部;以在沿光学面的第1方向上夹着光学部的方式设置、且响应于弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变的一对支承部,基部具有:主面、设有与主面连通的开口的安装区域,支承部在被赋予弹性部的弹性力的状态下插入开口。光学元件在光学面与主面交叉的状态下,由从开口的内面赋予支承部的弹性力的反力支承于安装区域。
在该光模块中,光学元件具有:弹性部、彼此的距离响应于弹性部的弹性变形而可变的一对支承部。另一方面,在安装有光学元件的基部的安装区域,形成有与主面连通的开口。因此,作为一例,通过在使弹性部弹性变形而使支承部间的距离缩小的状态下将支承部插入开口,释放弹性部的弹性变形的一部分,从而在开口内支承部彼此的距离扩大,可使支承部抵接于开口的内面。由此,光学元件由从开口的内面赋予支承部的反力支承。如此,在该光模块中,利用弹性力将光学元件安装于基部。因此,可不考虑粘接剂的不良影响等,即,不论安装区域的特性均能够可靠地安装光学元件。
还有,在该光学元件中,弹性部以形成环状区域的方式设置。因此,与例如弹性部设为悬臂状态的情况(在该情况下,由弹性部形不成环状等的闭合区域)相比,弹性部的强度得以提高。因此例如,在光学元件的制造时或处置时,可抑制弹性部的破损。即,本公开的一方面关于光学元件,其另一目的在于提供可抑制弹性部的破损的光学元件。
在本公开的一方面所涉及的光模块中也可以是,基部具有:支承层、设于支承层上并包含主面以及安装区域的器件层,开口在与主面交叉的方向上贯通器件层,支承部包含以抵接于与主面交叉的方向上的开口的一对缘部的方式弯曲的卡止部。在该情况下,卡止部在抵接于开口的一对缘部的位置卡止于安装区域。因此,能够可靠地将光学元件安装于基部,并且关于与基部的主面交叉的方向能够进行光学元件的定位。
在本公开的一方面所涉及的光模块中也可以是,从与主面交叉的方向看,开口的内面包含:以从一端朝向另一端彼此的距离扩大的方式倾斜的一对倾斜面、沿将一倾斜面的另一端与另一倾斜面的另一端连接的基准线延伸的基准面。在该情况下,在将支承部插入开口而释放弹性部的弹性变形的一部分时,可利用弹性力使支承部在倾斜面滑动而碰到基准面。因此,沿主面的方向上的光学元件的定位成为可能。
在本公开的一方面所涉及的光模块中,光学元件也可具有将光学部与弹性部相互连接的第1连接部。如此,光学部也可与弹性部连接。
在本公开的一方面所涉及的光模块中也可以是,弹性部通过以从与光学面交叉的第2方向观察包围光学部的方式形成环状而形成环状区域。在该情况下,在弹性部不产生端部,所以能可靠地提高弹性部的强度。
在本公开的一方面所涉及的光模块中也可以是,支承部包含:连接于弹性部的第2连接部;沿着沿光学面并与第1方向交叉的第3方向从第2连接部越过光学面地延伸且插入开口的脚部。在该情况下,可在使光学面的整体在主面上突出的状态下,将光学元件安装于基部。
本公开的一方面所涉及的光模块也可以还包括:安装于支承层、器件层或中间层的固定镜;和安装于支承层、器件层或中间层的分束器,光学元件是包含作为镜面的光学面的可动镜,器件层具有与安装区域连接的驱动区域,可动镜、固定镜以及分束器以构成干涉光学系统的方式配置。在该情况下,可获得灵敏度提高的FTIR。此外,在此,安装有可动镜的安装区域具有连接于驱动区域而被驱动的特性。因此,容易受到粘接剂的不良影响等,所以上述的构成更为有效。
在本公开的一方面所涉及的光模块中也可以是,基部具有设在支承层与器件层之间的中间层,支承层为SOI基板的第1硅层,器件层为SOI基板的第2硅层,中间层为SOI基板的绝缘层。在该情况下,可由SOI基板适宜地实现用于可动镜向器件层的可靠安装的构成。
本公开的一方面所涉及的光模块也可以还包括:配置成使测定光从外部入射到干涉光学系统的光入射部、配置成使测定光从干涉光学系统向外部出射的光出射部。在该情况下,可获得包括光入射部以及光出射部的FTIR。
发明的效果
根据本公开的一方面,可提供不论安装区域的特性均能够可靠地安装光学元件的光模块。
附图说明
图1是一实施方式的光模块的俯视图。
图2是沿图1所示的IIA-IIA线的截面图。
图3是沿图1所示的IIIA-IIIA线的截面图。
图4的(a)是图1所示的可动镜的周边结构的立体图,(b)是沿图4的(a)所示的IVbA-IVbA线的截面图。
图5是沿图1所示的VA-VA线的截面图。
图6是沿图1所示的VIA-VIA线的截面图。
图7是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图8是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图9是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图10是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图11是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图12是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图13是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图14是变形例所涉及的光模块的局部概略俯视图。
图15是沿图14所示的XVA-XVA线的截面图。
图16是沿图14所示的XVIA-XVIA线的截面图。
图17是示出可动镜的变形例的正视图。
图18是示出可动镜的变形例的正视图。
图19是示出可动镜的变形例的正视图。
图20是示出可动镜的变形例的正视图。
图21是示出可动镜的变形例的正视图。
图22是示出可动镜的变形例的正视图。
图23是示出可动镜的变形例的正视图。
图24是示出开口的变形例的俯视图。
图25是示出开口的变形例的俯视图。
图26是示出开口的变形例的俯视图。
图27是示出可动镜的变形例的截面图。
图28是示出开口的变形例的俯视图。
图29是一实施方式的光模块的俯视图。
图30是沿图29所示的IIB-IIB线的截面图。
图31是沿图29所示的IIIB-IIIB线的截面图。
图32是沿图30所示的IVB-IVB线的截面图。
图33是沿图29所示的VB-VB线的截面图。
图34是沿图29所示的VIB-VIB线的截面图。
图35是示出可动镜的制造工序的俯视图。
图36是示出可动镜的制造工序的俯视图。
图37是示出可动镜的安装工序的俯视图。
图38是从图37所示的箭头VAB侧观察的情况下的侧面图。
图39(a)~(c)是示出可动镜的安装工序的俯视图。
图40(a)以及(b)是示出可动镜的安装工序的俯视图。
图41(a)以及(b)是示出可动镜的变形例的正视图。
图42是示出可动镜的变形例的正视图。
图43(a)以及(b)是示出可动镜的变形例的正视图。
图44是示出可动镜的变形例的正视图。
图45是示出可动镜的变形例的正视图。
图46是一实施方式的光模块的俯视图。
图47是沿图46所示的IIC-IIC线的截面图。
图48是沿图46所示的IIIC-IIIC线的截面图。
图49是包含图46所示的安装区域的局部俯视图。
图50是沿图46所示的VC-VC线的截面图。
图51是沿图46所示的VIC-VIC线的截面图。
图52是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图53是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图54是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图55是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图56是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图57是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图58是可动镜的周边结构的变形例的截面图。
图59是示出开口的变形例的俯视图。
图60是示出开口的变形例的俯视图。
图61是示出开口的变形例的俯视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下参照附图详细地说明本公开的一方面的实施方式。再有,在各图中对相同或相当的部分赋予相同的标号,省略重复的部分。
[光模块的构成]
如图1所示,光模块1A包括基部BA。基部BA包括主面BsA。基部BA包括:支承层2A、设于支承层2A上的器件层3A、设于支承层2A与器件层3A之间的中间层4A。主面BsA在此是器件层3A的与支承层2A相反侧的表面。支承层2A、器件层3A以及中间层4A由SOI基板构成。具体地,支承层2A是SOI基板的第1硅层。器件层3A是SOI基板的第2硅层。中间层4A是SOI基板的绝缘层。支承层2A、器件层3A以及中间层4A在从它们的层叠方向即ZA轴方向(平行于ZA轴的方向)观察的情况下,例如呈一边为10mm左右的矩形状。支承层2A以及器件层3A的各自的厚度例如为几百μm左右。中间层4A的厚度例如为几μm左右。还有,在图1中,以器件层3A的1个角部以及中间层4A的1个角部被切口的状态示出器件层3A以及中间层4A。
器件层3A具有安装区域31A和连接于安装区域31A的驱动区域32A。驱动区域32A包含一对致动器区域33A和一对弹性支承区域34A。安装区域31A以及驱动区域32A(即,安装区域31A与一对致动器区域33A以及一对弹性支承区域34A)由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成于器件层3A的一部分。
一对致动器区域33A在XA轴方向(与垂直于ZA轴的XA轴平行的方向)上配置于安装区域31A的两侧。即,安装区域31A在XA轴方向上被一对致动器区域33A夹持。各致动器区域33A隔着中间层4A固定于支承层2A。在各致动器区域33A的安装区域31A侧的侧面,设有第1梳齿部33aA。各第1梳齿部33aA因为除去其正下方的中间层4A而相对于支承层2A成为浮起的状态。在各致动器区域33A设有第1电极35A。
一对弹性支承区域34A在YA轴方向(与垂直于ZA轴以及XA轴的YA轴平行的方向)上配置于安装区域31A的两侧。即,安装区域31A在YA轴方向上被一对弹性支承区域34A夹持。各弹性支承区域34A的两端部34aA隔着中间层4A固定于支承层2A。各弹性支承区域34A的弹性变形部34bA(两端部34aA之间的部分)具有连接了多个板簧的结构。各弹性支承区域34A的弹性变形部34bA因为除去其正下方的中间层4A而相对于支承层2A成为浮起的状态。在各弹性支承区域34A中在两端部34aA分别设有第2电极36A。
在安装区域31A,连接有各弹性支承区域34A的弹性变形部34bA。安装区域31A因为除去其正下方的中间层4A而相对于支承层2A成为浮起的状态。即,安装区域31A由一对弹性支承区域34A支承。在安装区域31A中的各致动器区域33A侧的侧面,设有第2梳齿部31aA。各第2梳齿部31aA因为除去其正下方的中间层4A而相对于支承层2A成为浮起的状态。在彼此相对的第1梳齿部33aA以及第2梳齿部31aA中,第1梳齿部33aA的各梳齿位于第2梳齿部31aA的各梳齿之间。
一对弹性支承区域34A相对于平行于XA轴的方向AA从两侧夹着安装区域31A,若安装区域31A沿方向AA移动,则对安装区域31A作用弹性力以使安装区域31A返回初始位置。因此,若对第1电极35A和第2电极36A之间施加电压,而在彼此相对的第1梳齿部33aA及第2梳齿部31aA之间作用静电引力,则安装区域31A沿方向AA移动直到该静电引力与由一对弹性支承区域34A带来的弹性力相平衡的位置。如此,驱动区域32A起到静电致动器的功能。
光模块1A还包括可动镜5A、固定镜6A、分束器7A、光入射部8A和光出射部9A。可动镜5A、固定镜6A以及分束器7A以构成作为迈克尔逊干涉光学系统的干涉光学系统10A的方式配置于器件层3A上。
可动镜5A在XA轴方向上的分束器7A的一侧,安装于器件层3A的安装区域31A。可动镜5A所具有的镜部51A的镜面51aA相对于器件层3A位于支承层2A的相反侧。镜面51aA为例如垂直于XA轴方向的面(即,垂直于方向AA的面),朝向分束器7A侧。
固定镜6A在YA轴方向上的分束器7A的一侧安装于器件层3A的安装区域37A。固定镜6A所具有的镜部61A的镜面61aA相对于器件层3A位于支承层2A的相反侧。镜面61aA为例如垂直于YA轴方向的面,朝向分束器7A侧。
光入射部8A在YA轴方向上的分束器7A的另一侧安装于器件层3A。光入射部8A例如由光纤以及准直透镜等构成。光入射部8A配置成使测定光从外部向干涉光学系统10A入射。
光出射部9A在XA轴方向上的分束器7A的另一侧安装于器件层3A。光出射部9A例如由光纤以及准直透镜等构成。光出射部9A配置成使测定光(干涉光)从干涉光学系统10A向外部出射。
分束器7A是具有光学功能面7aA的立方体类型的分束器。光学功能面7aA相对于器件层3A位于支承层2A的相反侧。分束器7A通过使分束器7A的底面侧的1个角部接触于在器件层3A形成的矩形状的开口3aA的1个角部而定位。分束器7A通过在定位了的状态下利用粘接等而固定于支承层2A,从而安装于支承层2A。
在如以上那样构成的光模块1A中,当测定光L0A从外部经由光入射部8A向干涉光学系统10A入射时,测定光L0A的一部在分束器7A的光学功能面7aA被反射而向可动镜5A行进,测定光L0A的余部透过分束器7A的光学功能面7aA而向固定镜6A行进。测定光L0A的一部分在可动镜5A的镜面51aA被反射,在同一光路上向分束器7A行进,透过分束器7A的光学功能面7aA。测定光L0A的余部在固定镜6A的镜面61aA被反射,在同一光路上向分束器7A行进,在分束器7A的光学功能面7aA被反射。透过了分束器7A的光学功能面7aA的测定光L0A的一部分和在分束器7A的光学功能面7aA被反射的测定光L0A的余部成为作为干涉光的测定光L1A,测定光L1A经由光出射部9A从干涉光学系统10A向外部出射。根据光模块1A,由于可以沿方向AA使可动镜5A高速地往复移动,所以可提供小型且高精度的FTIR。
[可动镜及其周边结构]
如图2、图3以及图4所示,可动镜(光学元件)5A具有:具有镜面(光学面)51aA的镜部(光学部)51A、环状的弹性部52A、将镜部51A与弹性部52A相互连接的连接部(第1连接部)53A、一对支承部56A、将支承部56A与弹性部52A相互连接的一对连接部(第2连接部)57A。镜部51A形成为圆板状。镜面51aA是镜部51A的圆形状的板面。可动镜5A在镜面51aA与主面BsA交叉(例如垂直)的状态下安装于基部BA。
弹性部52A以从与镜面51aA交叉的方向(第2方向,XA轴方向)观察从镜部51A隔开且包围镜部51A的方式形成为圆环状。即,弹性部52A设在镜部51A的周围,形成圆环状的环状区域CAA。连接部53A在与主面BsA交叉的方向(第3方向,ZA轴方向)上的镜部51A的中心,将镜部51A与弹性部52A相互连接。在此,设有单一的连接部53A。
弹性部52A由半圆状的板簧52aA、和与板簧52aA连续的半圆状的板簧52bA形成为圆环板状。板簧52aA是配置于相较于通过ZA轴方向上的镜部51A的中心的中心线CLA更靠近主面BsA侧(下述的脚部54A侧)的部分。中心线CLA为沿着沿镜面51aA以及主面BsA的方向(第1方向,YA轴方向)延伸的假想直线。板簧52bA是配置于相较于中心线CLA更靠近主面BsA的相反侧(与下述的脚部54A相反侧)的部分。板簧52aA的弹簧常数与板簧52bA的弹簧常数彼此相等。即,弹性部52A为相对于中心线CLA对称的形状,并且弹性部52A的弹簧常数在中心线CLA的两侧彼此相等。
支承部56A为截面矩形的棒状,以在YA轴方向夹着镜部51A以及弹性部52A的方式设置。支承部56A在沿YA轴方向对应于连接部53A的位置,通过连接部57A连接于弹性部52A。因此,例如在与连接部57A对应的位置,通过以从YA轴方向的两侧夹持支承部56A的方式对支承部56A施加力,可使弹性部52A弹性变形而在YA轴方向上压缩。即,沿YA轴方向的支承部56A的彼此的距离响应于弹性部52A的弹性变形而可变。此外,弹性部52A的弹性力可赋予支承部56A。还有,在此,一对连接部57A与连接部53A在中心线CLA上排列成一列。
支承部56A包含脚部54A。脚部54A整体上沿ZA轴方向从连接部57A越过镜面51aA向镜面51aA的一侧(在此为主面BsA侧)延伸。脚部54A包含卡止部55A。卡止部55A为脚部54A的前端侧的部分。卡止部55A整体上V字状地弯曲。卡止部55A包含倾斜面55aA以及倾斜面55bA。倾斜面55aA以及倾斜面55bA是一对卡止部55A中的彼此相对的面的相反侧的面(外面)。
倾斜面55aA在一对卡止部55A间在远离连接部57A的方向(ZA轴负方向)上相互靠近地倾斜。倾斜面55bA在ZA轴负方向上相互离开地倾斜。从XA轴方向观察,倾斜面55aA相对于ZA轴的倾斜角αA的绝对值小于90°。相同地,倾斜面55bA的倾斜角βA的绝对值小于90°。在此,作为一例,倾斜角αA的绝对值与倾斜角βA的绝对值彼此相等。
在此,在安装区域31A形成有开口31bA。在此,开口31bA在ZA轴方向上延伸并贯通器件层3A。因此,开口31bA连通(到达)至主面BsA与器件层3A中的主面BsA的相反侧的表面。开口31bA呈从ZA轴方向观察时的形状为梯形的柱状(参照图4)。关于开口31bA的详细如下所述。
支承部56A在被赋予弹性部52A的弹性力的状态下插入该开口31bA。换言之,支承部56A(即可动镜5A)经由开口31bA贯通安装区域31A。更具体地,支承部56A之中的卡止部55A的一部分位于开口31bA内。在该状态下,卡止部55A接触于ZA轴方向上的开口31bA的一对缘部(主面BsA侧的缘部以及主面BsA的相反侧的缘部)。
在此,倾斜面55aA接触于开口31bA的主面BsA侧的缘部,倾斜面55bA接触于开口31bA的主面BsA的相反侧的缘部。由此,在ZA轴方向上卡止部55A以夹着安装区域31A的方式卡止于安装区域31A。其结果,关于ZA轴方向,可抑制可动镜5A从基部BA脱出。
在此,在中间层4A形成有开口41A。开口41A在ZA轴方向上在中间层4A的两侧开口。在支承层2A形成有开口21A。开口21A在ZA轴方向上在支承层2A的两侧开口。在光模块1A中,由中间层4A的开口41A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域构成连续的空间S1A。即,空间S1A包含中间层4A的开口41A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域。
空间S1A形成在支承层2A与器件层3A之间,至少对应于安装区域31A以及驱动区域32A。具体地,中间层4A的开口41A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围。中间层4A的开口41A内的区域形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分(即,应设成相对于支承层2A悬浮的状态的部分,例如,安装区域31A的整体、各弹性支承区域34A的弹性变形部34bA、第1梳齿部33aA以及第2梳齿部31aA)从支承层2A隔开的间隙。
可动镜5A所具有的各卡止部55A的一部分位于空间S1A。具体地,各卡止部55A的一部分经由中间层4A的开口41A内的区域位于支承层2A的开口21A内的区域。各卡止部55A的一部分从器件层3A中的中间层4A侧的表面向空间S1A内突出例如100μm左右。如上所述,中间层4A的开口41A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,所以在安装区域31A沿方向AA往复移动时,可动镜5A的各卡止部55A之中位于空间S1A的一部分不会与中间层4A以及支承层2A接触。
在此,如图4所示,开口31bA的内面包含一对倾斜面SLA、基准面SRA。倾斜面SLA包含一端SLaA与另一端SLbA。一端SLaA以及另一端SLbA是从ZA轴方向观察时的倾斜面SLA的两端部。一对倾斜面SLA以从一端SLaA朝向另一端SLbA彼此的距离扩大的方式(例如相对于XA轴)倾斜。从ZA轴方向观察,基准面SRA沿将一倾斜面SLA的另一端SLbA与另一倾斜面SLA的另一端SLbA彼此连接的基准线BLA延伸。在此,基准面SRA仅将另一端SLbA彼此连接。如上所述,从ZA轴方向观察时的开口31bA的形状为梯形。因此,在此,倾斜面SLA相当于梯形的脚,基准面SRA相当于梯形的下底。
在此,开口31bA是单一的空间。YA轴方向上的开口31bA的大小的最小值(即,倾斜面SLA的一端SLaA彼此的间隔)为在沿YA轴方向使弹性部52A压缩地发生弹性变形时可将一对卡止部55A一并地配置于开口31bA内的值。另一方面,YA轴方向上的开口31bA的大小的最大值(即,倾斜面SLA的另一端SLbA彼此的间隔)是在一对卡止部55A配置于开口31bA时仅弹性部52A的弹性变形的一部分可得以释放(即弹性部52A没有到达自然长度)的值。
因此,若将一对卡止部55A配置于开口31bA内,则通过弹性部52A的弹性力,卡止部55A按压开口31bA的内面,来自开口31bA的内面的反力被赋予卡止部55A(支承部56A)。由此,可动镜5A在镜面51aA与主面BsA交叉(例如垂直)的状态下,由从开口31bA的内面赋予支承部56A的弹性力的反力支承于安装区域31A。
特别地,卡止部55A抵接于开口31bA的倾斜面SLA。因此,卡止部55A由来自倾斜面SLA的反力的XA轴方向的分量在倾斜面SLA上朝向基准面SRA滑动,接触于倾斜面SLA并碰到基准面SRA。由此,卡止部55A内接于由倾斜面SLA与基准面SRA规定的角部,在XA轴方向以及YA轴方向的双方上被定位(由弹性力自动对准)。在此,卡止部55A的截面形状为四边形,所以从ZA轴方向观察,倾斜面SLA相对于卡止部55A点接触,基准面SRA相对于卡止部55A线接触。即,在此,开口31bA的内面从ZA轴方向观察时以两个点以及两条线与一对卡止部55A接触。
另一方面,如图2所示,从XA轴方向观察,在开口31bA的缘部从开口31bA的内面向卡止部55A赋予弹性力的反力。在可动镜5A的安装时,存在对卡止部55A的倾斜面55aA以及倾斜面55bA中的一方赋予反力的情况。在该情况下,由该反力的沿倾斜面55aA或倾斜面55bA的分量使倾斜面55aA以及倾斜面55bA中的一方在缘部滑动,沿ZA轴方向移动以到达倾斜面55aA与倾斜面55bA双方抵接于缘部的位置(即沿ZA轴方向夹着安装区域31A的位置)。由此,在该位置卡止部55A被卡止,可动镜5A关于ZA轴方向定位(由弹性力自动对准)。即,在可动镜5A中,利用弹性部52A的弹性力进行三维自动对准。
以上那样的可动镜5A例如由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成。因此,可动镜5A的厚度(与镜面51aA交叉的方向的大小)在各部分中固定,例如为320μm左右。此外,镜面51aA的直径例如为1mm左右。再有,弹性部52A的镜部51A侧的表面(内面)和镜部51A的弹性部52A侧的表面(外面)的间隔例如为200μm左右。弹性部52A的厚度(板簧的厚度)例如为10μm以上20μm以下左右。
[固定镜及其周边结构]
除了安装区域不可动,固定镜6A及其周边结构与上述的可动镜5A及其周边结构相同。即,如图5以及图6所示,固定镜(光学元件)6A具有:具有镜面(光学面)61aA的镜部(光学部)61A、环状的弹性部62A、将镜部61A与弹性部62A相互连接的连接部(第1连接部)63A、一对支承部66A、将支承部66A与弹性部62A相互连接的一对连接部(第2连接部)67A。镜部61A形成为圆板状。镜面61aA是镜部61A的圆形状的板面。固定镜6A在镜面61aA与基部BA的主面BsA交叉(例如垂直)的状态下安装于基部BA。
弹性部62A以从与镜面61aA交叉的方向(第2方向,YA轴方向)观察从镜部61A隔开且包围镜部61A的方式形成为圆环状。因此,弹性部62A设在镜部61A的周围,形成圆环状的环状区域AAA。连接部63A在与主面BsA交叉的方向(第3方向,ZA轴方向)上的镜部61A的中心,将镜部61A与弹性部62A相互连接。在此,设有单一的连接部63A。
弹性部62A由半圆状的板簧62aA、和与板簧62aA连续的半圆状的板簧62bA形成为圆环板状。板簧62aA是配置于相较于通过ZA轴方向上的镜部61A的中心的中心线CLA更靠近主面BsA侧(下述的脚部64A侧)的部分。中心线CLA是沿着沿镜面61aA以及主面BsA的方向(第1方向,XA轴方向)延伸的假想直线。板簧62bA是配置于相较于中心线CLA更靠近主面BsA的相反侧(与下述的脚部64A相反侧)的部分。板簧62aA的弹簧常数和板簧62bA的弹簧常数彼此相等。即,弹性部62A为相对于中心线CLA对称的形状,并且弹性部62A的弹簧常数在中心线CLA的两侧彼此相等。
支承部66A为截面矩形的棒状,以在XA轴方向夹着镜部61A以及弹性部62A的方式设置。支承部66A在沿YA轴方向对应于连接部63A的位置,通过连接部67A连接于弹性部62A。因此,例如在与连接部67A对应的位置,通过以从XA轴方向的两侧夹持支承部66A的方式对支承部66A施加力,可使弹性部62A弹性变形而在XA轴方向上压缩。即,沿XA轴方向的支承部66A的彼此的距离响应于弹性部62A的弹性变形而可变。此外,弹性部62A的弹性力可赋予支承部66A。还有,在此,一对连接部67A与连接部63A在中心线CLA上排列成一列。
支承部66A包含脚部64A。脚部64A整体上沿ZA轴方向从连接部67A越过镜面61aA向镜面61aA的一侧(在此为主面BsA侧)延伸。脚部64A包含卡止部65A。卡止部65A为脚部64A的前端侧的部分。卡止部65A整体上弯曲。卡止部65A包含倾斜面65aA以及倾斜面65bA。倾斜面65aA以及倾斜面65bA是一对卡止部65A中的彼此相对的面的相反侧的面(外面)。
倾斜面65aA在一对卡止部65A间在远离连接部67A的方向(ZA轴负方向)上相互靠近地倾斜。倾斜面65bA在ZA轴负方向上相互隔开地倾斜。从YA轴方向观察,倾斜面65aA、65bA相对于ZA轴的倾斜角与可动镜5A中的倾斜面55aA、55bA相同。
在此,在安装区域37A形成有开口37aA。在此,开口37aA在ZA轴方向上贯通器件层3A。因此,开口37aA连通(到达)至主面BsA与器件层3A中的主面BsA的相反侧的表面。开口37aA与安装区域31A中的开口31bA相同地,呈从ZA轴方向观察时的形状为梯形的柱状。
支承部66A在被赋予弹性部62A的弹性力的状态下插入该开口37aA。换言之,支承部66A(即固定镜6A)经由开口37aA贯通安装区域37A。更具体地,支承部66A之中的卡止部65A的一部分位于开口37aA内。在该状态下,卡止部65A接触于ZA轴方向上的开口37aA的一对缘部(主面BsA侧的缘部以及主面BsA的相反侧的缘部)。在此,倾斜面65aA接触于开口37aA的主面BsA侧的缘部,倾斜面65bA接触于开口37aA的主面BsA的相反侧的缘部。由此,在ZA轴方向上卡止部65A以夹着安装区域37A的方式卡止于安装区域37A。其结果,关于ZA轴方向,可抑制固定镜6A从基部BA脱出。
在此,在中间层4A形成有开口42A。开口42A在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域37A的开口37aA,在ZA轴方向上在中间层4A的两侧开口。在支承层2A形成有开口22A。开口22A在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域37A的开口37aA,在ZA轴方向上在支承层2A的两侧开口。在光模块1A中,由中间层4A的开口42A内的区域以及支承层2A的开口22A内的区域构成连续的空间S2A。即,空间S2A包含中间层4A的开口42A内的区域以及支承层2A的开口22A内的区域。
固定镜6A所具有的各卡止部65A的一部分位于空间S2A。具体地,各卡止部65A的一部分经由中间层4A的开口42A内的区域位于支承层2A的开口22A内的区域。各卡止部65A的一部分从器件层3A的中间层4A侧的表面向空间S2A内突出例如100μm左右。
在此,开口37aA的内面与安装区域31A中的开口31bA的内面相同地构成。因此,若将一对卡止部65A配置于开口37aA内,则通过弹性部62A的弹性力使卡止部65A按压开口37aA的内面,来自开口37aA的内面的反力被赋予卡止部65A(支承部66A)。由此,固定镜6A在镜面61aA与主面BsA交叉(例如垂直)的状态下,由从开口37aA的内面赋予支承部66A的弹性力的反力支承于基部BA。特别地,在固定镜6A中也与可动镜5A的情况相同地,进行利用了开口37aA的内面与弹性力的3维自动对准。
以上那样的固定镜6A也与可动镜5A相同地例如由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成。固定镜6A的各部分的大小例如与可动镜5A的各部分的上述大小与相同。
[作用以及效果]
在光模块1A中,可动镜5A包括:弹性部52A、彼此的距离响应于弹性部52A的弹性变形而可变的一对支承部56A。另一方面,在安装有可动镜5A的基部BA的安装区域31A,形成有与主面BsA连通的开口31bA。因此,作为一例,在使弹性部52A弹性变形而使支承部56A间的距离缩小的状态下将支承部56A插入开口31bA,通过释放弹性部52A的弹性变形的一部分,在开口31bA内支承部56A彼此的距离扩大,可使支承部56A抵接于开口31bA的内面。
由此,可动镜5A由从开口31bA的内面赋予支承部56A的反力支承。如此,在该光模块1A中,利用弹性力将可动镜5A安装于基部BA。因此,不考虑粘接剂的不良影响等,即,可不论安装区域31A的特性均可靠地安装光学元件。还有,在此,以可动镜5A为例对作用以及效果进行了说明,而关于固定镜6A也起到相同的作用以及效果。
此外,在可动镜5A中,设置成弹性部52A形成环状区域CAA。因此,与例如弹性部52A设为悬臂状态的情况(在该情况下,由弹性部52A形不成环状等的闭合区域)相比,弹性部52A的强度得以提高。因此例如,在可动镜5A的制造时或处置时,可抑制弹性部52A的破损。
此外,在光模块1A中,基部BA包括:支承层2A;设于支承层2A上且包含主面BsA以及安装区域31A的器件层3A。此外,开口31bA在与主面BsA交叉的方向(ZA轴方向)上贯通器件层3A。还有,支承部56A包含以与ZA轴方向上的开口31bA的一对缘部抵接的方式弯曲的卡止部55A。因此,卡止部55A在与开口31bA的一对缘部抵接的位置卡止于安装区域31A。因此,可将可动镜5A可靠地安装于基部BA,可关于与基部BA的主面BsA交叉的方向进行可动镜5A的定位此外,在光模块1A中,从ZA轴方向观察,开口31bA的内面包含:以从一端SLaA朝向另一端SLbA彼此的距离扩大的方式倾斜的一对倾斜面SLA、沿将一倾斜面SLA的另一端SLbA与另一倾斜面SLA的另一端SLbA连接的基准线BLA延伸的基准面SRA。因此,在将支承部56A插入开口31bA并将弹性部52A的弹性变形的一部分释放时,可由弹性力使支承部56A在倾斜面SLA上滑动且碰到基准面SRA。因此,可进行沿主面BsA的方向上的可动镜5A的定位。
此外,在光模块1A中,弹性部52A通过从XA轴方向观察以包围镜部51A的方式形成为环状而形成环状区域CAA。因此,在弹性部52A不产生端部,所以能够可靠地提高弹性部52A的强度。
此外,在光模块1A中,支承部56A包含:连接于弹性部52A的连接部57A;沿ZA轴方向从连接部57A越过镜面51aA地延伸而插入开口31bA的脚部54A。因此,可在使镜面51aA的整体从基部BA的主面BsA上突出的状态下,将可动镜5A安装于基部BA。
再有,在可动镜5A中,弹性部52A为相对于镜面51aA的中心线CLA对称的形状,并且弹性部52A的弹簧常数在中心线CLA的两侧彼此相等。因此即使例如沿YA轴方向使弹性部52A弹性变形时,可动镜5A的姿势也不容易变得不稳定(例如难以发生扭转)。此外,在释放弹性部52A的弹性变形的一部分时,可抑制从开口31bA的内面向一对支承部56A不均匀地输入反力。
在此,在光模块1A中,可动镜5A贯通器件层3A的安装区域31A,可动镜5A的各卡止部55A的一部分位于在支承层2A与器件层3A之间形成的空间S1A。由此例如各卡止部55A的大小等不受制限,所以可将可动镜5A稳定且牢固地固定于器件层3A的安装区域31A。由此,根据光模块1A,实现可动镜5A相对于器件层3A的可靠安装。
此外,在光模块1A中,可动镜5A的各卡止部55A的一部分经由中间层4A的开口41A内的区域位于支承层2A的开口21A内的区域。由此,可适宜地实现用于可动镜5A相对于器件层3A的可靠安装的构成。
此外,在光模块1A中,支承层2A为SOI基板的第1硅层,器件层3A为SOI基板的第2硅层,中间层4A为SOI基板的绝缘层。由此,可由SOI基板适宜地实现用于可动镜5A相对于器件层3A的可靠安装的构成。
此外,在光模块1A中,可动镜5A的镜面51aA相对于器件层3A位于支承层2A的相反侧。由此,可简化光模块1A的构成。
此外,在光模块1A中,可动镜5A、固定镜6A以及分束器7A以构成干涉光学系统10A的方式配置。由此,可获得灵敏度提高的FTIR。
此外,在光模块1A中,光入射部8A配置成使测定光从外部向干涉光学系统10A入射,光出射部9A配置成使测定光从干涉光学系统10A向外部出射。由此,可获得包括光入射部8A以及光出射部9A的FTIR。
[变形例]
以上,对本公开的一方面的一实施方式进行了说明,但本公开的一方面不限于上述实施方式。例如,各构成的材料以及形状不限于上述材料以及形状,可采用各种材料以及形状。
此外,空间S1A只要形成于支承层2A与器件层3A之间,至少对应于安装区域31A以及驱动区域32A,如图7以及图8所示,可采用各种方式。
在图7所示的构成中,取代开口21A,在支承层2A形成在器件层3A侧开口的凹部23A,由中间层4A的开口41A内的区域以及支承层2A的凹部23A内的区域构成空间S1A。在该情况下,支承层2A的凹部23A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围。可动镜5A的各卡止部55A的一部分经由中间层4A的开口41A内的区域位于凹部23A内的区域。由该构成也可适宜地实现用于可动镜5A相对于器件层3A的可靠安装的构成。
在图8的(a)所示的构成中,支承层2A的开口21A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含可动镜5A的各卡止部55A移动的范围。在图8的(b)所示的构成中,支承层2A的凹部23A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含可动镜5A的各卡止部55A移动的范围。在这些情况下,中间层4A的开口41A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。任一构成在安装区域31A沿方向AA往复移动时,可动镜5A的各卡止部55A之中位于空间S1A的一部分均不会与中间层4A以及支承层2A接触。
此外,支承层2A与器件层3A也可不隔着中间层4A地相互接合。在该情况下,支承层2A例如由硅、硼硅酸玻璃、石英玻璃或陶瓷形成,器件层3A例如由硅形成。支承层2A与器件层3A例如通过基于表面活性化的常温接合、低温等离子体接合、进行高温处理的直接接合、绝缘树脂粘接、金属接合或基于玻璃料的接合等相互接合。在该情况下,空间S1A只要形成于支承层2A与器件层3A之间,至少对应于安装区域31A以及驱动区域32A,则如图9、图10、图11以及图12所示,可采用各种方式。由任一构成都可适宜地实现用于可动镜5A相对于器件层3A的可靠安装的构成。
在图9的(a)所示的构成中,由支承层2A的开口21A内的区域构成空间S1A。在该情况下,支承层2A的开口21A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。可动镜5A的各卡止部55A的一部分位于支承层2A的开口21A内的区域。
在图9的(b)所示的构成中,由支承层2A的凹部23A内的区域构成空间S1A。在该情况下,支承层2A的凹部23A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。可动镜5A的各卡止部55A的一部分位于支承层2A的凹部23A内的区域。
在图10的(a)所示的构成中,在器件层3A形成在支承层2A侧开口的凹部(第1凹部)38A,由器件层3A的凹部38A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域构成空间S1A。在该情况下,器件层3A的凹部38A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围。器件层3A的凹部38A内的区域形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。可动镜5A的各卡止部55A的一部分经由器件层3A的凹部38A内的区域位于支承层2A的开口21A内的区域。
在图10的(b)所示的构成中,凹部38A形成于器件层3A,由器件层3A的凹部38A内的区域以及支承层2A的凹部(第2凹部)23A内的区域构成空间S1A。在该情况下,器件层3A的凹部38A内的区域以及支承层2A的凹部23A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围。器件层3A的凹部38A内的区域形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。可动镜5A的各卡止部55A的一部分经由器件层3A的凹部38A内的区域位于支承层2A的凹部23A内的区域。
在图11的(a)所示的构成中,凹部38A形成于器件层3A,由器件层3A的凹部38A内的区域以及支承层2A的开口21A内的区域构成空间S1A。在该情况下,器件层3A的凹部38A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。支承层2A的开口21A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含可动镜5A的各卡止部55A移动的范围。可动镜5A的各卡止部55A的一部分经由器件层3A的凹部38A内的区域位于支承层2A的开口21A内的区域。
在图11的(b)所示的构成中,凹部38A形成于器件层3A,由器件层3A的凹部38A内的区域以及支承层2A的凹部(第2凹部)23A内的区域构成空间S1A。在该情况下,器件层3A的凹部38A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。支承层2A的凹部23A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含可动镜5A的各卡止部55A移动的范围。可动镜5A的各卡止部55A的一部分经由器件层3A的凹部38A内的区域位于支承层2A的凹部23A内的区域。
在图12所示的构成中,凹部38A形成于器件层3A,由器件层3A的凹部38A内的区域构成空间S1A。在该情况下,器件层3A的凹部38A内的区域在从ZA轴方向观察的情况下包含安装区域31A移动的范围,形成用于使安装区域31A以及驱动区域32A之中的应从支承层2A隔开的部分从支承层2A隔开的间隙。可动镜5A的各卡止部55A的一部分位于器件层3A的凹部38A内的区域。
此外,如图13的(a)以及(b)所示,也可使可动镜5A的各脚部54A的一部分以及各卡止部55A的一部分位于空间S1A,可动镜5A的镜面51aA相对于支承层2A位于器件层3A的相反侧。在该情况下,固定镜6A的镜面61aA以及分束器7A的光学功能面7aA也相对于支承层2A位于器件层3A的相反侧。还有,在如图13的(b)所示的构成中,在器件层3A一体地设有向与支承层2A相反侧突出的间隔件39A。间隔件39A相较于可动镜5A的各卡止部55A之中从器件层3A向与支承层2A相反侧突出的部分进一步突出,对该部分进行保护。此外,在此,开口31bA经由由间隔件39A规定的空间与主面BsA连通。或者,在此,开口31bA经由空间S1A与作为与主面BsA相反侧的表面的另一主面连通。
在此,在上述实施方式中,针对可动镜5A的镜面51aA的整体向主面BsA或基部BA中的与主面BsA相反侧的表面突出的情况进行了说明。但是,可动镜5A的方式不限于该情况。例如,可动镜5A的镜面51aA的一部分也可配置于基部BA的内部。以下,对该例进行说明。
如图14、如图15以及图16所示,在此,可动镜5AA与图2所示的可动镜5A相比,在代替支承部56A而具有支承部56AA这一点不同于可动镜5A。支承部56AA的与弹性部52A的关系和支承部56A相同。对此,支承部56AA在不包含脚部54A这一点与支承部56A不同。
即,在此,支承部56AA的整体设为卡止部55A。由此,支承部56AA设为相对于ZA轴方向上的镜面51aA的中心线CLA对称的形状,不具有在中心线CLA的一侧相对长地延伸的部分。因此,在此,支承部56AA在可动镜5AA的整体经由开口31bA贯通安装区域31A的状态下支承着可动镜5AA。镜面51aA与安装区域31A交叉。
在此,卡止部55A(支承部56AA)的一部分(中心部分)沿YA轴方向与镜部51A重叠。于是,可动镜5AA在其卡止部55A卡止于器件层3A,并支承于安装区域31A。因此,与由在中心线CLA的一侧相对长地延伸的支承部56A(脚部54A)支承可动镜5A的情况相比,支承点与重心的偏离小,可实现稳定的安装。
具体地,作为一例,支承部56AA以ZA轴方向上的镜面51aA的中心线CLA与器件层3A的厚度方向的中心一致的方式支承可动镜5AA。因此,镜面51aA的一部分(在此为一半以上)位于相较于主面BsA更靠近支承层2A侧。对此,在此,开口31bA以到达安装区域31A中的镜面51aA的面对的一侧的端部的方式延伸并被开放。因此,在该情况下,通过向镜面51aA的测定光L0A的光路的控制,也可避免测定光L0A在安装区域31A干涉,有效地利用镜面51aA的整体。
如以上那样,在可动镜5AA中,支承部56AA(在此,可动镜5AA的整体)相对于ZA轴方向上的镜面51aA的中心线CLA对称地形成。于是,可动镜5AA在与其中心线CLA对应的位置由支承部56AA支承。因此,关于ZA轴方向,使支承点与重心实质上一致,从而可实现更稳定的安装。
此外,在上述实施方式中固定镜6A安装于器件层3A,但固定镜6A也可安装于支承层2A或中间层4A。此外,在上述实施方式中分束器7A安装于支承层2A,但分束器7A也可安装于器件层3A或中间层4A。此外,分束器7A不限于立方体类型的分束器,也可为板型的分束器。
此外,除了光入射部8A以外,光模块1A也可还包括产生向光入射部8A入射的测定光的发光元件。或者,光模块1A也可代替光入射部8A而包括产生向干涉光学系统10A入射的测定光的发光元件。此外,除了光出射部9A以外,光模块1A也可还包括检测从光出射部9A出射的测定光(干涉光)的受光元件。或者,光模块1A也可代替光出射部9A而包括检测从干涉光学系统10A出射的测定光(干涉光)的受光元件。
此外,也可在支承层2A以及中间层4A(中间层4A不存在的情况下仅在支承层2A)设置与各致动器区域33A电连接的第1贯通电极、以及与各弹性支承区域34A的两端部34aA分别电连接的第2贯通电极,对第1贯通电极与第2贯通电极之间施加电压。此外,移动安装区域31A的致动器不限于静电致动器,例如也可为压电式致动器、电磁式致动器等。此外,光模块1A不限于构成FTIR的光模块,也可为构成其它的光学系统的光模块。
接着继续说明变形例。还有,以下,使用可动镜5A、5AA以及开口31bA说明变形例,对固定镜6A以及开口37aA也可有相同的变形。如图17所示,可动镜5A也可具有将镜部51A与弹性部52A相互连接的多个连接部(第1连接部)53A。
在图17的(a)所示例中,可动镜5A具有一对连接部53A。在此,一对连接部53A配置于与一对连接部57A不同的位置。一对连接部53A分配地配置于中心线CLA的两侧。特别地,在此,一对连接部53A配置于相对于中心线CLA对称的位置。因此,在此,相对于连结一对连接部53A的直线,弹性部52A以及可动镜5A的整体对称地构成。
此外,在图17的(b)所示例中,可动镜5A具有3个连接部53A。3个连接部53A配置于与一对连接部57A不同的位置。在此,3个连接部53A之中的1个连接部53A与两个连接部53A分配地配置于中心线CLA的两侧。相同地,在图17的(c)所示例中,可动镜5A具有4个连接部53A。4个连接部53A配置于与一对连接部57A不同的位置。在此,4个连接部53A各两个地分配地配置于中心线CLA的两侧。
另一方面,如图18的(a)所示,可动镜5A可具有多个弹性部52A。在此,可动镜5A具有一对弹性部52A。一对弹性部52A各自形成为圆环板状,彼此同心地配置。换言之,在此,一弹性部52A以包围镜部51A的方式设置,另一弹性部52A以包围该一弹性部52A以及镜部51A的方式设置。弹性部52A分别形成环状区域CAA。
另一方面,弹性部52A不限于圆环板状,如图18的(b)所示也可为椭圆环板状。即,从与镜面51aA交叉的方向(XA轴方向)观察,弹性部52A也可为椭圆状。在此,一对连接部53A配置于与弹性部52A的椭圆的长轴对应的位置。此外,一对连接部57A配置于与弹性部52A的椭圆的短轴对应的位置。
继续弹性部52A的变形例的说明。在图19的(a)所示例中,可动镜5A包括:长方形板状的一对弹性部52A、将弹性部52A彼此相互连接的一对板状的连接部58A。弹性部52A以在YA轴方向上夹着镜部51A的方式配置于镜部51A的两侧。弹性部52A与支承部56A大致平行地沿ZA轴方向延伸。连接部58A设于弹性部52A的长边方向的两端部,将弹性部52A彼此连接。由此,在此,由弹性部52A与连接部58A形成矩形环状的环状区域CAA。还有,在此,单一的连接部53A经由连接部58A将弹性部52A与镜部51A相互连接。
此外,在图19的(b)所示的例中,可动镜5A具有一对弹性部52A。在此,弹性部52A以在ZA轴方向上夹着镜部51A的方式配置于镜部51A的两侧。弹性部52A分别形成为波板状。即,从XA轴方向观察,弹性部52A为波形状(在此为矩形波形状)。弹性部52A分别在其两端部连接于支承部56A。由此,在此,由弹性部52A与支承部56A形成大致矩形的环状区域CAA。此外,在此,连接部53A将支承部56A与镜部51A相互连接。如此,镜部51A也可与支承部56A连接。
此外,在图19的(c)所示的例中,可动镜5A具有一对弹性部52A。在此,弹性部52A以在ZA轴方向上夹着镜部51A的方式配置于镜部51A的两侧。弹性部52A分别形成为V字板状。即,从XA轴方向观察,弹性部52A为V字状。弹性部52A分别在其两端部连接于支承部56A。由此,在此,由弹性部52A与支承部56A形成大致矩形的环状区域CAA。还有,在此,连接部53A将支承部56A与镜部51A相互连接。
此外,在图20的(a)所示例中,弹性部52A也可由从XA轴方向观察彼此相反朝向地配置的一对半圆部和将半圆部彼此连接的一对直线部形成为环状。或者,如图20的(b)所示,弹性部52A也可由从XA轴方向观察彼此相同朝向地配置的一对半圆部和将半圆部彼此连接的一对直线部形成为环状。
此外,如图21所示,弹性部52A也可形成为从XA轴方向观察将环的一部分切口的形状。在图21的(a)所示例中,弹性部52A设为相对于圆环在中心线CLA的两侧设有一对切口部52cA的形状。即,在此,弹性部52A由在切口部52cA相互隔开的一对圆弧状部分52dA构成。连接部53A在圆弧状部分52dA的各自的端部将弹性部52A与镜部51A相互连接。由此,在此,由一圆弧状部分52dA、与该一圆弧状部分52dA连接的一对连接部53A、和镜部51A,形成1个环状区域CAA。
在图21的(b)、(c)所示例中,弹性部52A通过单一的切口部52cA构成为单一圆弧状部分52dA。连接部53A在弹性部52A的端部将弹性部52A与镜部51A彼此连接。由此,在此,由弹性部52A、一对连接部53A与镜部51A形成环状区域CAA。还有,在此,连接部53A经由切口部52cA将支承部56A与镜部51A连接。即,也可将镜部51A直接与支承部56A连接。
在图22的(a)所示例中,与图2所示的方式相比,卡止部55A的形状发生了变更。在此,卡止部55A从脚部54A向与连接部57A相反方向(ZA轴负方向)延伸并形成终端。即,卡止部55A包含端部55cA。此外,卡止部55A包含从相较于端部55cA更靠近连接部57A侧的位置向另一卡止部55A侧突出的突出部55dA。突出部55dA包含倾斜面55bA。端部55cA与倾斜面55bA沿ZA轴方向彼此相对。
端部55cA接触于主面BsA上的开口31bA的周缘部。另一方面,倾斜面55bA接触于开口31bA的主面BsA的相反侧的缘部。由此,在ZA轴方向上卡止部55A以夹着安装区域31A的方式卡止于安装区域31A。即,在此,支承部56A包含以抵接于与主面BsA交叉的方向上的开口31bA的一对缘部的方式弯曲的卡止部55A。其结果,关于ZA轴方向,可抑制可动镜5A从基部BA脱出。
在图22的(b)所示例中,卡止部55A具有倾斜面55aA,并且在相较于倾斜面55aA更靠近前端侧以向连接部57A侧折回的方式弯曲并形成终端。即,卡止部55A包含端部55cA。端部55cA与倾斜面55aA沿ZA轴方向彼此相对。
端部55cA接触于与主面BsA相反侧的面上的开口31bA的周缘部。另一方面,倾斜面55aA接触于开口31bA的主面BsA侧的缘部。由此,在ZA轴方向上卡止部55A以夹着安装区域31A的方式卡止于安装区域31A。即,在此,支承部56A包含以抵接于与主面BsA交叉的方向上的开口31bA的一对缘部的方式弯曲的卡止部55A。其结果,关于ZA轴方向,可抑制可动镜5A从基部BA脱出。
接着,如图15所示的可动镜5AA的变形例进行说明。图23的(a)所示的可动镜5AA还具有一对把手部59A。此外,在此,弹性部52A由半圆状的板簧52aA与板簧52bA构成。板簧52aA、52bA彼此相反朝向地配置,由支承部56AA(卡止部55A)彼此连接。由此,在此,由弹性部52A与支承部56AA形成大致椭圆状的环状区域CAA。
把手部59A配置于环状区域CAA的内侧。把手部59A呈U字状,其两端连接于支承部56AA。一对支承部56AA以及一对把手部59A在中心线CLA上排列成一列。连接部53A连接于一把手部59A。因此,连接部53A经由把手部59A将支承部56AA与镜部51A相互连接。在该可动镜5AA中,例如,通过在把持一对把手部59A的状态下对把手部59A施加力以使把手部59A彼此靠近,可使弹性部52A沿YA轴方向压缩地弹性变形。
如图23的(b)所示,把手部59A也可设于弹性部52A。在此,把手部59A向环状区域CAA的外侧突出。一对把手部59A分配地配置于中心线CLA的两侧。特别地,在此,一对把手部59A配置于相对于中心线CLA对称的位置。在该可动镜5AA中,例如,通过在把持一对把手部59A的状态下对把手部59A施加力以使把手部59A彼此远离,可使弹性部52A沿YA轴方向压缩地弹性变形。
还有,如图23的(c)所示,在将一对支承部56AA与一对把手部59A沿中心线CLA配置成一列的情况下,也可以向环状区域CAA的外侧突出的方式将把手部59A连接于支承部56AA。
接着,对图4所示的开口31bA的变形例进行说明。如图24的(a)所示,开口31bA的从ZA轴方向观察时的形状也可为三角形。在该情况下,开口31bA的内面由一对倾斜面SLA与基准面SRA构成。在此,倾斜面SLA的一端SLaA彼此相互连接。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与基准面SRA规定的角部,可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
在图24的(b)所示例中,开口31bA的从ZA轴方向观察时的形状为六边形。在该情况下,开口31bA的内面包含一对倾斜面SLA、向与倾斜面SLA相反侧倾斜的一对倾斜面SKA。一对倾斜面SKA以从一端SKaA朝向另一端SKbA彼此的距离扩大的方式倾斜。在此,倾斜面SLA的另一端SLbA与倾斜面SKA的另一端SKbA彼此连接,形成1个角部。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与倾斜面SKA规定的角部,可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。在此,从ZA轴方向观察,1个卡止部55A在两个点接触于开口31bA的内面。
如图24的(c)所示,倾斜面SLA也可为曲面。在该情况下,一对倾斜面SLA以从一端SLaA朝向另一端SLbA彼此距离扩大的方式倾斜并且弯曲。在此,从ZA轴方向观察,倾斜面SLA以倾斜面SLA的切线的相对于XA轴的倾斜从一端SLaA朝向另一端SLbA逐渐扩大的方式弯曲。倾斜面SLA以朝向开口31bA的内侧凸出的方式弯曲。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与基准面SRA规定的角部,也可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
在图25的(a)所示例中,倾斜面SLA以及倾斜面SKA的双方为朝开口31bA的内侧凸出的曲面。此外,倾斜面SLA的另一端SLbA与倾斜面SKA的另一端SKbA经由沿XA轴方向延伸的连接面彼此连接。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与倾斜面SKA规定的角部,可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
在图25的(b)所示例中,从ZA轴方向观察分割成两个部分31pA。两个部分31pA分别具有倾斜面SLA与基准面SRA。即,在此,基准面SRA也分割成两个部分。但是,从ZA轴方向观察,基准面SRA整体上沿将一部分31pA的倾斜面SLA的另一端SLbA与另一部分31pA的倾斜面SLA的另一端SLbA连接的基准线BLA延伸。在该情况下,1个卡止部55A插入开口31bA的1个部分31pA。于是,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与基准面SRA规定的角部,可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
在图25的(c)所示的例中,从ZA轴方向观察分割成两个部分31pA。两个部分31pA分别具有倾斜面SLA与倾斜面SKA。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与倾斜面SKA规定的角部,也可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
在图26的(a)所示例中,开口31bA的从ZA轴方向观察时的形状为菱形。在此,开口31bA的内面由倾斜面SLA与倾斜面SKA构成。即,在此,除了倾斜面SLA与倾斜面SKA彼此相互连接以外,倾斜面SLA的一端SLaA彼此相互连接,并且倾斜面SKA的一端SKaA彼此相互连接。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与倾斜面SKA规定的角部,也可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
再有,如图26的(b)所示例中,倾斜面SLA的另一端SLbA与倾斜面SKA的另一端SKbA经由沿XA轴方向延伸的连接面彼此连接。此外,倾斜面SLA的一端SLaA彼此相互连接,并且倾斜面SKA的一端SKaA彼此相互连接。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与倾斜面SKA规定的角部,也可关于XA轴方向以及YA轴方向的双方进行可动镜5A的定位。
在此,在上述中,以通过沿支承部56A相对的方向使弹性部52A以压缩的方式弹性变形,缩小支承部56A彼此的间隔而将卡止部55A插入开口31bA的情况进行了例示。但是,也可采用使支承部56A彼此的间隔扩大后将卡止部55A插入开口31bA的变形例。
即,可动镜5A以及开口31bA可如图27以及图28所示变形。在图27的例中,支承部56A包括脚部54A、卡止部55A,但卡止部55A的弯曲的方向不同于图2的例。卡止部55A在一对支承部56A间以朝彼此的相对方向的相反侧凸出的方式弯曲。于是,卡止部55A包含倾斜面55aA以及倾斜面55bA来作为一对支承部56A间彼此相对的面(内面)。
倾斜面55aA以朝远离连接部57A的方向(ZA轴负方向)相互隔开的方式倾斜。此外,倾斜面55bA以朝ZA轴负方向相互靠近的方式倾斜。各自的相对于ZA轴的倾斜角的绝对值与上述的例相同。还有,在此,对于支承部56A的各个设有把手部59A。把手部59A以在YA轴方向上夹着镜部51A以及弹性部52A的方式配置。把手部59A以及连接部57A在中心线CLA上排列成一列。
在图27的(a)的例中,把手部59A形成为U字状,在与支承部56A之间形成孔部59sA。因此例如可通过将臂插入孔部59sA,对把手部59A施加力以使支承部56A彼此的间隔扩大。此外,在如图27的(b)的例中,把手部59A形成为直线状。因此,可通过捏着把手部59A,对把手部59A施加力以使支承部56A彼此的间隔扩大。在这些情况下,弹性部52A以沿YA轴方向拉长的方式弹性变形。
与此相对应,可如图28所示使开口31bA变形。在图28的(a)的例中,开口31bA分割成两个3角形状的部分31pA。在图27所示的可动镜5A中,若在将卡止部55A插入开口31bA的状态下释放弹性部52A的弹性变形的一部分,则卡止部55A彼此以相互靠近的方式位移。为了利用该位移以进行自动对准,在开口31bA的各自的部分31pA,作为YA轴方向上的安装区域31A的中心侧的面而形成有倾斜面SLA。
倾斜面SLA包含一端SLaA与另一端SLbA。一端SLaA以及另一端SLbA为从ZA轴方向观察时的倾斜面SLA的两端部。一对倾斜面SLA以从一端SLaA朝向另一端SLbA彼此的距离缩小的方式(例如相对于XA轴)倾斜。各自的部分31pA的基准面SRA,从ZA轴方向观察,沿将一倾斜面SLA的另一端SLbA与另一倾斜面SLA的另一端SLbA彼此连接的基准线BLA延伸。
因此,若将一对卡止部55A配置于开口31bA内,则卡止部55A由来自倾斜面SLA的反力的XA轴方向的分量在倾斜面SLA上朝向基准面SRA滑动,与倾斜面SLA接触并碰到基准面SRA。由此,卡止部55A内接于由倾斜面SLA与基准面SRA规定的角部,在XA轴方向以及YA轴方向的双方进行定位(由弹性力自动对准)。
在图28的(b)的例中,开口31bA分割成两个菱形状的部分31pA。在开口31bA的各自的部分31pA中,作为YA轴方向上的安装区域31A的中心侧的一对面,形成有倾斜面SLA以及倾斜面SKA。在着眼于1个部分31pA时,倾斜面SLA与倾斜面SLA朝相反侧倾斜。倾斜面SKA以从一端SKaA朝向另一端SKbA彼此的距离缩小的方式倾斜。在此,倾斜面SLA的另一端SLbA与倾斜面SKA的另一端SKbA彼此连接,形成1个角部。在该情况下,通过使卡止部55A内接于由倾斜面SLA与倾斜面SKA规定的角部,在XA轴方向以及YA轴方向的双方进行定位(由弹性力自动对准)。
以上,对可动镜5A、5AA以及开口31bA的各种变形例进行了说明,但可动镜5A、5AA以及开口31bA的变形例不限于上述。例如,可动镜5A、5AA以及开口31bA可设成将上述变形例的任意的一部分彼此交换而构成的其它的变形例。还有,对固定镜6A以及开口37aA也相同。
再有,上述实施方式中,作为安装于基部BA的光学元件,例示了可动镜以及固定镜。在该例中,光学面为镜面。但是,成为安装对象的光学元件不限于镜,例如,可设为光栅或光学滤波器等任意对象。
此外,镜部51A、61A以及镜面51aA、61aA的形状不限于圆形,也可为矩形及其它形状。对以上的第1实施方式附注如下。
[附注1]
一种光模块,包括光学元件与安装有所述光学元件的基部,
所述光学元件包括:具有光学面的光学部;以形成环状区域的方式设于所述光学部的周围的弹性部;在沿所述光学面的第1方向上以夹着所述光学部的方式设置、且响应于所述弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变的一对支承部,
所述基部具有:主面、设有与所述主面连通的开口的安装区域,
所述支承部在被赋予所述弹性部的弹性力的状态下插入所述开口,
所述光学元件在所述光学面与所述主面交叉的状态下,由从所述开口的内面赋予所述支承部的所述弹性力的反力支承于所述安装区域。
[附注2]
附注1所述的光模块,其中,
所述基部包括:支承层;设在所述支承层上,且包含所述主面以及所述安装区域的器件层,
所述开口在与所述主面交叉的方向上贯通所述器件层,
所述支承部包含以抵接于与所述主面交叉的方向上的所述开口的一对缘部的方式弯曲的卡止部。
[附注3]
附注1或2所述的光模块,其中,
从与所述主面交叉的方向看,所述开口的内面包含:以从一端朝向另一端彼此的距离扩大的方式倾斜的一对倾斜面、沿将一所述倾斜面的所述另一端与另一所述倾斜面的所述另一端连接的基准线延伸的基准面。
[附注4]
附注1~3的任一项所述的光模块,其中,
所述光学元件具有将所述光学部与所述弹性部相互连接的第1连接部。
[附注5]
附注1~4的任一项所述的光模块,其中,
所述弹性部通过以从与所述光学面交叉的第2方向观察包围所述光学部的方式形成环状而形成所述环状区域。
[附注6]
附注1~5的任一项所述的光模块,其中,
所述支承部包含:连接于所述弹性部的第2连接部;沿着沿所述光学面并与所述第1方向交叉的第3方向从所述第2连接部越过所述光学面地延伸且插入所述开口的脚部。
[附注7]
附注2所述的光模块,其中,还包括:
安装于所述支承层、所述器件层或中间层的固定镜、
安装于所述支承层、所述器件层或所述中间层的分束器,
所述光学元件是包含作为镜面的所述光学面的可动镜,
所述器件层具有与所述安装区域连接的驱动区域,
所述可动镜、所述固定镜以及所述分束器以构成干涉光学系统的方式配置。
[附注8]
附注7所述的光模块,其中,
所述基部具有设在所述支承层与所述器件层之间的所述中间层,
所述支承层为SOI基板的第1硅层,
所述器件层为所述SOI基板的第2硅层,
所述中间层为所述SOI基板的绝缘层。
[附注9]
附注7或8所述的光模块,还包括:
配置成使测定光从外部入射到所述干涉光学系统的光入射部、和配置成使所述测定光从所述干涉光学系统向外部出射的光出射部。
[第2实施方式]
已知利用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems(微机电系统))技术在SOI(Silicon On Insulator(绝缘体上硅))基板形成有干涉光学系统的光模块(例如,参照日本特表2012-524295号公报)。这样的光模块由于能够提供实现高精度的光学配置的傅立叶变换型红外分光分析仪(FTIR)而受到注目。
在美国专利申请公开第2002/0186477号说明书中,记载有光学系统的制造工艺。该工艺中,首先,准备模板基板以及光具座。在模板基板上,由蚀刻形成对准狭缝。在光具座的主面上配置焊盘。接着,将模板基板安装于光具座的主面,以将对准狭缝配置于焊盘上。接着,一边使用对准狭缝的侧壁对光学要素进行定位一边将其插入对准狭缝,使其位于焊盘上。于是,通过焊盘的回流而将光学要素粘接于光具座。
上述那样的光模块例如在可动镜的大小依赖于对SOI基板的深沟加工的达成度方面存在如下的课题。即,对SOI基板的深沟加工的达成度最大也就在500μm左右,在增大可动镜的大小来提高FTIR的灵敏度时存在极限。于是,考虑将分体形成的可动镜安装于器件层(例如在SOI基板中形成有驱动区域的层)的技术。
对此,在制作日本特表2012-524295号公报所述的MEMS器件时,若使用专利文献2所述的工艺方法,则成为相对于连接于致动器且设为可动的安装区域,通过焊盘的回流来粘接并安装可动镜这样的光学要素。在该情况下,若不充分地控制焊盘的使用量或形成区域等,则存在焊盘的粘接会影响安装区域的驱动的风险。因此,根据光学要素的安装区域的特性,存在不能适用日本特表2012-524295号公报所述的工艺的情况。
本公开的另一方面目的在于提供一种能够不论安装区域的特性均可靠地安装光学元件的光模块及其安装方法。
本公开的又一方面所涉及的光模块包括光学元件与安装有光学元件的基部,光学元件具有:具有光学面的光学部、可弹性变形的弹性部、以彼此相对的方式设置并响应于弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变的一对支承部、为了使弹性部弹性变形以使一对支承部间的距离变化而使用的把手,基部具有:主面、设有与主面连通的开口的安装区域,一对支承部在被赋予弹性部的弹性力的状态下插入开口,光学元件由从开口的内面赋予的弹性力的反力支承于安装区域,在光学元件安装于安装区域的状态下,把手相对于光学部以及一对支承部位于与主面交叉的方向的一侧。
在该光模块中,光学元件具有:弹性部、彼此的距离响应于弹性部的弹性变形而可变的一对支承部。另一方面,在安装有光学元件的基部的安装区域,形成有与主面连通的开口。因此,作为一例,通过在使弹性部弹性变形而使支承部间的距离缩小的状态下将支承部插入开口,释放弹性部的弹性变形的一部分,从而在开口内支承部彼此的距离扩大,可使支承部抵接于开口的内面。由此,光学元件由从开口的内面赋予支承部的反力支承。如此,在该光模块中,利用弹性力将光学元件安装于基部。因此,可减少粘接剂的使用量,或者不需要粘接剂,可不考虑粘接剂的影响等,即,可不论安装区域的特性均可靠地安装光学元件。
再有,在该光模块中,光学元件具有用于使弹性部弹性变形以使一对支承部间的距离变化的把手。在光学元件安装于安装区域的状态下,该把手相对于光学部以及一对支承部位于与主面交叉的方向上的一侧。因此,在使用把手使弹性部弹性变形而使一对支承部间的距离变化的状态下,在将一对支承部插入开口的情况下,光学部难以成为操作的妨碍。因此,可容易地将光学元件安装于基部。由此,根据该光模块,可使得光模块的安装工序容易化。
在本公开的另一方面的光模块中,把手可用于使一对支承部间的距离缩小,或者,也可用于使一对支承部间的距离扩大。由此,可适宜地实现用于容易安装光学元件的构成。
在本公开的另一方面的光模块中,把手可具有通过在相互离开方向上位移而使一对支承部间的距离变化的一对位移部,或者,也可具有通过在相互靠近方向上位移而使一对支承部间的距离变化的一对位移部。由此,可更容易地将光学元件安装于基部。
在本公开的另一方面的光模块中,在从和与主面交叉的方向、以及一对位移部彼此相对方向的双方垂直的方向观察的情况下,一对位移部可以随着朝向与主面交叉的方向上的一侧彼此的距离扩大的方式倾斜地配置。由此,例如,通过使从与主面交叉的方向上的一侧进入一对位移部之间的焊盘压到一对位移部,并使其向该方向上的另一侧在一对位移部上滑动,可使一对位移部朝相互离开的方向位移。因此,可进一步使光模块的安装工序容易化。
在本公开的另一方面的光模块中,在光学元件安装于安装区域的状态下,把手也可相对于弹性部位于与主面交叉的方向上的一侧。由此,在使用把手使弹性部弹性变形而使一对支承部间的距离变化的状态下,在将一对支承部插入开口的情况下,弹性部难以成为操作的妨碍。因此,可更容易地将光学元件安装于基部。
在本公开的另一方面所涉及的光模块中也可以是,基部具有:支承层、设于支承层上并包含主面以及安装区域的器件层,开口在与主面交叉的方向上贯通器件层,支承部包含以抵接于与主面交叉的方向上的开口的一对缘部的方式弯曲的卡止部。在该情况下,卡止部在抵接于开口的一对缘部的位置卡止于安装区域。因此,能更可靠地将光学元件安装于基部,并可关于与基部的主面交叉的方向进行光学元件的定位。
本公开的另一方面所涉及的光模块也可以是,还包括:安装在支承层、器件层、以及设在支承层与器件层之间的中间层中的至少一者的固定镜;安装在支承层、器件层以及中间层中的至少一者的分束器,光学元件是包含作为镜面的光学面的可动镜,器件层具有与安装区域连接的驱动区域,可动镜、固定镜以及分束器以构成干涉光学系统的方式配置。在该情况下,可获得灵敏度提高的FTIR。此外,在此,安装有可动镜的安装区域具有连接于驱动区域而被驱动的特性。因此,容易受到粘接剂的不良影响等,所以上述的构成更为有效。
在本公开的另一方面所涉及的光模块中,基部具有设在支承层与器件层之间的中间层,支承层为SOI基板的第1硅层,器件层为SOI基板的第2硅层,中间层为SOI基板的绝缘层。在该情况下,可由SOI基板适宜地实现用于可动镜向器件层的可靠安装的构成。
本公开的另一方面所涉及的光模块也可具有:配置成使测定光从外部入射到干涉光学系统的光入射部、配置成使测定光从干涉光学系统向外部出射的光出射部。在该情况下,可获得包括光入射部以及光出射部的FTIR。
本公开的另一方面的光模块的安装方法包括:在通过对把手施加力而使一对支承部间的距离变化的状态下,将一对支承部插入开口的第1步骤;通过释放施加到把手的力,使一对支承部抵接于开口的内面而将光学元件固定于基部的第2步骤。
在该光模块的安装方法中,利用弹性部的弹性力将光学元件安装于基部。由此,可减少粘接剂的使用量,或者不需要粘接剂,可不考虑粘接剂的影响等,即,不论安装区域的特性均能够可靠地安装光学元件。此外,在通过对把手施加力而使一对支承部间的距离变化的状态下,将一对支承部插入开口。此时,在光学元件安装于安装区域的状态下,把手设置成相对于光学部以及一对支承部位于和主面交叉的方向上的一侧,所以光学部难以成为操作的妨碍。因此,可在使一对支承部间的距离变化的状态下,将一对支承部容易地插入开口。由此,根据该光模块的安装方法,光模块的安装工序容易化。
根据本公开的另一方面,可提供能够不论安装区域的特性均可靠地安装光学元件的光模块。
以下,参照附图详细地说明本公开的又一方面的实施方式。再有,在各图中对相同或相当的部分赋予相同的标号,省略重复的部分。
[光模块的构成]
图29所示,光模块1B包括基部BB。基部BB包括主面BsB。基部BB包括:支承层2B、设于支承层2B上的器件层3B、设于支承层2B与器件层3B之间的中间层4B。在此,主面BsB为器件层3B的与支承层2B相反侧的表面。支承层2B、器件层3B以及中间层4B由SOI基板构成。具体地,支承层2B为SOI基板的第1硅层。器件层3B为SOI基板的第2硅层。中间层4B为SOI基板的绝缘层。支承层2B、器件层3B以及中间层4B在从它们的层叠方向即ZB轴方向(平行于ZB轴的方向)观察的情况下,例如呈一边为10mm左右的矩形状。支承层2B以及器件层3B的各自的厚度例如为数百μm左右。中间层4B的厚度例如为几μm左右。还有,在图29中,以器件层3B的1个角部以及中间层4B的1个角部被切口的状态,示出器件层3B以及中间层4B。
器件层3B具有安装区域31B、和连接于安装区域31B的驱动区域32B。驱动区域32B包含一对致动器区域33B和一对弹性支承区域34B。安装区域31B以及驱动区域32B(即,安装区域31B与一对致动器区域33B以及一对弹性支承区域34B)由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成于器件层3B的一部分。
一对致动器区域33B在XB轴方向(与垂直于ZB轴的XB轴平行的方向)上配置于安装区域31B的两侧。即,安装区域31B在XB轴方向上被一对致动器区域33B夹持。各致动器区域33B隔着中间层4B固定于支承层2B。在各致动器区域33B中的安装区域31B侧的侧面,设有第1梳齿部33aB。各第1梳齿部33aB因为除去其正下方的中间层4B而相对于支承层2B成为浮起的状态。在各致动器区域33B设有第1电极35B。
一对弹性支承区域34B在YB轴方向(与垂直于ZB轴以及XB轴的YB轴平行的方向)上配置于安装区域31B的两侧。即,安装区域31B在YB轴方向上被一对弹性支承区域34B夹持。各弹性支承区域34B的两端部34aB隔着中间层4B固定于支承层2B。各弹性支承区域34B的弹性变形部34bB(两端部34aB之间的部分)具有连接了多个板簧的结构。各弹性支承区域34B的弹性变形部34bB因为除去其正下方的中间层4B而相对于支承层2B成为浮起的状态。在各弹性支承区域34B中在两端部34aB分别设有第2电极36B。
在安装区域31B,连接有各弹性支承区域34B的弹性变形部34bB。安装区域31B因为除去其正下方的中间层4B而相对于支承层2B成为浮起的状态。即,安装区域31B由一对弹性支承区域34B支承。在安装区域31B中的各致动器区域33B侧的侧面,设有第2梳齿部31aB。各第2梳齿部31aB因为除去其正下方的中间层4B而相对于支承层2B成为浮起的状态。在彼此相对的第1梳齿部33aB以及第2梳齿部31aB中,第1梳齿部33aB的各梳齿位于第2梳齿部31aB的各梳齿之间。
从平行于XB轴的方向AB观察,一对弹性支承区域34B从两侧夹着安装区域31B,若安装区域31B沿方向AB移动,则对安装区域31B作用弹性力以使安装区域31B返回初始位置。因此,若对第1电极35B与第2电极36B之间施加电压,而在彼此相对的第1梳齿部33aB以及第2梳齿部31aB之间作用静电引力,则安装区域31B沿方向AB移动直到该静电引力与由一对弹性支承区域34B带来的弹性力相平衡的位置。如此,驱动区域32B起到静电致动器的功能。
光模块1B还包括可动镜5B、固定镜6B、分束器7B、光入射部8B和光出射部9B。可动镜5B、固定镜6B以及分束器7B以构成作为迈克尔逊干涉光学系统的干涉光学系统10B的方式配置于器件层3B上。
可动镜5B在XB轴方向上的分束器7B的一侧,安装于器件层3B的安装区域31B。可动镜5B所具有的镜部51B的镜面51aB相对于器件层3B位于支承层2B的相反侧。镜面51aB为例如垂直于XB轴方向的面(即,垂直于方向AB的面),朝向分束器7B侧。
固定镜6B在YB轴方向上的分束器7B的一侧安装于器件层3B的安装区域37B。固定镜6B所具有的镜部61B的镜面61aB相对于器件层3B位于支承层2B的相反侧。镜面61aB为例如垂直于YB轴方向的面,朝向分束器7B侧。
光入射部8B在YB轴方向上的分束器7B的另一侧安装于器件层3B。光入射部8B例如由光纤以及准直透镜等构成。光入射部8B配置成使测定光从外部向干涉光学系统10B入射。
光出射部9B在XB轴方向上的分束器7B的另一侧安装于器件层3B。光出射部9B例如由光纤以及准直透镜等构成。光出射部9B配置成使测定光(干涉光)从干涉光学系统10B向外部出射。
分束器7B是具有光学功能面7aB的立方体类型的分束器。光学功能面7aB相对于器件层3B位于支承层2B的相反侧。分束器7B通过使分束器7B的底面侧的1个角部接触于在器件层3B形成的矩形状的开口3aB的1个角部而定位。分束器7B通过在定位了的状态下利用粘接等而固定于支承层2B,从而安装于支承层2B。
在如以上那样构成的光模块1B中,当测定光L0B从外部经由光入射部8B向干涉光学系统10B入射时,测定光L0B的一部分在分束器7B的光学功能面7aB被反射而向可动镜5B行进,测定光L0B的余部透过分束器7B的光学功能面7aB而向固定镜6B行进。测定光L0B的一部分在可动镜5B的镜面51aB被反射,在同一光路上向分束器7B行进,透过分束器7B的光学功能面7aB。测定光L0B的余部在固定镜6B的镜面61aB被反射,在同一光路上向分束器7B行进,在分束器7B的光学功能面7aB被反射。透过了分束器7B的光学功能面7aB的测定光L0B的一部分和在分束器7B的光学功能面7aB被反射的测定光L0B的余部成为作为干涉光的测定光L1B,测定光L1B经由光出射部9B从干涉光学系统10B向外部出射。根据光模块1B,由于可以沿方向AB使可动镜5B高速地往复移动,所以可提供小型且高精度的FTIR。
[可动镜及其周边结构]
如图30、图31以及图32所示,可动镜(光学元件)5B具有:具有镜面(光学面)51aB的镜部(光学部)51B、可弹性变形的弹性部52B、将镜部51B与弹性部52B相互连接的连接部53B、一对支承部54B和把手56B。可动镜5B在镜面51aB位于与主面BsB交叉(例如,垂直)的平面上、并且镜面51aB位于基部BB的主面BsB侧的状态下,安装于基部BB的安装区域31B。
镜部51B形成为具有镜面51aB作为主面的板状(例如,圆板状)。在镜部51B中,在与主面BsB交叉的方向(ZB轴方向)的一侧(ZB轴正方向侧)的缘部,设有在ZB轴正方向侧具有平坦面的平坦部51bB。
弹性部52B在从与镜面51aB交叉的方向(XB轴方向)观察的情况下形成为从镜部51B隔开且包围镜部51B。在此,弹性部52B具有从圆环状切除了ZB轴正方向侧的一部分的环形状。连接部53B沿中心线CLB延伸,将镜部51B的ZB轴负方向侧的缘部与弹性部52B相互连接。中心线CLB为在从XB轴方向观察的情况下通过镜面51aB的中心且沿ZB轴方向延伸的假想直线。
一对支承部54B分别为截面矩形的棒状,在沿镜面51aB以及主面BsB的方向(YB轴方向)上彼此相对地设置。一对支承部54B相对于中心线CLB在YB轴方向上的一侧以及另一侧的各个连接于弹性部52B。一对支承部54B相对于镜部51B位于ZB轴负方向侧。
各支承部54B包含卡止部55B。一对卡止部55B分别在从XB轴方向观察的情况下以向内侧(相互靠近的一侧)例如V字状地弯曲的方式形成。在该例中,支承部54B的整体为卡止部55B。各卡止部55B包含倾斜面55aB以及倾斜面55bB。倾斜面55aB以及倾斜面55bB是一对卡止部55B中的彼此相对的面的相反侧的面(外面)。在一对卡止部55B间,倾斜面55aB以随着朝向ZB轴负方向相互靠近的方式倾斜。倾斜面55bB以随着朝向ZB轴负方向相互离开的方式倾斜。
把手56B具有分别连接到弹性部52B的两端的一对位移部56aB。一对位移部56aB各自为截面矩形的棒状,在YB轴方向上彼此相对地设置。各位移部56aB从弹性部52B的端部向ZB轴正方向延伸。一对位移部56aB在从XB轴方向(和与主面BsB交叉的ZB轴方向、以及一对位移部56aB彼此相对的YB轴方向相垂直的方向)观察的情况下,以随着朝向ZB轴正方向彼此的距离扩大的方式倾斜地配置。在可动镜5B安装于安装区域31B的状态下,一对位移部56aB相对于镜部51B、弹性部52B以及一对支承部54B位于ZB轴正方向侧。
一对支承部54B连接于弹性部52B,弹性部52B连接于一对位移部56aB。即,一对位移部56aB经由弹性部52B连接于一对支承部54B。因此例如,通过向一对位移部56aB施加力以使其在相互离开的方向位移,使弹性部52B沿YB轴方向拉伸地弹性变形,可缩小一对支承部54B间的距离。即,沿YB轴方向的一对支承部54B彼此的距离可响应于弹性部52B的弹性变形变化。此外,可对一对支承部54B赋予弹性部52B的弹性力。
在此,在基部BB的安装区域31B形成有开口31bB。在此,开口31bB在ZB轴方向上延伸贯通器件层3B。因此,开口31bB连通(到达)至主面BsB与器件层3B中的主面BsB的相反侧的表面。开口31bB呈从ZB轴方向观察时的形状为梯形的柱状(参照图32)。关于开口31bB的详细如下所述。
一对支承部54B在被赋予弹性部52B的弹性力的状态下插入开口31bB。换言之,各支承部54B(即可动镜5B)经由开口31bB贯通安装区域31B。更具体地,各支承部54B之中的卡止部55B的一部分位于开口31bB内。在该状态下,各卡止部55B接触于ZB轴方向上的开口31bB的一对缘部(主面BsB侧的缘部以及主面BsB的相反侧的缘部)。
在此,倾斜面55aB接触于开口31bB的主面BsB侧的缘部,倾斜面55bB接触于开口31bB的主面BsB的相反侧的缘部。由此,在ZB轴方向上一对卡止部55B以夹着安装区域31B的方式卡止于安装区域31B。其结果,关于ZB轴方向,可抑制可动镜5B从基部BB脱出。
在此,在中间层4B形成有开口41B。开口41B在ZB轴方向上在中间层4B的两侧开口。在支承层2B形成有开口21B。开口21B在ZB轴方向上在支承层2B的两侧开口。在光模块1B中,由中间层4B的开口41B内的区域以及支承层2B的开口21B内的区域构成连续的空间S1B。即,空间S1B包含中间层4B的开口41B内的区域以及支承层2B的开口21B内的区域。
空间S1B形成在支承层2B与器件层3B之间,至少对应于安装区域31B以及驱动区域32B。具体地,中间层4B的开口41B内的区域以及支承层2B的开口21B内的区域在从ZB轴方向观察的情况下包含安装区域31B移动的范围。中间层4B的开口41B内的区域形成用于使安装区域31B以及驱动区域32B之中的应从支承层2B隔开的部分(即,应设成相对于支承层2B悬浮的状态的部分,例如,安装区域31B的整体、各弹性支承区域34B的弹性变形部34bB、第1梳齿部33aB以及第2梳齿部31aB)从支承层2B隔开的间隙。
可动镜5B所具有的各卡止部55B的一部分位于空间S1B。具体地,各卡止部55B的一部分经由中间层4B的开口41B内的区域位于支承层2B的开口21B内的区域。各卡止部55B的一部分从器件层3B的中间层4B侧的表面向空间S1B内突出例如100μm左右。如上所述,中间层4B的开口41B内的区域以及支承层2B的开口21B内的区域在从ZB轴方向观察的情况下包含安装区域31B移动的范围,所以,在安装区域31B沿方向AB往复移动时,可动镜5B的各卡止部55B之中位于空间S1B的一部分不会与中间层4B以及支承层2B接触。
在此,如图32所示,开口31bB的内面包含一对倾斜面SLB和基准面SRB。倾斜面SLB包含一端SLaB与另一端SLbB。一端SLaB以及另一端SLbB是从ZB轴方向观察时的倾斜面SLB的两端部。一对倾斜面SLB以从一端SLaB朝向另一端SLbB彼此的距离扩大的方式(例如相对于XB轴)倾斜。从ZB轴方向观察,基准面SRB沿将一倾斜面SLB的另一端SLbB与另一倾斜面SLB的另一端SLbB彼此连接的基准线BLB延伸。在此,基准面SRB将另一端SLbB彼此连接。如上所述,从ZB轴方向观察时的开口31bB的形状为梯形。因此,在此,倾斜面SLB相当于梯形的脚,基准面SRB相当于梯形的下底。
在此,开口31bB是单一的空间。YB轴方向上的开口31bB的大小的最小值(即,倾斜面SLB的一端SLaB彼此的间隔)为在沿YB轴方向使弹性部52B压缩地发生弹性变形时可将一对卡止部55B一并地配置于开口31bB内的值。另一方面,YB轴方向上的开口31bB的大小的最大值(即,倾斜面SLB的另一端SLbB彼此的间隔)是在一对卡止部55B配置于开口31bB时仅弹性部52B的弹性变形的一部分可得以释放(即弹性部52B没有到达自然长度)的值。
因此,若将一对卡止部55B配置于开口31bB内,则通过弹性部52B的弹性力,各卡止部55B按压开口31bB的内面,来自开口31bB的内面的反力被赋予各卡止部55B(支承部54B)。由此,可动镜5B由从开口31bB的内面赋予支承部54B的弹性力的反力支承于安装区域31B。
特别地,各卡止部55B抵接于开口31bB的倾斜面SLB。因此,各卡止部55B由来自倾斜面SLB的反力的XB轴方向的分量在倾斜面SLB上朝向基准面SRB滑动,接触于倾斜面SLB并碰到基准面SRB。由此,各卡止部55B内接于由倾斜面SLB与基准面SRB规定的角部,在XB轴方向以及YB轴方向的双方上定位(由弹性力自动对准)。
另一方面,如图30所示,从XB轴方向观察,在开口31bB的缘部从开口31bB的内面向各卡止部55B赋予弹性力的反力。在可动镜5B的安装时,存在对各卡止部55B的倾斜面55aB以及倾斜面55bB中的一方赋予反力的情况。在该情况下,由该反力的沿倾斜面55aB或倾斜面55bB的分量使倾斜面55aB以及倾斜面55bB中的一方在缘部上滑动,沿ZB轴方向移动以到达倾斜面55aB与倾斜面55bB双方抵接于缘部的位置(即沿ZB轴方向夹着安装区域31B的位置)。由此,该位置卡止部55B被卡止,可动镜5B关于ZB轴方向定位(由弹性力自动对准)。即,在可动镜5B中,利用弹性部52B的弹性力进行三维自动对准。
以上那样的可动镜5B例如由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成。因此,可动镜5B的厚度(与镜面51aB交叉的方向上的大小)在各部分中固定,例如为320μm左右。此外,镜面51aB的直径例如为1mm左右。再有,弹性部52B的镜部51B侧的表面(内面)和镜部51B的弹性部52B侧的表面(外面)的间隔例如为200μm左右。弹性部52B的厚度(板簧的厚度)例如为10μm以上20μm以下左右。
[固定镜及其周边结构]
除了安装区域不可动,固定镜6B及其周边结构与上述的可动镜5B及其周边结构相同。即,如图33以及图34所示,固定镜(光学元件)6B具有:具有镜面(光学面)61aB的镜部(光学部)61B、可弹性变形的弹性部62B、将镜部61B与弹性部62B相互连接的连接部63B、一对支承部64B、把手66B。固定镜6B在镜面61aB位于与主面BsB交叉(例如,垂直)的平面上、并且镜面61aB位于基部BB的主面BsB侧的状态下,安装于基部BB。
镜部61B形成为具有镜面61aB作为主面的板状(例如,圆板状)。在镜部61B中,在与主面BsB交叉的方向(ZB轴方向)上的一侧(ZB轴正方向侧)的缘部,设有在ZB轴正方向侧具有平坦面的平坦部61bB。
弹性部62B在从与镜面61aB交叉的方向(YB轴方向)观察的情况下形成为从镜部61B隔开且包围镜部61B。在此,弹性部62B具有从圆环状切除了ZB轴正方向侧的一部分的环形状。连接部63B在中心线CLB上将镜部61B的ZB轴负方向侧的缘部与弹性部62B相互连接。中心线CLB为在从YB轴方向观察的情况下通过镜面61aB的中心且沿ZB轴方向延伸的假想直线。
一对支承部64B分别为截面矩形的棒状,在沿镜面61aB以及主面BsB的方向(XB轴方向)上彼此相对地设置。一对支承部64B相对于中心线CLB在XB轴方向上的一侧以及另一侧的各个连接于弹性部62B。一对支承部64B相对于镜部61B位于ZB轴负方向侧。
各支承部64B包含卡止部65B。一对卡止部65B分别在从YB轴方向观察的情况下以向内侧(相互靠近的一侧)例如V字状地弯曲的方式形成。各卡止部65B包含倾斜面65aB以及倾斜面65bB。倾斜面65aB以及倾斜面65bB是一对卡止部65B中的彼此相对的面的相反侧的面(外面)。在一对卡止部65B间,倾斜面65aB以随着朝向ZB轴负方向相互靠近的方式倾斜。倾斜面65bB以随着朝向ZB轴负方向相互离开的方式倾斜。
把手66B具有分别连接到弹性部62B的两端部的一对位移部66aB。一对位移部66aB各自为截面矩形的棒状,在XB轴方向上彼此相对地设置。各位移部66aB从弹性部62B的端部向ZB轴正方向延伸。一对位移部66aB在从YB轴方向(和与主面BsB交叉的ZB轴方向、以及一对位移部66aB彼此相对的XB轴方向相垂直的方向)观察的情况下,以随着朝向ZB轴正方向彼此的距离扩大的方式倾斜地配置。在可动镜5B安装于安装区域37B的状态下,一对位移部66aB相对于镜部61B、弹性部62B以及一对支承部64B位于ZB轴正方向侧。
一对支承部64B连接于弹性部62B,弹性部62B连接于一对位移部66aB。即,一对位移部66aB经由弹性部62B连接于一对支承部64B。因此例如,通过向一对位移部66aB施加力以使其在相互离开的方向位移,使弹性部62B沿XB轴方向压缩地弹性变形,可缩小一对支承部64B间的距离。即,沿XB轴方向的一对支承部64B彼此的距离可响应于弹性部62B的弹性变形变化。此外,可对一对支承部64B赋予弹性部62B的弹性力。
在此,在安装区域37B形成有开口37aB。在此,开口37aB在ZB轴方向贯通器件层3B。因此,开口37aB连通(到达)至主面BsB与器件层3B中的主面BsB的相反侧的表面。开口37aB与安装区域31B中的开口31bB相同地,呈从ZB轴方向观察时的形状为梯形的柱状。
一对支承部64B在被赋予弹性部62B的弹性力的状态下插入开口37aB。换言之,支承部64B(即固定镜6B)经由开口37aB贯通安装区域37B。更具体地,支承部64B之中的卡止部65B的一部分位于开口37aB内。在该状态下,卡止部65B接触于ZB轴方向上的开口37aB的一对缘部(主面BsB侧的缘部以及主面BsB的相反侧的缘部)。在此,倾斜面65aB接触于开口37aB的主面BsB侧的缘部,倾斜面65bB接触于开口37aB的主面BsB的相反侧的缘部。由此,在ZB轴方向上卡止部65B以夹着安装区域37B的方式卡止于安装区域37B。其结果,关于ZB轴方向,可抑制固定镜6B从基部BB脱出。
在此,在中间层4B形成有开口42B。开口42B在ZB轴方向观察的情况下包含安装区域37B的开口37aB,在ZB轴方向上在中间层4B的两侧开口。在支承层2B形成有开口22B。开口22B在从ZB轴方向观察的情况下包含安装区域37B的开口37aB,在ZB轴方向上在支承层2B的两侧开口。在光模块1B中,由中间层4B的开口42B内的区域以及支承层2B的开口22B内的区域构成连续的空间S2B。即,空间S2B包含中间层4B的开口42B内的区域以及支承层2B的开口22B内的区域。
固定镜6B所具有的各卡止部65B的一部分位于空间S2B。具体地,各卡止部65B的一部分经由中间层4B的开口42B内的区域位于支承层2B的开口22B内的区域。各卡止部65B的一部分从器件层3B中的中间层4B侧的表面向空间S2B内突出例如100μm左右。
在此,开口37aB的内面与安装区域31B中的开口31bB的内面相同地构成。因此,若将一对卡止部65B配置于开口37aB内,则通过弹性部62B的弹性力使卡止部65B按压开口37aB的内面,来自开口37aB的内面的反力被赋予卡止部65B(支承部64B)。由此,固定镜6B由从开口37aB的内面赋予支承部64B的弹性力的反力支承于基部BB。特别地,在固定镜6B中也与可动镜5B的情况相同地,进行利用了开口37aB的内面与弹性力的3维自动对准。
以上那样的固定镜6B也与可动镜5B相同地例如由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成。固定镜6B的各部分的大小例如与可动镜5B的各部分的上述大小与相同。
[可动镜的制造工序以及安装工序]
首先,如图35所示,准备由硅构成的晶片WB,在晶片WB的表面形成抗蚀层RB。抗蚀层RB通过蚀刻图形化,具有与多个可动镜5B对应的图案。接着,如图36所示,通过在将抗蚀层RB作为掩膜蚀刻后、除去抗蚀层RB,形成排列成两列的多个可动镜5B。接着,在切割线DLB将晶片WB切断,得到单片化的可动镜5B。通过以上的工序制造可动镜5B。
接着,如图37以及图38所示,由拾取头PHB拾取一可动镜5B,输送到下一工序的作业位置。拾取头PHB例如构成为能够进行真空吸附,通过对载置于载置面MFB上的可动镜5B的镜部51B进行吸附,来保持可动镜5B。拾取头PHB的动作例如由未图示的控制装置控制。
接着,如图39(a)~图39(c)所示,使焊盘BHB从与镜部51B相反侧进入一对位移部56aB之间以压到一对位移部56aB,向镜部51B侧在一对位移部56aB上滑动。由此,在一对位移部56aB上施加有力,使一对位移部56aB朝相互离开方向位移。由此,弹性部52B以沿一对位移部56aB彼此相对的方向拉伸的方式弹性变形,使一对支承部54B间的距离缩小。焊盘BHB中进入一对位移部56aB之间的部分具有比沿相互离开方向位移前的一对位移部56aB间的距离宽的宽度。焊盘BHB的动作例如由上述控制装置控制。
图39(c)所示,焊盘BHB在一对位移部56aB上滑动直到与设于镜部51B的平坦部51bB抵接的位置。焊盘BHB例如构成为能够进行真空吸附,通过吸附平坦部51bB,以对一对位移部56aB施加了力的状态保持可动镜5B。在焊盘BHB开始了平坦部51bB的吸附后,拾取头PHB解除可动镜5B的保持。
接着,如图40(a)以及图40(b)所示,在通过对一对位移部56aB施加了力而使一对支承部54B间的距离缩小的状态下,将一对支承部54B插入基部BB的开口31bB(第1步骤)。在第1步骤中,通过使焊盘BHB移动,将可动镜5B输送直到开口31bB的位置,从主面BsB侧插入开口31bB。
接着,通过释放对一对位移部56aB施加的力,使一对支承部54B抵接于开口31bB的内面而将可动镜5B固定于基部BB(第2步骤)。在第2步骤中,首先,通过对焊盘BHB逆喷射,使焊盘BHB从平坦部51bB隔开。接着,使焊盘BHB朝远离主面BsB的一侧(ZB轴正方向侧)移动,而从一对位移部56aB间拔出。由此,对一对位移部56aB施加的力被释放,一对位移部56aB朝彼此靠近方向位移。由此,弹性部52B的弹性变形的一部分被释放,一对支承部54B间的距离扩大。由此,利用弹性部52B的弹性力进行三维自动对准,对可动镜5B在XB轴方向、YB轴方向以及ZB轴方向上定位(图30参照)。通过以上的工序,将可动镜5B安装于基部BB。
[作用以及效果]
在光模块1B,可动镜5B具有:弹性部52B、彼此的距离响应于弹性部52B的弹性变形而可变的一对支承部54B。另一方面,在安装有可动镜5B的基部BB的安装区域31B,形成有与主面BsB连通的开口31bB。因此,作为一例在以使支承部54B间的距离缩小的方式使弹性部52B弹性变形的状态下将支承部54B插入开口31bB,释放弹性部52B的弹性变形的一部分,使得在开口31bB内支承部54B彼此的距离扩大,可使支承部54B抵接于开口31bB的内面。
由此,可动镜5B由从开口31bB的内面赋予支承部54B的反力支承。如此,在光模块1B中,利用弹性力将可动镜5B安装于基部BB。因此,可减少粘接剂的使用量,或者不需要粘接剂,可不考虑粘接剂的影响等,即,不论安装区域31B的特性均能够可靠地安装可动镜5B。还有,在此,以可动镜5B为例对作用以及效果进行了说明,关于固定镜6B也起到相同的作用以及效果。
再有,在光模块1B中,可动镜5B具有用于使弹性部52B弹性变形以使一对支承部54B间的距离变化的把手56B。在可动镜5B安装于安装区域31B的状态下,该把手56B相对于镜部51B以及一对支承部54B位于ZB轴正方向侧。因此,在使用把手56B使弹性部52B弹性变形面而使一对支承部54B间的距离变化的状态下,将一对支承部54B插入开口31bB的情况下,镜部51B难以成为操作的妨碍。因此,可容易地将可动镜5B安装于基部BB。由此,根据该光模块1B,可使得光模块1B的安装工序容易化。
此外,在光模块1B中,把手56B用于使一对支承部54B间的距离缩小。由此,可适宜地实现用于可动镜5B容易安装的构成。此外,在光模块1B中,把手56B具有通过向相互离开方向位移而使一对支承部54B间的距离变化的一对位移部56aB。由此,可更容易地将可动镜5B安装于基部BB。
此外,在光模块1B中,一对位移部56aB以在从XB轴方向观察的情况下随着朝向ZB轴正方向侧彼此的距离扩大的方式倾斜地配置。由此例如,通过从ZB轴正方向侧进入一对位移部56aB之间的焊盘BHB压到一对位移部56aB、朝向ZB轴负方向侧在一对位移部56aB上滑动,可使一对位移部56aB朝相互离开的方向位移。因此,可进一步使光模块1B的安装工序容易化。
此外,在光模块1B中,把手56B在可动镜5B安装于安装区域31B的状态下,相对于弹性部52B位于ZB轴正方向侧。由此,在使用把手56B使弹性部52B弹性变形而使一对支承部54B间的距离变化的状态下,将一对支承部54B插入开口31bB的情况下,弹性部52B难以成为操作的妨碍。因此,可更容易地将可动镜5B安装于基部BB。
此外,在光模块1B中,基部BB具有:支承层2B;设于支承层2B上、包含主面BsB以及安装区域31B的器件层3B。此外,开口31bB在ZB轴方向上贯通器件层3B。于是,支承部54B包含以抵接于ZB轴方向上的开口31bB的一对缘部的方式弯曲的卡止部55B。因此,卡止部55B在抵接于开口31bB的一对缘部的位置卡止于安装区域31B。因此,能更可靠地将可动镜5B安装于基部BB,并可关于ZB轴方向进行可动镜5B的定位。
此外,在光模块1B中,可动镜5B、固定镜6B以及分束器7B以构成干涉光学系统10B的方式配置。由此,可获得灵敏度提高的FTIR。
此外,在光模块1B中,支承层2B为SOI基板的第1硅层,器件层3B为SOI基板的第2硅层,中间层4B为SOI基板的绝缘层。由此,可由SOI基板适宜地实现用于可动镜5B相对器件层3B的可靠安装的构成。
此外,在光模块1B中,光入射部8B配置成使测定光从外部向干涉光学系统10B入射,光出射部9B配置成使测定光从干涉光学系统10B向外部出射。由此,可获得包括光入射部8B以及光出射部9B的FTIR。
此外,在上述光模块1B的安装方法中,利用弹性部52B的弹性力将可动镜5B安装于基部BB。由此,可减少粘接剂的使用量,或者不需要粘接剂,可不考虑粘接剂的影响等,即,不论安装区域31B的特性均能够可靠地安装可动镜5B。此外,在通过对把手56B施加力而使一对支承部54B间的距离变化的状态下,将一对支承部54B插入开口31bB。此时,因为把手56B在可动镜5B安装于安装区域31B的状态下相对于镜部51B以及一对支承部54B位于ZB轴正方向侧,所以镜部51B难以成为操作的妨碍。因此,在使一对支承部54B间的距离变化的状态下,可将一对支承部54B容易地插入开口31bB。由此,根据光模块1B的安装方法,可使光模块1B的安装工序容易化。再有,如上所述,可利用自动设备(拾取头PHB以及焊盘BHB)进行安装,可实现安装工序的自动化。
[变形例]
以上,对本公开的又一方面的一实施方式进行了说明,但本公开的又一方面不限于上述实施方式。例如,各构成的材料以及形状不限于上述材料以及形状,可采用各种材料以及形状。
此外,如图41(a)所示,连接部53B也可沿一对位移部56aB彼此相对的方向(YB轴方向)延伸,将镜部51B中的YB轴方向的一侧的缘部与弹性部52B相互连接。此外,如图41(b)所示,弹性部52B也可具有从圆环状切除ZB轴负方向侧的一部分的环形状。在该例中,连接部53B将镜部51B中的ZB轴正方向侧的缘部与弹性部52B相互连接。一对支承部54B各自连接于弹性部52B的两端。各位移部56aB从弹性部52B的中间部向ZB轴正方向延伸。由这样的变形例也与上述实施方式相同地,可不论安装区域31B的特性均可靠地安装可动镜5B,并使光模块1B的安装工序容易化。
此外,在上述实施方式中,在可动镜5B安装于基部BB的状态下,在一对支承部54B上朝向内侧(相互靠近的一侧)赋予来自开口31bB的内面的反力,也可如图42所示的可动镜5AB,在一对支承部54B上朝向外侧(相互离开的一侧)赋予来自开口31bB的内面的反力。在该例中,开口31bB在基部BB的安装区域31B形成有一对。一对卡止部55AB分别以从XB轴方向观察的情况下向外侧(相互离开的一侧)V字状地弯曲的方式形成。在一对卡止部55AB间,倾斜面55aB以随着朝向ZB轴负方向相互离开的方式倾斜。倾斜面55bB以随着朝向ZB轴负方向相互靠近的方式倾斜。一对卡止部55AB分别插入一对开口31bB。
在可动镜5AB的安装时,通过对一对位移部56aB施加力,使一对位移部56aB朝相互靠近方向位移。由此,弹性部52B以在YB轴方向缩小的方式弹性变形,一对支承部54B间的距离扩大。接着,在使一对支承部54B间的距离扩大的状态下,将一对支承部54B分别插入一对开口31bB。接着,通过释放施加给一对位移部56aB的力,使各支承部54B抵接于各开口31bB的内面,将可动镜5AB固定于基部BB。由这样的变形例也与上述实施方式相同地,可不论安装区域31B的特性均可靠地安装可动镜5B,并使光模块1B的安装工序容易化。
此外,在上述实施方式中,通过一对位移部56aB朝相互离开方向位移来使一对支承部54B间的距离缩小,也可如图43(a)所示的可动镜5BB以及图43(b)所示的可动镜5CB那样,通过把手56AB的一对位移部56AaB朝相互靠近方向位移来使一对支承部54B间的距离缩小。在可动镜5BB中各支承部54B还包含沿ZB轴方向延伸的脚部57B。一对脚部57B在YB轴方向上夹着镜部51B的方式设置,连接于位移部56AaB与卡止部55B。各位移部56AaB以位于与脚部57B同一直线上的方式沿ZB轴方向延伸。弹性部52B包含一对弹性部52aB、52bB。各弹性部52aB、52bB例如为半圆环状。弹性部52aB将一对位移部56AaB相互连接,弹性部52bB将一对脚部57B相互连接。弹性部52aB相对于一对位移部56AaB位于ZB轴正方向侧。在可动镜5CB中,弹性部52B仅包含弹性部52aB,不包含弹性部52bB。连接部53B沿YB轴方向延伸,将镜部51B中的YB轴方向的一侧的缘部与脚部57B相互连接。由这些变形例也上述实施方式相同地,可不论安装区域31B的特性均可靠地安装可动镜5B,并使光模块1B的安装工序容易化。
此外,如图44所示的可动镜5DB那样,镜面51aB的一部分也可配置于基部BB的内部。在该例中,镜面51aB与安装区域31B交叉,可动镜5AB的整体经由开口31bB贯通安装区域31B。此外,一对支承部54B以在YB轴方向上夹着镜部51B以及弹性部52B的方式设置,在卡止部55B的弯曲部分别连接于弹性部52B。在安装区域31B中划分出开口31bB的部分之中的与镜面51aB相对的部分为了使测定光L0B通过而被切口。在该例中,也与可动镜5BB、5CB相同地,通过一对位移部56aB朝相互靠近方向位移而使一对支承部54B间的距离缩小。由这样的变形例也与上述实施方式相同地,可不论安装区域31B的特性均可靠地安装可动镜5B,并使光模块1B的安装工序容易化。
此外,也可如图45所示构成可动镜5EB。在可动镜5EB中,通过把手56AB的一对位移部56AaB朝相互离开方向位移而使一对支承部54B间的距离扩大。开口31bB与图42的情况相同地构成。在可动镜5EB安装于基部BB的状态下,在一对支承部54B上朝向外侧(相互离开的一侧)被赋予来自开口31bB的内面的反力。在可动镜5EB的安装时例如,在通过由镊子TB(镊子TB的一对前端部)使一对位移部56AaB朝相互离开方向位移、使一对支承部54B间的距离扩大的状态下,将一对卡止部55B分别插入一对开口31bB。由这样的变形例也与上述实施方式相同地,可不论安装区域31B的特性均可靠地安装可动镜5B,并使光模块1B的安装工序容易化。
此外,在上述实施方式中,一对位移部56aB在从XB轴方向观察的情况下以随着朝向ZB轴正方向侧彼此的距离扩大的方式倾斜地配置,但一对位移部56aB例如也可相互平行地沿ZB轴方向延伸。在该情况下例如也可在焊盘BHB的前端部设置以越离开前端部则彼此的距离越扩大的方式倾斜的一对倾斜面。再有,前端部上的倾斜面间的距离也可比一对位移部56aB间的距离窄。由此,通过使焊盘BHB从前端部侧进入一对位移部56aB之间而压到一对位移部56aB、朝向镜部51B侧在一对位移部56aB上滑动,可使一对位移部56aB沿相互离开方向位移。
此外,在上述实施方式中,固定镜6B安装于器件层3B,但固定镜6B也可安装于支承层2B。此外,在上述实施方式中,分束器7B安装于支承层2B,但分束器7B也可安装于器件层3B。此外,分束器7B不限于立方体类型的分束器,也可为板型的分束器。
此外,除了光入射部8B以外,光模块1B也可还包括产生向光入射部8B入射的测定光的发光元件。或者,光模块1B也可代替光入射部8B而包括产生向干涉光学系统10B入射的测定光的发光元件。此外,除了光出射部9B以外,光模块1B可包括检测从光出射部9B出射的测定光(干涉光)的受光元件。或者,光模块1B也可代替光出射部9B而包括检测从干涉光学系统10B出射的测定光(干涉光)的受光元件。
此外,也可在支承层2B以及中间层4B(中间层4B不存在的情况下仅在支承层2B)设置与各致动器区域33B电连接的第1贯通电极、以及与各弹性支承区域34B的两端部34aB分别电连接的第2贯通电极,对第1贯通电极与第2贯通电极之间施加电压。此外,移动安装区域31B的致动器不限于静电致动器,例如也可为压电式致动器、电磁式致动器等。此外,光模块1B不限于构成FTIR的光模块,也可为构成其它的光学系统的光模块。
再有,上述实施方式中,作为安装于基部BB的光学元件,例示了可动镜以及固定镜。在该例中,光学面为镜面。但是,成为安装对象的光学元件不限于镜,例如,可设为光栅或光学滤波器等任意对象。对以上的第2实施方式附注如下。
[附注10]
一种光模块,包括光学元件与安装有所述光学元件的基部,
所述光学元件具有:
具有光学面的光学部;
可弹性变形的弹性部;
以彼此相对的方式设置,响应于所述弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变的一对支承部;和
用于使所述弹性部弹性变形以使所述一对支承部间的距离变化的把手,
所述基部具有:主面、设有与所述主面连通的开口的安装区域,
所述一对支承部在被赋予所述弹性部的弹性力的状态下插入所述开口,
所述光学元件由从所述开口的内面赋予的所述弹性力的反力而支承于所述安装区域,
所述把手在所述光学元件安装于所述安装区域的状态下,相对于所述光学部以及所述一对支承部位于与所述主面交叉的方向上的一侧。
[附注11]
附注10所述的光模块,其中,所述把手用于使所述一对支承部间的距离缩小。
[附注12]
附注10所述的光模块,其中,所述把手用于使所述一对支承部间的距离扩大。
[附注13]
附注10~12的任一项所述的光模块,其中,所述把手具有通过沿相互离开方向位移而使所述一对支承部间的距离变化的一对位移部。
[附注14]
附注10~12的任一项所述的光模块,其中,所述把手具有通过沿相互靠近方向位移而使所述一对支承部间的距离变化的一对位移部。
[附注15]
附注13所述的光模块,其中,所述一对位移部以在从和与所述主面交叉的方向、以及所述一对位移部彼此相对的方向的双方垂直的方向观察的情况下,随着朝向与所述主面交叉的方向上的所述一侧彼此的距离扩大的方式倾斜地配置。
[附注16]
附注10~15的任一项所述的光模块,其中,所述把手在所述光学元件安装于述安装区域的状态下,相对于所述弹性部位于与所述主面交叉的方向上的所述一侧。
[附注17]
附注10~16的任一项所述的光模块,其中,
所述基部包括:支承层;设在所述支承层上,包含所述主面以及所述安装区域的器件层,
所述开口在与所述主面交叉的方向上贯通所述器件层,
所述支承部包含以抵接于与所述主面交叉的方向上的所述开口的一对缘部的方式弯曲的卡止部。
[附注18]
附注17所述的光模块,其中,还包括:
安装在所述支承层、所述器件层、以及设在所述支承层与所述器件层之间的中间层中的至少一者的固定镜;和
安装在所述支承层、所述器件层以及所述中间层中的至少一者的分束器,
所述光学元件是包含作为镜面的所述光学面的可动镜,
所述器件层具有与所述安装区域连接的驱动区域,
所述可动镜、所述固定镜以及所述分束器以构成干涉光学系统的方式配置。
[附注19]
附注18所述的光模块,其中,
所述基部具有设在所述支承层与所述器件层之间的中间层,
所述支承层为SOI基板的第1硅层,
所述器件层为所述SOI基板的第2硅层,
所述中间层为所述SOI基板的绝缘层。
[附注20]
附注18或19所述的光模块,其中,包括:
配置成使测定光从外部向所述干涉光学系统入射的光入射部;和
配置成使所述测定光从所述干涉光学系统向外部出射的光出射部。
[附注21]
附注10~20的任一项所述的光模块的安装方法,包括:
在通过对所述把手施加力而使所述一对支承部间的距离变化的状态下,将所述一对支承部插入所述开口的第1步骤;和
通过释放施加给所述把手的力,使所述一对支承部抵接于所述开口的所述内面而将所述光学元件固定于所述基部的第2步骤。
[第3实施方式]
已知利用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems(微机电系统))技术在SOI(Silicon On Insulator(绝缘体上硅))基板形成有干涉光学系统的光模块(例如,参照日本特表2012-524295号公报)。这样的光模块由于能够提供实现高精度的光学配置的傅立叶变换型红外分光分析仪(FTIR)而受到注目。
在美国专利申请公开第2002/0186477号说明书中,记载有光学系统的制造工艺。该工艺中,首先,准备模板基板以及光具座。在模板基板上,由蚀刻形成对准狭缝。在光具座的主面上配置焊盘。接着,将模板基板安装于光具座的主面,以将对准狭缝配置于焊盘上。接着,一边使用对准狭缝的侧壁对光学要素进行定位一边将其插入对准狭缝,使其位于焊盘上。于是,通过焊盘的回流而将光学要素粘接于光具座。
上述那样的光模块例如在可动镜的大小依赖于对SOI基板的深沟加工的达成度方面存在如下的课题。即,对SOI基板的深沟加工的达成度最大也就在500μm左右,在增大可动镜的大小来提高FTIR的灵敏度时存在极限。于是,考虑将分体形成的可动镜安装于器件层(例如在SOI基板中形成有驱动区域的层)的技术。
对此,在制作日本特表2012-524295号公报所述的MEMS器件时,若使用美国专利申请公开第2002/0186477号说明书所述的工艺,则成为相对于连接于致动器且设为可动的安装区域,通过焊盘的回流来粘接并安装可动镜这样的光学要素。在该情况下,若不充分地控制焊盘的使用量、形成区域等,则存在焊盘的粘接会影响安装区域的驱动的风险。因此,根据光学要素的安装区域的特性,存在不能适用日本特表2012-524295号公报所述的工艺的情况。
本公开的又一方面的目的在于提供一种能够不论安装区域的特性均稳定地安装光学元件的光模块。
本公开的又一方面所涉及的光模块包括光学元件与安装有光学元件的基部,光学元件具有:具有光学面的光学部、包含一端部以及另一端部且设于光学部的周围的弹性部、从一端部以及另一端部的各个相较于光学部更向基部侧延伸的一对支承部、将支承部的一方与光学部相互连接的连接部,基部具有:主面、设有与主面连通的开口的安装区域,支承部响应于弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变,在被赋予弹性力的状态下插入开口,光学元件在光学面与主面交叉的状态下通过从开口的内面赋予支承部的弹性力的反力支承于安装区域,连接部设在相较于光学面的中心更靠近基部侧的位置。
在该光模块中,光学元件具有:弹性部、彼此的距离响应于弹性部的弹性变形而可变的一对支承部。另一方面,在安装有光学元件的基部的安装区域,形成有与主面连通的开口。因此,作为一例,通过在使弹性部弹性变形而使支承部间的距离缩小的状态下将支承部插入开口,并释放弹性部的弹性变形的一部分,从而在开口内支承部的彼此的距离扩大,可使支承部抵接于开口的内面。由此,光学元件由从开口的内面赋予支承部的反力支承。如此,在该光模块中,利用弹性力将光学元件安装于基部。因此,可不考虑粘接剂的不良影响等,即,不论安装区域的特性均能够安装光学元件。
在此,对该光学元件,将光学部与支承部相互连接的连接部相较于光学面的中心设在基部侧。因此与例如将连接部相较于光学面的中心设在与基部相反侧的情况相比,光学元件的整体上的重心靠近基部。
因此稳定度提高。
此外,基于相同的理由,在相较于光学面的中心更靠近和基部相反侧的区域的整体中,可在光学部的周围设置弹性部。因此,可使得弹性部较长,弹簧常数的调整变得容易。其结果,可通过抑制弹簧常数的增大,抑制与弹性变形相伴的弹性部的破损,实现稳定的安装。如此,根据该光模块,可不论安装区域的特性均稳定地安装光学元件。
还有,根据该光学元件,如上所述,在相较于光学面的中心更靠近和基部相反侧的区域的整体中,可在光学部的周围设置弹性部。因此,即使在以接近光学部的方式设置弹性部的情况下也能充分地确保弹性部的长度。即,根据该光学元件,可确保弹性部的长度且实现光学元件的紧凑化。
在本公开的又一方面所涉及的光模块中也可以是,弹性部从与光学面交叉的方向观察包含以部分地包围光学部的方式形成的圆弧状部分,一端部以及另一端部设于圆弧状部分的前端。通过如此弹性部具有圆弧状部分,能可靠地同时确保紧凑化与弹性部的长度。
在本公开的又一方面所涉及的光模块中也可以是,支承部包含:越过通过连接部形成的与光学部的连接位置向基部侧延伸、且插入开口的卡止部,从与光学面交叉的方向观察,卡止部的粗细比弹性部的粗细大。在该情况下,可经由卡止部更稳定地将光学元件支承于基部。
在本公开的又一方面所涉及的光模块中,从与光学面交叉的方向观察,支承部的粗细也可比弹性部的粗细大。在该情况下,使弹性部弹性变形的力可经由支承部稳定地施加给弹性部。
在本公开的又一方面所涉及的光模块中,从与光学面交叉的方向观察,连接部的粗细也可比弹性部的粗细大。在该情况下,可将支承部与光学部可靠地连接。
在本公开的又一方面所涉及的光模块中也可以是,开口的内面包含:以从与主面交叉的方向看从一端朝向另一端彼此的距离扩大的方式倾斜的一对倾斜面、沿连接一倾斜面的另一端与另一倾斜面的另一端的基准线延伸的基准面。在该情况下,将支承部插入开口而释放弹性部的弹性变形的一部分时,可利用弹性力使支承部在倾斜面上滑动而碰到基准面。因此,可进行沿主面的方向上的光学元件的定位。
本公开的又一方面所涉及的光模块也可以是,还包括安装于基部的固定镜与分束器,光学元件是包含作为镜面的光学面的可动镜,基部具有连接于安装区域的驱动区域,可动镜、固定镜以及分束器以构成干涉光学系统的方式配置。在该情况下,可获得灵敏度提高的FTIR。此外,在此,安装有可动镜的安装区域具有连接于驱动区域而被驱动的特性。因此,容易受到粘接剂的不良影响等,所以上述的构成更为有效。
在本公开的又一方面所涉及的光模块中也可以是,基部具有支承层、设在支承层上的器件层、设在支承层与器件层之间的中间层,支承层为SOI基板的第1硅层,器件层为SOI基板的第2硅层,中间层为SOI基板的绝缘层。在该情况下,可由SOI基板适宜地实现用于可动镜向器件层的可靠安装的构成。
本公开的又一方面所涉及的光模块也可以是包括:配置成使测定光从外部入射到干涉光学系统的光入射部、配置成使测定光从干涉光学系统向外部出射的光出射部。在该情况下,可获得包括光入射部以及光出射部的FTIR。
根据本公开的又一方面,可提供一种能够不论安装区域的特性均稳定地安装光学元件的光模块。
以下,以下参照附图详细地说明本公开的又一方面的实施方式。再有,在各图中对相同或相当的部分赋予相同的标号,省略重复的部分。
[光模块的构成]
如图46所示,光模块1C包括基部BC。基部BC包括主面BsC。基部BC包括:支承层2C、设于支承层2C上的器件层3C、设于支承层2C与器件层3C之间的中间层4C。在此,主面BsC是器件层3C的与支承层2C相反侧的表面。支承层2C、器件层3C以及中间层4C由SOI基板构成。具体地,支承层2C为SOI基板的第1硅层。器件层3C为SOI基板的第2硅层。中间层4C为SOI基板的绝缘层。支承层2C、器件层3C以及中间层4C在从它们的层叠方向即ZC轴方向(平行于ZC轴的方向)观察的情况下,例如呈一边为10mm左右的矩形状。支承层2C以及器件层3C的各自的厚度例如为数百μm左右。中间层4C的厚度例如为几μm左右。还有,在图46中,以器件层3C的1个角部以及中间层4C的1个角部被切口的状态示出器件层3C以及中间层4C。
器件层3C具有安装区域31C和连接于安装区域31C的驱动区域32C。驱动区域32C包含一对致动器区域33C和一对弹性支承区域34C。安装区域31C以及驱动区域32C(即,安装区域31C与一对致动器区域33C以及一对弹性支承区域34C)由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成于器件层3C的一部分。
一对致动器区域33C在XC轴方向(与垂直于ZC轴的XC轴平行的方向)上配置于安装区域31C的两侧。即,安装区域31C在XC轴方向上被一对致动器区域33C夹持。各致动器区域33C隔着中间层4C固定于支承层2C。在各致动器区域33C的安装区域31C侧的侧面,设有第1梳齿部33aC。各第1梳齿部33aC因为除去其正下方的中间层4C而相对于支承层2C成为浮起的状态。在各致动器区域33C设有第1电极35C。
一对弹性支承区域34C在YC轴方向(与垂直于ZC轴以及XC轴的YC轴平行的方向)上配置于安装区域31C的两侧。即,安装区域31C在YC轴方向上被一对弹性支承区域34C夹持。各弹性支承区域34C的两端部34aC隔着中间层4C固定于支承层2C。各弹性支承区域34C的弹性变形部34bC(两端部34aC之间的部分)具有连接了多个板簧的结构。各弹性支承区域34C的弹性变形部34bC因为除去其正下方的中间层4C而相对于支承层2C成为浮起的状态。在各弹性支承区域34C中在两端部34aC分别设有第2电极36C。
在安装区域31C,连接有各弹性支承区域34C的弹性变形部34bC。安装区域31C因为除去其正下方的中间层4C而相对于支承层2C成为浮起的状态。即,安装区域31C由一对弹性支承区域34C支承。在安装区域31C中的各致动器区域33C侧的侧面,设有第2梳齿部31aC。各第2梳齿部31aC因为除去其正下方的中间层4C而相对于支承层2C成为浮起的状态。在彼此相对的第1梳齿部33aC以及第2梳齿部31aC中,第1梳齿部33aC的各梳齿位于第2梳齿部31aC的各梳齿之间。
一对弹性支承区域34C从平行于XC轴的方向AC观察时从两侧夹着安装区域31C,若安装区域31C沿方向AC移动,则对安装区域31C作用弹性力以使安装区域31C返回初始位置。因此,若对第1电极35C与第2电极36C之间施加电压,而在彼此相对的第1梳齿部33aC以及第2梳齿部31aC之间作用静电引力,则安装区域31C沿方向AC移动直到该静电引力与由一对弹性支承区域34C带来的弹性力相平衡的位置。如此,驱动区域32C起到静电致动器的功能。
光模块1C还包括可动镜5C、固定镜6C、分束器7C、光入射部8C和光出射部9C。可动镜5C、固定镜6C以及分束器7C以构成作为迈克尔逊干涉光学系统的干涉光学系统10C的方式配置于器件层3C上。
可动镜5C在XC轴方向上的分束器7C的一侧,安装于器件层3C的安装区域31C。可动镜5C所具有的镜部51C的镜面51aC相对于器件层3C位于支承层2C的相反侧。镜面51aC为例如垂直于XC轴方向的面(即,垂直于方向AC的面),朝向分束器7C侧。
固定镜6C在YC轴方向上的分束器7C的一侧安装于器件层3C的安装区域37C。固定镜6C所具有的镜部61C的镜面61aC相对于器件层3C位于支承层2C的相反侧。镜面61aC为例如垂直于YC轴方向的面,朝向分束器7C侧。
光入射部8C在YC轴方向上的分束器7C的另一侧安装于器件层3C。光入射部8C例如由光纤以及准直透镜等构成。光入射部8C配置成使测定光从外部向干涉光学系统10C入射。
光出射部9C在XC轴方向上的分束器7C的另一侧安装于器件层3C。光出射部9C例如由光纤以及准直透镜等构成。光出射部9C配置成使测定光(干涉光)从干涉光学系统10C向外部出射。
分束器7C是具有光学功能面7aC的立方体类型的分束器。光学功能面7aC相对于器件层3C位于支承层2C的相反侧。分束器7C通过使分束器7C的底面侧的1个角部接触于在器件层3C形成的矩形状的开口3aC的1个角部而定位。分束器7C通过在定位了的状态下利用粘接等而固定于支承层2C,从而安装于支承层2C。
在如以上那样构成的光模块1C中,当测定光L0C从外部经由光入射部8C向干涉光学系统10C入射时,测定光L0C的一部分在分束器7C的光学功能面7aC被反射而向可动镜5C行进,测定光L0C的余部透过分束器7C的光学功能面7aC而向固定镜6C行进。测定光L0C的一部分在可动镜5C的镜面51aC被反射,在同一光路上向分束器7C行进,透过分束器7C的光学功能面7aC。测定光L0C的余部在固定镜6C的镜面61aC被反射,在同一光路上向分束器7C行进,在分束器7C的光学功能面7aC被反射。透过了分束器7C的光学功能面7aC的测定光L0C的一部分和在分束器7C的光学功能面7aC被反射的测定光L0C的余部成为作为干涉光的测定光L1C,测定光L1C经由光出射部9C从干涉光学系统10C向外部出射。根据光模块1C,由于可以沿方向AC使可动镜5C高速地往复移动,所以可提供小型且高精度的FTIR。
[可动镜及其周边结构]
如图47、图48以及图49所示,可动镜(光学元件)5C具有:具有镜面(光学面)51aC的镜部(光学部)51C、弹性部52C、一对支承部56C和将一支承部56C与镜部51C相互连接的单一连接部57C。镜部51C形成为圆板状。镜面51aC是镜部51C的圆形状的板面。可动镜5C在镜面51aC与主面BsC交叉(例如垂直)的状态下安装于基部BC。
弹性部52C设于镜部51C的周围。在此,弹性部52C在相较于ZC轴方向上的镜部51C的中心更靠近基部BC的主面BsC的相反侧,以包围镜部51C整体的方式设在镜部51C的周围。弹性部52C与镜部51C隔开。弹性部52C从与镜面51aC交叉的方向(XC轴方向)观察包含以部分地包围镜部51C的方式圆弧状地形成的圆弧状部分52aC。弹性部52C包含该圆弧状部分52aC且整体上构成为板簧。在此,圆弧状部分52aC配置于相较于通过ZC轴方向上的镜部51C的中心的中心线CLC更靠近基部BC的主面BsC的相反侧。中心线CLC是沿着沿镜面51aC以及主面BsC的方向(YC轴方向)延伸的假想直线。
弹性部52C包含设在圆弧状部分52aC的两端的一端部52pC以及另一端部52rC。一端部52pC以及另一端部52rC可以为从圆弧状部分52aC连续的曲线状,也可为直线状。一端部52pC以及另一端部52rC例如与中心线CLC重复。在此,弹性部52C相对于通过YC轴方向上的镜部51C的中心的另一中心线DLC对称地构成。中心线DLC是与中心线CLC交叉(垂直)且沿ZC轴方向延伸的假想线。
支承部56C作为一例为截面矩形的棒状,以在YC轴方向上夹着镜部51C的至少一部分(基部BC的主面BsC侧的一部分)的方式设置。支承部56C分别连接于弹性部52C的一端部52pC以及另一端部52rC(形成为连续)。支承部56C从一端部52pC以及另一端部52rC的各个相较于镜部51C更向基部BC侧延伸。更具体地,支承部56C包含随着从一端部52pC以及另一端部52rC向基部BC而彼此的距离靠近的方式倾斜的倾斜部56aC。此外,支承部56C包含从倾斜部56aC中的一端部52pC以及另一端部52rC的相反侧的端部延伸设置的卡止部55C。
支承部56C包含在一对支承部56C间在彼此相反方向上从倾斜部56aC突出的突出部56cC。在支承部56C中,由倾斜部56aC、卡止部55C以及突出部56cC形成角部56pC。在一对支承部56C间,角部56pC面向彼此相反侧。
支承部56C通过以从YC轴方向的两侧夹着支承部56C的方式对支承部56C施加力,可使弹性部52C以在YC轴方向上压缩的方式弹性变形。即,沿YC轴方向的支承部56C彼此的距离响应于弹性部52C的弹性变形而可变。此外,弹性部52C的弹性力可赋予支承部56C。还有,在向支承部56C赋予用于使弹性部52C变形的力的情况下,例如可利用突出部56cC(即,可从突出部56cC输入力)。
连接部57C设在一对支承部56C之中的一方,将该支承部56C与镜部51C彼此连接。在此,连接部57C连接于支承部56C之中的倾斜部56aC。此外,连接部57C在相较于与倾斜部56aC的连接位置更靠近与基部BC相反侧的位置连接于镜部51C。因此,连接部57C随着从未设置连接部57C的一方的支承部56C朝向另一方的支承部56C而靠近基部BC的方式倾斜(成为倾斜)。此外,连接部57C相较于镜面51aC的中心更靠近基部BC侧地设置。因此,一对支承部56C越过由该连接部57C形成的与镜部51C的连接位置CPC向基部BC侧延伸。卡止部55C插入下述的开口31bC。
卡止部55C整体上V字状地弯曲。卡止部55C包含倾斜面55aC以及倾斜面55bC。倾斜面55aC以及倾斜面55bC是一对卡止部55C中的彼此相对的面的相反侧的面(外面)。倾斜面55aC在一对卡止部55C间在远离连接部57C的方向(ZC轴负方向)上相互靠近地倾斜。倾斜面55bC在ZC轴负方向上相互离开地倾斜。从XC轴方向观察,倾斜面55aC相对于ZC轴的倾斜角的绝对值小于90°。相同地,倾斜面55bC的倾斜角的绝对值小于90°。在此,作为一例,它们的倾斜角的绝对值彼此相等。
在此,在安装区域31形成有开口31bC。在此,开口31bC在ZC轴方向上延伸且贯通器件层3C。因此,开口31bC连通(到达)至主面BsC与器件层3C中的主面BsC的相反侧的表面。开口31bC呈从ZC轴方向观察时的形状为梯形的柱状(参照图49)。关于开口31bC的详细如下所述。
支承部56C在被赋予弹性部52C的弹性力的状态下插入该开口31bC。换言之,支承部56C(即可动镜5C)经由开口31bC贯通安装区域31C。更具体地,支承部56C之中的卡止部55C的一部分位于开口31bC内。在该状态下,卡止部55C接触于ZC轴方向上的开口31bC的一对缘部(主面BsC侧的缘部以及主面BsC的相反侧的缘部)。
在此,倾斜面55aC接触于开口31bC的主面BsC侧的缘部,倾斜面55bC接触于开口31bC的主面BsC的相反侧的缘部。由此,在ZC轴方向上卡止部55C以夹着安装区域31C的方式卡止于安装区域31C。其结果,关于ZC轴方向,可抑制可动镜5C从基部BC脱出。
在此,在中间层4C形成有开口41C。开口41C在ZC轴方向上在中间层4C的两侧开口。在支承层2C形成有开口21C。开口21C在ZC轴方向上在支承层2C的两侧开口。在光模块1C中,由中间层4C的开口41C内的区域以及支承层2C的开口21C内的区域构成连续的空间S1C。即,空间S1C包含中间层4C的开口41C内的区域以及支承层2C的开口21C内的区域。
空间S1C形成在支承层2C与器件层3C之间,至少对应于安装区域31C以及驱动区域32C。具体地,中间层4C的开口41C内的区域以及支承层2C的开口21C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围。中间层4C的开口41C内的区域形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分(即,应设成相对于支承层2C悬浮的状态的部分,例如,安装区域31C的整体、各弹性支承区域34C的弹性变形部34bC、第1梳齿部33aC以及第2梳齿部31aC)从支承层2C隔开的间隙。
在此,如图49所示,开口31bC的内面包含一对倾斜面SLC和基准面SRC。倾斜面SLC包含一端SLaC与另一端SLbC。一端SLaC以及另一端SLbC是从ZC轴方向观察时的倾斜面SLC的两端部。一对倾斜面SLC以从一端SLaC朝向另一端SLbC彼此的距离扩大的方式(例如相对于XC轴)倾斜。从ZC轴方向观察,基准面SRC沿将一倾斜面SLC的另一端SLbC与另一倾斜面SLC的另一端SLbC彼此连接的基准线BLC延伸。在此,基准面SRC仅将另一端SLbC彼此连接。如上所述,从ZC轴方向观察时的开口31bC的形状为梯形。因此,在此,倾斜面SLC相当于梯形的脚,基准面SRC相当于梯形的下底。
在此,开口31bC是单一的空间。YC轴方向上的开口31bC的大小的最小值(即,倾斜面SLC的一端SLaC彼此的间隔)为在沿YC轴方向使弹性部52C压缩地发生弹性变形时可将一对卡止部55C一并地配置于开口31bC内的值。另一方面,YC轴方向上的开口31bC的大小的最大值(即,倾斜面SLC的另一端SLbC彼此的间隔)是在一对卡止部55C配置于开口31bC时仅弹性部52C的弹性变形的一部分可得以释放(即弹性部52C没有到达自然长度)的值。
因此,若将一对卡止部55C配置于开口31bC内,则通过弹性部52C的弹性力,卡止部55C按压开口31bC的内面,来自开口31bC的内面的反力被赋予卡止部55C(支承部56C)。由此,可动镜5C在镜面51aC与主面BsC交叉(例如垂直)的状态下,由从开口31bC的内面赋予支承部56C的弹性力的反力支承于安装区域31C。
特别地,卡止部55C抵接于开口31bC的倾斜面SLC。因此,卡止部55C由来自倾斜面SLC的反力的XC轴方向的分量在倾斜面SLC上朝向基准面SRC滑动,接触于倾斜面SLC并碰到基准面SRC。由此,卡止部55C内接于由倾斜面SLC与基准面SRC规定的角部,在XC轴方向以及YC轴方向的双方上定位(由弹性力自动对准)。在此,卡止部55C的截面形状为四边形,所以从ZC轴方向观察,倾斜面SLC相对于卡止部55C点接触,基准面SRC相对于卡止部55C线接触。即,在此,开口31bC的内面从ZC轴方向观察时以两个点以及两条线与一对卡止部55C接触。
另一方面,如图47所示,从XC轴方向观察,在开口31bC的缘部中从开口31bC的内面向卡止部55C赋予弹性力的反力。在可动镜5C的安装时,存在对卡止部55C的倾斜面55aC以及倾斜面55bC中的一方赋予反力的情况。在该情况下,由该反力的沿倾斜面55aC或倾斜面55bC的分量使倾斜面55aC以及倾斜面55bC中的一方在缘部上滑动,沿ZC轴方向移动以到达倾斜面55aC与倾斜面55bC双方抵接于缘部的位置(即沿ZC轴方向夹着安装区域31C的位置)。由此,该位置卡止部55C被卡止,可动镜5C关于ZC轴方向定位(由弹性力自动对准)。即,在可动镜5C中,利用弹性部52C的弹性力进行三维自动对准。
以上那样的可动镜5C例如由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成。因此,可动镜5C的厚度(与镜面51aC交叉的方向上的大小)在各部分中固定,例如为320μm左右。此外,镜面51aC的直径例如为1mm左右。再有,弹性部52C的镜部51C侧的表面(内面)和镜部51C的弹性部52C侧的表面(外面)的间隔例如为200μm左右。弹性部52C的厚度(板簧的厚度)例如为10μm以上20μm以下左右。
还有,从与镜面51aC交叉的方向(XC轴方向)观察,卡止部55C的粗细比弹性部52C的粗细(板厚)大。此外,从XC轴方向观察,支承部56C的整体的粗细比弹性部52C的粗细大。再有,从XC轴方向观察,连接部57C的粗细比弹性部52C的粗细大。即,在此,弹性部52C、支承部56C以及连接部57C之中弹性部52C设得最细(薄)。因此在例如通过从支承部56C的力输入而使弹性部52C弹性变形时,支承部56C以及连接部57C实质上不发生变形。但是,支承部56C以及连接部57C也可稍有变形。换言之,支承部56C以及连接部57C存在在支承部56C以及连接部57C的变形量比弹性部52C的变形量小的范围内变形的情况(还有,也存在支承部56C以及连接部57C的变形量为0的情况)。
[固定镜及其周边结构]
除了安装区域不可动,固定镜6C及其周边结构与上述的可动镜5C及其周边结构与相同。即,如图50以及图51所示,固定镜(光学元件)6C具有:具有镜面(光学面)61aC的镜部(光学部)61C、弹性部62C、一对支承部66C、将一支承部66C与镜部61C相互连接的单个连接部67C。镜部61C形成为圆板状。镜面61aC为镜部61C的圆形状的板面。固定镜6C在镜面61aC与主面BsC交叉(例如垂直)的状态下安装于基部BC。
弹性部62C设在镜部61C的周围。在此,弹性部62C以包围相较于ZC轴方向上的镜部61C的中心更靠近基部BC的主面BsC的相反侧的整体的方式设在镜部61C的周围。弹性部62C从与镜面61aC交叉的方向(XC轴方向)观察,包含以与镜部61C隔开且部分地包围镜部61C的方式圆弧状地形成的圆弧状部分62aC。弹性部62C包含该圆弧状部分62aC且整体上构成为板簧。在此,圆弧状部分62aC配置于相较于通过ZC轴方向上的镜部61C的中心的中心线CLC更靠近基部BC的主面BsC的相反侧的位置。中心线CLC为沿着沿镜面61aC以及主面BsC的方向(XC轴方向)延伸的假想直线。
弹性部62C包含设在圆弧状部分62aC的两端的一端部62pC以及另一端部62rC。一端部62pC以及另一端部62rC可从圆弧状部分62aC连续地圆弧状地弯曲,也可为直线状。一端部62pC以及另一端部62rC例如位于中心线CLC上。在此,弹性部62C相对于通过ZC轴方向上的镜部61C的中心的另一中心线DLC对称地构成。中心线DLC是与中心线CLC交叉(垂直)且沿ZC轴方向延伸的假想线。
支承部66C为截面矩形的棒状,以在XC轴方向上夹着镜部61C的至少一部分(基部BC的主面BsC侧的一部分)的方式设置。支承部66C分别连接于弹性部62C的一端部62pC以及另一端部62rC(形成为连续)。支承部66C分别从一端部62pC以及另一端部62rC相较于镜部61C更向基部BC侧延伸。更具体地,支承部66C包含随着从一端部62pC以及另一端部62rC向基部BC而彼此的距离靠近的方式倾斜的倾斜部66aC。此外,支承部66C包含从倾斜部66aC中的一端部62pC以及另一端部62rC的相反侧的端部延伸设置的卡止部65C。
再有,支承部66C包含在一对支承部66C间在彼此相反方向上从倾斜部66aC突出的突出部66cC。在支承部66C中,由倾斜部66aC、卡止部65C以及突出部66cC形成角部66pC。在一对支承部66C间,角部66pC面向彼此相反侧。
支承部66C通过以从XC轴方向的两侧夹着支承部66C的方式对支承部66C施加力,可使弹性部62C以在XC轴方向上压缩的方式弹性变形。即,沿XC轴方向的支承部66C彼此的距离响应于弹性部62C的弹性变形而可变。此外,弹性部62C的弹性力可赋予支承部66C。还有,在向支承部66C赋予用于使弹性部62C变形的力的情况下,例如可利用突出部66cC(即,可从突出部66cC输入力)。
连接部67C设在一对支承部66C之中的一方,将该支承部66C与镜部61C彼此连接。在此,连接部67C连接于支承部66C之中的倾斜部66aC。此外,连接部67C在相较于与倾斜部66aC的连接位置更靠近与基部BC相反侧的位置连接于镜部61C。因此,连接部67C随着从未设置连接部67C的一方的支承部66C朝向另一方的支承部66C而靠近基部BC的方式倾斜。此外,连接部67C相较于镜面61aC的中心更靠近基部BC侧地设置。因此,一对支承部66C越过由该连接部67C形成的与镜部61C的连接位置CPC向基部BC侧延伸,插入下述的开口37aC。
卡止部65C整体上弯曲。卡止部65C包含倾斜面65aC以及倾斜面65bC。倾斜面65aC以及倾斜面65bC是一对卡止部65C中的彼此相对的面的相反侧的面(外面)。倾斜面65aC在一对卡止部65C间在远离连接部67C的方向(ZC轴负方向)上相互靠近地倾斜。倾斜面65bC在ZC轴负方向上相互隔开地倾斜。从YC轴方向观察,倾斜面65aC、65bC相对于ZC轴的倾斜角与可动镜5C中的倾斜面55aC、55bC相同。
在此,在中间层4C形成有开口42C。开口42C在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域37C的开口37aC,在ZC轴方向上在中间层4C的两侧开口。在支承层2C形成有开口22C。开口22C在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域37C的开口37aC,在ZC轴方向上在支承层2C的两侧开口。在光模块1C中,由中间层4C的开口42C内的区域以及支承层2C的开口22C内的区域构成连续的空间S2C。即,空间S2C包含中间层4C的开口42C内的区域以及支承层2C的开口22C内的区域。
在此,开口37aC的内面与安装区域31C中的开口31bC的内面相同地构成。因此,若将一对卡止部65C配置于开口37aC内,则通弹性部62C的弹性力,卡止部65C按压开口37aC的内面,来自开口37aC的内面的反力被赋予卡止部65C(支承部66C)。由此,固定镜6C在镜面61aC与主面BsC交叉(例如垂直)的状态下,由从开口37aC的内面赋予支承部66C的弹性力的反力支承于基部BC。特别地,在固定镜6C中也可与动镜5C的情况相同地,进行利用了开口37aC的内面、缘部与弹性力的自动对准。
以上那样的固定镜6C也与可动镜5C相同地例如由MEMS技术(图形化以及蚀刻)一体地形成。固定镜6C的各部分的大小例如与可动镜5C的各部分的上述大小相同。
即,从与镜面61aC交叉的方向(YC轴方向)观察,卡止部65C的粗细比弹性部62C的粗细(板厚)大。此外,从YC轴方向观察,支承部66C的整体的粗细比弹性部62C的粗细大。再有,从YC轴方向观察,连接部67C的粗细比弹性部62C的粗细大。即,在此,弹性部62C、支承部66C以及连接部67C之中弹性部62C设得最细(薄)。因此例如通过从支承部66C的力输入而使弹性部62C弹性变形时,支承部66C以及连接部67C实质上不发生变形。但是,支承部66C以及连接部67C也可稍有变形。换言之,支承部66C以及连接部67C存在在支承部66C以及连接部67C的变形量比弹性部62C的变形量小的范围内变形的情况(还有,也存在支承部66C以及连接部67C的变形量为0的情况)。
[作用以及效果]
在光模块1C中,可动镜5C具有:弹性部52C、彼此的距离响应于弹性部52C的弹性变形而可变的一对支承部56C。另一方面,在安装有可动镜5C的基部BC的安装区域31C,形成有与主面BsC连通的开口31bC。因此,作为一例,通过在为使支承部56C间的距离缩小而使弹性部52C弹性变形的状态下将支承部56C插入开口31bC,释放弹性部52C的弹性变形的一部分,可使得在开口31bC内支承部56C彼此的距离扩大,使支承部56C抵接于开口31bC的内面。
由此,可动镜5C由从开口31bC的内面赋予支承部56C的反力支承。如此,在该光模块1C中,利用弹性力将可动镜5C安装于基部BC。因此,不考虑粘接剂的不良影响等,即,可不论安装区域31C的特性均可靠地安装光学元件。还有,在此,以可动镜5C为例对作用以及效果进行了说明,而关于固定镜6C也起到相同的作用以及效果(以下相同)。
在此,在该可动镜5C中,将镜部51C与支承部56C相互连接的连接部57C相较于镜面51aC的中心设在基部BC侧。因此与例如将连接部57C相较于镜面51aC的中心设在与基部BC相反侧的情况相比,可动镜5C整体上的重心靠近基部BC。因此,稳定度提高。
此外,基于相同的理由,可在相较于镜面51aC的中心更靠近与基部BC相反侧的区域的整体中,在镜部51C的周围设置弹性部52C。于是,在该区域,不需要对弹性部52C的弹性变形产生影响的构件(例如连接部)。因此,可将弹性部52C的可自由弹性变形的部分设得较长,弹簧常数的调整变得容易。其结果,通过抑制弹簧常数的增大,可抑制与弹性变形相伴的弹性部的破损,可实现稳定的安装。
另一方面,假设例如在如圆弧状部分52aC的中心附近(与基部BC相反侧的中心线DLC上的位置)设置连接部以将弹性部52C与镜部51C相互连接,则弹性部52C的可自由弹性变形的部分被该连接部分断。其结果,难以获得上述效果。如以上那样,根据该光模块1C,可不论安装区域31C的特性均稳定地安装可动镜5C。
还有,根据可动镜5C,如上所述,可在相较于镜面51aC的中心靠与基部BC相反侧的区域的整体中,在镜部51C的周围设置弹性部52C。因此,即使以靠近镜部51C的方式设置弹性部52C的情况下,也可充分地确保弹性部52C的长度。即,根据该可动镜5C,可确保弹性部52C的长度且实现可动镜5C的紧凑化。
此外,在光模块1C中,弹性部52C在从与镜面51aC交叉的方向观察时,包含以部分地包围镜部51C的方式形成的圆弧状部分52aC,一端部52pC以及另一端部52rC设在圆弧状部分52aC的前端。通过如此弹性部52C具有圆弧状部分52aC,能够可靠地实现紧凑化与确保弹性部52C的长度的双方。
此外,在光模块1C中,支承部56C包含越过由连接部57C形成的与镜部51C的连接位置CPC向基部BC侧延伸且插入开口31bC的卡止部55C。于是,从与镜面51aC交叉的方向观察,卡止部55C的粗细比弹性部52C的粗细大。因此,可经由卡止部55C稳定地将可动镜5C支承于基部BC。
此外,在光模块1C中,从与镜面51aC交叉的方向观察,支承部56C的粗细比弹性部52C的粗细大。因此,可将用于使弹性部52C弹性变形的力经由支承部56C稳定地施加给弹性部52C。
此外,在光模块1C中,从与镜面51aC交叉的方向观察,连接部57C的粗细可比弹性部52C的粗细大。在该情况下,可将支承部56C与镜部51C可靠地连接。
此外,在光模块1C中,从ZC轴方向观察,开口31bC的内面包含:以从一端SLaC朝向另一端SLbC彼此的距离扩大的方式倾斜的一对倾斜面SLC、沿将一倾斜面SLC的另一端SLbC与另一倾斜面SLC的另一端SLbC连接的基准线BLC延伸的基准面SRC。因此,在将支承部56C插入开口31bC并将弹性部52C的弹性变形的一部分释放时,可由弹性力使支承部56C在倾斜面SLC上滑动、碰到基准面SRC。因此,可进行沿主面BsC的方向上的可动镜5C的定位。
此外,在光模块1C中,还包括安装于基部BC的固定镜6C与分束器7C,基部BC具有与安装区域31C连接的驱动区域32C,可动镜5C、固定镜6C以及分束器7C以构成干涉光学系统10C的方式配置。由此,可获得灵敏度提高的FTIR。此外,在此,安装有可动镜5C的安装区域31C具有连接于驱动区域32C而被驱动的特性。因此,容易受到粘接剂的不良影响等,所以上述的构成更为有效。
此外,在光模块1C中,基部BC具有:支承层2C、设于支承层2C上的器件层3C、设于支承层2C与器件层3C之间的中间层4C。还有,支承层2C为SOI基板的第1硅层,器件层3C为SOI基板的第2硅层,中间层4C为SOI基板的绝缘层。因此,可由SOI基板适宜地实现用于可动镜5C相对于器件层3C的可靠安装的构成。
此外,在光模块1C中,可动镜5C的镜面51aC相对于器件层3C位于支承层2C的相反侧。由此,可简化光模块1C的构成。
此外,在光模块1C中,光入射部8C配置成使测定光从外部向干涉光学系统10C入射,光出射部9C配置成使测定光从干涉光学系统10C向外部出射。由此,可获得包括光入射部8C以及光出射部9C的FTIR。
[变形例]
以上,对本公开的又一方面的一实施方式进行了说明,但本公开的又一方面不限于上述实施方式。例如,各构成的材料以及形状不限于上述材料以及形状,可采用各种材料以及形状。
此外,空间S1C只要形成于支承层2C与器件层3C之间,至少对应于安装区域31C以及驱动区域32C,则如图52以及图53所示,可采用各种方式。
在图52所示的构成中,取代开口21C,在支承层2C形成在器件层3C侧开口的凹部23C,由中间层4C的开口41C内的区域以及支承层2C的凹部23C内的区域构成空间S1C。在该情况下,支承层2C的凹部23C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围。可动镜5C的各卡止部55C的一部分经由中间层4C的开口41C内的区域位于凹部23C内的区域。由该构成也可适宜地实现用于可动镜5C相对于器件层3C的可靠安装的构成。
在图53的(a)所示的构成中,支承层2C的开口21C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含可动镜5C的各卡止部55C移动的范围。卡止部55C的一部分经由中间层4C的开口41C内的区域位于支承层2C的开口21C内的区域。在图53的(b)所示的构成中,支承层2C的凹部23C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含可动镜5C的各卡止部55C移动的范围。在这些情况下,中间层4C的开口41C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围,形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。卡止部55C的一部分经由中间层4C的开口41C内的区域位于支承层2C的凹部23C内的区域。
此外,支承层2C与器件层3C也可不隔着中间层4C地相互接合。在该情况下,支承层2C例如由硅、硼硅酸玻璃、石英玻璃或陶瓷形成,器件层3C例如由硅形成。支承层2C与器件层3C例如通过基于表面活性化的常温接合、低温等离子体接合、进行高温处理的直接接合、绝缘树脂粘接、金属接合或基于玻璃料的接合等相互接合。在该情况下,空间S1C只要形成于支承层2C与器件层3C之间,至少对应于安装区域31C以及驱动区域32C,则图54、如图55、图56以及图57所示,可采用各种方式。由任一构成都可适宜地实现用于可动镜5C相对于器件层3C的可靠安装的构成。
在图54的(a)所示的构成中,由支承层2C的开口21C内的区域构成空间S1C。在该情况下,支承层2C的开口21C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围,形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。卡止部55C的一部分位于支承层2C的开口21C内的区域。
在图54的(b)所示的构成中,由支承层2C的凹部23C内的区域构成空间S1C。在该情况下,支承层2C的凹部23C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围,形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。卡止部55C的一部分位于支承层2C的凹部23C内的区域。
在图55的(a)所示的构成中,在器件层3C形成在支承层2C侧开口的凹部(第1凹部)38C,由器件层3C的凹部38C内的区域以及支承层2C的开口21C内的区域构成空间S1C。在该情况下,器件层3C的凹部38C内的区域以及支承层2C的开口21C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围。器件层3C的凹部38C内的区域形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。卡止部55C的一部分经由器件层3C的凹部38C内的区域位于支承层2C的开口21C内的区域。
在图55的(b)所示的构成中,凹部38C形成于器件层3C,由器件层3C的凹部38C内的区域以及支承层2C的凹部(第2凹部)23C内的区域构成空间S1C。在该情况下,器件层3C的凹部38C内的区域以及支承层2C的凹部23C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围。器件层3C的凹部38C内的区域形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。可动镜5C的各卡止部55C的一部分经由器件层3C的凹部38C内的区域位于支承层2C的凹部23C内的区域。
在图56的(a)所示的构成中,凹部38C形成于器件层3C,由器件层3C的凹部38C内的区域以及支承层2C的开口21C内的区域构成空间S1C。在该情况下,器件层3C的凹部38C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围,形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。支承层2C的开口21C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含可动镜5C的各卡止部55C移动的范围。可动镜5C的各卡止部55C的一部分经由器件层3C的凹部38C内的区域位于支承层2C的开口21C内的区域。
在图56的(b)所示的构成中,凹部38C形成于器件层3C,由器件层3C的凹部38C内的区域以及支承层2C的凹部(第2凹部)23C内的区域构成空间S1C。在该情况下,器件层3C的凹部38C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围,形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。支承层2C的凹部23C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含可动镜5C的各卡止部55C移动的范围。卡止部55C的一部分经由器件层3C的凹部38C内的区域位于支承层2C的凹部23C内的区域。
在图57所示的构成中,凹部38C形成于器件层3C,由器件层3C的凹部38C内的区域构成空间S1C。在该情况下,器件层3C的凹部38C内的区域在从ZC轴方向观察的情况下包含安装区域31C移动的范围,形成用于使安装区域31C以及驱动区域32C之中的应从支承层2C隔开的部分从支承层2C隔开的间隙。卡止部55C的一部分位于器件层3C的凹部38C内的区域。
此外,如图58的(a)以及(b)所示,可动镜5C的镜面51aC也可相对于支承层2C位于器件层3C的相反侧。在此,在可动镜5C的镜部51C从支承层2C的与器件层3C相反侧的主面突出的状态下,卡止部55C延长以到达开口31bC。在该情况下,固定镜6C的镜面61aC以及分束器7C的光学功能面7aC也相对于支承层2C位于器件层3C的相反侧。还有,在图58的(b)所示的构成中,在器件层3C一体地设有向与支承层2C相反侧突出的间隔件39C。间隔件39C相较于可动镜5C的各卡止部55C之中的从器件层3C向与支承层2C相反侧突出的部分进一步突出,对该部分进行保护。此外,在此,开口31bC经由由间隔件39C规定的空间与主面BsC连通。或者,在此,开口31bC经由空间S1C与作为与主面BsC相反侧的表面的另一主面连通。
此外,在上述实施方式中,固定镜6C安装于器件层3C,但固定镜6C也可安装于支承层2C或中间层4C。此外,在上述实施方式中,分束器7C安装于支承层2C,但分束器7C也可安装于器件层3C或中间层4C。此外,分束器7C不限于立方体类型的分束器,也可为板型的分束器。
此外,除了光入射部8C以外,光模块1C也可还包括产生向光入射部8C入射的测定光的发光元件。或者,光模块1C也可代替光入射部8C而包括产生向干涉光学系统10C入射的测定光的发光元件。此外,除了光出射部9C以外,光模块1C也可还包括检测从光出射部9C出射的测定光(干涉光)的受光元件。或者,光模块1C也可代替光出射部9C而包括检测从干涉光学系统10C出射的测定光(干涉光)的受光元件。
此外,也可在支承层2C以及中间层4C(中间层4C不存在的情况下仅在支承层2C)设置与各致动器区域33C电连接的第1贯通电极、以及与各弹性支承区域34C的两端部34aC分别电连接的第2贯通电极,对第1贯通电极与第2贯通电极之间施加电压。此外,用于移动安装区域31B的致动器不限于静电致动器,例如也可为压电式致动器、电磁式致动器等。此外,光模块1C不限于构成FTIR的光模块,也可为构成其它的光学系统的光模块。
接着,对图49所示的开口31bC的变形例进行说明。如图59的(a)所示,开口31bC的从ZC轴方向观察时的形状也可为三角形。在该情况下,开口31bC的内面由一对倾斜面SLC与基准面SRC构成。在此,倾斜面SLC的一端SLaC彼此相互连接。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与基准面SRC规定的角部,可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。
在图59的(b)所示例中,开口31bC的从ZC轴方向观察时的形状为六边形。在该情况下,开口31bC的内面包含一对倾斜面SLC、向与倾斜面SLC相反侧倾斜的一对倾斜面SKC。一对倾斜面SKC以从一端SKaC朝向另一端SKbC彼此的距离扩大的方式倾斜。在此,倾斜面SLC的另一端SLbC与倾斜面SKC的另一端SKbC彼此连接,形成1个角部。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与倾斜面SKC规定的角部,可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。在此,从ZC轴方向观察,1个卡止部55C在两个点接触于开口31bC的内面。
如图59的(c)所示,倾斜面SLC也可为曲面。在该情况下,一对倾斜面SLC以从一端SLaC朝向另一端SLbC彼此距离扩大的方式倾斜并且弯曲。在此,从ZC轴方向观察,倾斜面SLC以倾斜面SLC的切线的相对于XC轴的倾斜从一端SLaC向另一端SLbC逐渐扩大的方式弯曲。倾斜面SLC以朝向开口31bC的内侧凸出的方式弯曲。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与基准面SRC规定的角部,也可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。
在图60的(a)所示例中,倾斜面SLC以及倾斜面SKC的双方为朝开口31bC的内侧凸出的曲面。此外,倾斜面SLC的另一端SLbC与倾斜面SKC的另一端SKbC经由沿XC轴方向延伸的连接面彼此连接。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与倾斜面SKC规定的角部,可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。
在图60的(b)所示例中,(开口31bC)从ZC轴方向观察分割成两个部分31pC。两个部分31pC分别具有倾斜面SLC与基准面SRC。即,在此,基准面SRC也分割成两个部分。但是,从ZC轴方向观察,基准面SRC整体上沿将一部分31pC的倾斜面SLC的另一端SLbC与另一部分31pC的倾斜面SLC的另一端SLbC连接的基准线BLC延伸。在该情况下,1个卡止部55C插入开口31bC的1个部分31pC。于是,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与基准面SRC规定的角部,可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。
在图60的(c)所示的例中,从ZC轴方向观察也分割成两个部分31pC。两个部分31pC分别具有倾斜面SLC与倾斜面SKC。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与倾斜面SKC规定的角部,也可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位在图61的(a)所示例中,开口31bC的从ZC轴方向观察时的形状为菱形。在此,开口31bC的内面由倾斜面SLC与倾斜面SKC构成。即,在此,除了倾斜面SLC与倾斜面SKC彼此连接以外,倾斜面SLC的一端SLaC彼此相互连接,并且倾斜面SKC的一端SKaC彼此相互连接。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与倾斜面SKC规定的角部,也可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。
再有,如图61的(b)所示例中,倾斜面SLC的另一端SLbC与倾斜面SKC的另一端SKbC经由沿XC轴方向延伸的连接面彼此连接。此外,倾斜面SLC的一端SLaC彼此相互连接,并且倾斜面SKC的一端SKaC彼此相互连接。在该情况下,通过使卡止部55C内接于由倾斜面SLC与倾斜面SKC规定的角部,也可关于XC轴方向以及YC轴方向的双方进行可动镜5C的定位。
还有,镜部51C、61C以及镜面51aC、61aC的形状不限于圆形,也可为矩形或其它形状。
以上,对可动镜5C以及开口31bC的各种变形例进行了说明,但可动镜5C以及开口31bC的变形例不限于上述。例如,可动镜5C以及开口31bC可设成将上述变形例的任意的一部分彼此交换而构成的其它的变形例。还有,对固定镜6C以及开口37aC也相同。
再有,上述实施方式中,作为安装于基部BC的光学元件,例示了可动镜以及固定镜。在该例中,光学面为镜面。但是,成为安装对象的光学元件不限于镜,例如,可设为光栅或光学滤波器等任意对象。
在此,上述镜面(光学面)51aC、61aC的中心是指ZC轴方向(与主面BsC交叉(垂直)的方向)上的镜面51aC、61aC的中心。但是,在镜面51aC、61aC的形状不是可以唯一地确定其中心的形状(例如圆形或四边形等)的情况下,镜面51aC、61aC的中心可替换地解释成ZC轴方向上的镜面51aC、61aC的重心。在此重心可根据镜面51aC、61aC的面积规定。
此外,在上述实施方式中例如,例示了为了使支承部56C彼此的距离缩小而使弹性部52C弹性变形的情况。在该情况下,在开口31bC内,通过使弹性部52C的弹性变形的一部分开放以使支承部56C彼此的距离扩大。由此,使支承部56C抵接于开口31bC的内面以进行自动对准。但是例如,也可以为使支承部56C彼此间的间隔扩大而使弹性部52C弹性变形。在该情况下,在将卡止部55C插入开口31bC的状态下释放弹性部52C的弹性变形的一部分的话,则卡止部55C彼此相互靠近地位移。由此,使支承部56C抵接于开口31bC的内面以进行自动对准。对以上的第3实施方式附注如下。
[附注22]
一种光模块,包括光学元件与安装有所述光学元件的基部,
所述光学元件包括:具有光学面的光学部、包含一端部以及另一端部且设于所述光学部的周围的弹性部、从所述一端部以及所述另一端部的各个相较于所述光学部更向所述基部侧延伸的一对支承部、将所述支承部的一方与所述光学部相互连接的连接部,
所述基部具有:主面、设有与所述主面连通的开口的安装区域,
所述支承部响应于所述弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变,在被赋予所述弹性力的状态下插入所述开口,
所述光学元件在所述光学面与所述主面交叉的状态下,由从所述开口的内面赋予所述支承部的所述弹性力的反力而支承于所述安装区域,所述连接部设在相较于所述光学面的中心更靠近所述基部侧的位置。
[附注23]
附注22所述的光模块,其中,
所述弹性部从与所述光学面交叉的方向观察,包含以部分地包围所述光学部的方式形成的圆弧状部分,
所述一端部以及所述另一端部设在所述圆弧状部分的前端。
[附注24]
附注22或23所述的光模块,其中,
所述支承部包含:越过由所述连接部形成的与所述光学部的连接位置而向所述基部侧延伸且插入所述开口的卡止部,
从与所述光学面交叉的方向观察,所述卡止部的粗细比所述弹性部的粗细相大。
[附注25]
附注22~24任一项所述的光模块,其中,
从与所述光学面交叉的方向观察,所述支承部的粗细比所述弹性部的粗细大。
[附注26]
附注22~25的任一项所述的光模块,其中,
从与所述光学面交叉的方向观察,所述连接部的粗细比所述弹性部的粗细大。
[附注27]
附注22~26的任一项所述的光模块,其中,
所述开口的内面包含:从与所述主面交叉的方向看以从一端向另一端彼此的距离扩大的方式倾斜的一对倾斜面、沿将一所述倾斜面的所述另一端与另一所述倾斜面的所述另一端连接的基准线延伸的基准面。
[附注28]
附注22~27的任一项所述的光模块,其中,
还包括安装于所述基部的固定镜与分束器,
所述光学元件是包含作为镜面的所述光学面的可动镜,
所述基部具有与所述安装区域连接的驱动区域,
所述可动镜、所述固定镜以及所述分束器以构成干涉光学系统的方式配置。
[附注29]
附注28所述的光模块,其中,
所述基部具有:支承层、设在所述支承层上的器件层、设在所述支承层与所述器件层之间的中间层,
所述支承层为SOI基板的第1硅层,
所述器件层为所述SOI基板的第2硅层,
所述中间层为所述SOI基板的绝缘层。
[附注30]
附注28或29所述的光模块,其中,包括:
配置成使测定光从外部向所述干涉光学系统入射的光入射部、和配置成使所述测定光从所述干涉光学系统向外部出射的光出射部。
还有,以上的第1实施方式所涉及的光模块、第2实施方式所涉及的光模块以及第3实施方式所涉及的光模块可以相互追加和/或交换各自的任意的要素的方式变更。
产业上的利用可能性
可提供不论安装区域的特性均可靠地安装光学元件的光模块。
符号的说明
1A…光模块,2A…支承层,3A…器件层,4A…中间层,5A、5AA…可动镜(光学元件),6A…固定镜(光学元件),7A…分束器,8A…光入射部,9A…光出射部,10A…干涉光学系统,31A、37A…安装区域,31bA、37aA…开口,32A…驱动区域,51A、61A…镜部(光学部),51aA、61aA…镜面(光学面),52A、62A…弹性部,53A、63A…连接部(第1连接部),54A、64A…脚部,55A、65A…卡止部,55aA、55bA、65aA、65bA…倾斜面,56A、66A…支承部,57A、67A…连接部(第2连接部),SLA…倾斜面,SLaA…一端,SLbA…另一端,SRA…基准面,BLA…基准线,CAA…环状区域,1B…光模块,2B…支承层,3B…器件层,4B…中间层,5B…可动镜,7B…分束器,8B…光入射部,9B…光出射部,10B…干涉光学系统,31B…安装区域,31bB…开口,51B…镜部,51aB…镜面,52B…弹性部,54B…支承部,55B…卡止部,56B…把手,56B…把手,56aB…位移部,BB…基部,1C…光模块,2C…支承层,3C…器件层,4C…中间层,5C…可动镜(光学元件),6C…固定镜(光学元件),7C…分束器,8C…光入射部,9C…光出射部,10C…干涉光学系统,31C、37C…安装区域,31bC、37aC…开口,32C…驱动区域,51C、61C…镜部(光学部),51aC、61aC…镜面(光学面),52C、62C…弹性部,52aC、62aC…圆弧状部分,52pC、62pC…一端部,52rC、62rC…另一端部,55C、65C…卡止部,56C、66C…支承部,57C、67C…连接部,SLC…倾斜面,SLaC…一端,SLbC…另一端,SRC…基准面,BLC…基准线。

Claims (5)

1.一种光模块,其中,
包括光学元件和安装有所述光学元件的基部,
所述光学元件具有:
光学部,具有光学面;
弹性部,能够弹性变形;和
一对支承部,以彼此相对的方式设置,响应于所述弹性部的弹性变形而被赋予弹性力并且彼此的距离可变,
所述基部具有主面和设置有与所述主面连通的开口的安装区域,
所述一对支承部在被赋予所述弹性部的弹性力的状态下插入所述开口,
所述光学元件由从所述开口的内面赋予的所述弹性力的反力而支承于所述安装区域。
2.根据权利要求1所述的光模块,其中,
所述弹性部以形成环状区域的方式设置于所述光学部的周围,
所述光学元件在所述光学面与所述主面交叉的状态下,由从所述开口的内面赋予所述支承部的所述弹性力的反力而支承于所述安装区域。
3.根据权利要求1或2所述的光模块,其中,
所述光学元件具有为了使所述弹性部弹性变形以使所述一对支承部间的距离变化而使用的把手,
在所述光学元件安装于述安装区域的状态下,所述把手相对于所述光学部以及所述一对支承部位于与所述主面交叉的方向上的一侧。
4.根据权利要求1或2所述的光模块,其中,
所述弹性部包含一端部以及另一端部,且设置于所述光学部的周围,
所述一对支承部从所述一端部以及所述另一端部的各个相较于所述光学部更向所述基部侧延伸,
所述光学元件具有将所述支承部的一方与所述光学部相互连接的连接部,在所述光学面与所述主面交叉的状态下,由从所述开口的内面赋予所述支承部的所述弹性力的反力而支承于所述安装区域,
所述连接部设置于相较于所述光学面的中心更靠近所述基部侧的位置。
5.根据权利要求3所述的光模块,其中,
所述弹性部包含一端部以及另一端部,且设置于所述光学部的周围,
所述一对支承部从所述一端部以及所述另一端部的各个相较于所述光学部更向所述基部侧延伸,
所述光学元件具有将所述支承部的一方与所述光学部相互连接的连接部,在所述光学面与所述主面交叉的状态下,由从所述开口的内面赋予所述支承部的所述弹性力的反力而支承于所述安装区域,
所述连接部设置于相较于所述光学面的中心更靠近所述基部侧的位置。
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