CN111141930A - Mems加速度计防反射和反射器涂层 - Google Patents

Mems加速度计防反射和反射器涂层 Download PDF

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Abstract

一种加速度计，包括：膜片；激光源，激光源产生激光束，激光束被引导至膜片，致使膜片振动；透明盖部，透明盖部设置在激光源和膜片之间；防反射膜，防反射膜设置在透明盖部的外表面上；以及检测器，检测器感测激光束的反射部分，反射部分包括调制强度。加速度信号部分地基于激光束的反射部分的调制强度的频率。

Description

MEMS加速度计防反射和反射器涂层
关于联邦政府资助研究与开发的声明
本发明是按照国防部高等研究计划局所授予的合同号N66001-16-C-4015在政府支持下做出的。政府拥有本发明的某些权利。
技术领域
文中公开的主题涉及一种谐振光机(resonant opto-mechanical)加速度计，更特别地，涉及一种用于在导航等级环境下使用的谐振光机加速度计。
背景技术
至少一些已知的加速度计已在微机电系统(“MEMS”)架构上开发。这些加速度计中的一些可以包括安装在压电基底上的检验质量。在检验质量经历加速度的变动时，检验质量压缩压电基底，以生成与检验质量的加速度成比例的输出电流。其他已知的加速度计可以包括可变形的光学谐振器，当联接到光学谐振器的检测质量经历加速度的变动时，光学谐振器被压缩，类似压电基底。
很多这种加速度计通过在近似一个μg的加速度下使用温度后补偿展示了用于目标和惯性应用的高性能，其中一个“g”对应于由于地球表面的重力造成的且近似等于9.806m/s2的加速度。然而，这种加速度计可能不太适合在某些环境条件下服务，可能不呈现适合与某些惯性导航系统一起使用的动态操作范围。
发明内容
在一个方面，一种加速度计包括：膜片；激光源，激光源产生激光束，激光束被引导至膜片，致使膜片振动；透明盖部，透明盖部设置在激光源和膜片之间；防反射膜，防反射膜设置在透明盖部的外表面上；以及检测器，检测器感测激光束的反射部分，反射部分包括调制强度。加速度信号部分地基于激光束的反射部分的调制强度的频率。
在另一方面，一种加速度计包括：膜片；激光源，激光源产生激光束，激光束被引导至膜片，致使其振动；透明盖部，透明盖部设置在激光源和膜片之间；至少一个膜，至少一个膜设置在激光源和膜片之间的透明盖部的内表面上；以及检测器，检测器感测激光束的反射部分，反射部分包括调制强度。加速度信号部分地基于激光束的反射部分的调制强度的频率。
在另一方面，包括一种加速度计，包含：膜片，膜片至少部分地透明；激光源，激光源产生激光束，激光束被引导至膜片，致使其振动；透明盖部，透明盖部设置在膜片和激光源之间；第一防反射膜，第一防反射膜设置在透明盖部的外表面上；第二防反射膜，第二防反射膜设置在透明盖部的内表面上；反射层，反射层设置在膜片下方；以及检测器，检测器感测激光束的反射部分，反射部分包括调制强度。加速度信号部分地基于激光束的反射部分的调制强度的频率。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地了解本公开的这些及其它特征、方面和优点，附图中，类似的字符在所有附图中表示类似的零件，其中：
图1是示范性谐振光机加速度计的立体视图；
图2是图1中示出的示范性谐振光机加速度计的谐振器对的分解视图；
图3是图1中示出的示范性谐振光机加速度计的谐振器的示意性视图；
图4是另一示范性谐振光机加速度计的谐振器的分解视图；
图5图示使用光纤维的实施例；
图6图示作为真空间隙的函数的吸收率；
图7图示作为膜片振动的函数的真空间隙厚度；
图8图示吸收率随波长的变化；
图9图示光学加速度计的实施例；
图10图示具有薄的氧化钽膜的盖部的反射率；
图11图示在不同波长下计算的腔精细度；
图12图示光学加速度计的实施例；
图13图示三层反射四分之一波的膜叠层的性能；以及
图14是根据本实施例各方面的光学加速度计的实施例。
除非另有指示，否则，文中提供的附图意指图示本公开的实施例的特征。相信这些特征适用于包含本公开的一个以上实施例的繁多种类的系统。如此，附图并不意指包括本领域普通技术人员已知的用于实践文中公开的实施例的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将参考许多用语，这些用语应被限定为具有以下含义。
除非上下文另有清楚指明，否则，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。
“可选的”或“可选地”意指随后描述的事件或情境可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
通篇说明书和权利要求书文中使用的近似语言可以应用于修饰任何定量表示，该表示可以允准变化而不造成其所涉及的基本功能的变动。由此，用语或各用语诸如“大约”和“大致”所修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度。这里及通篇说明书和权利要求书中，范围限制可以被组合和/或互换，这种范围被识别并包括其中含有的所有子范围，除非上下文或语言另有指明。
如文中使用的，用语“处理器”和“计算机”以及相关用语如“处理装置”、“计算装置”和“控制器”不只是限于本领域中称之为计算机的那些集成电路，而是广泛地指代微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其他可编程电路，这些用语文中可互换使用。在文中描述的实施例中，存储器包括但不限于计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)、计算机可读非易失性介质，诸如闪速存储器。替代地，也可以使用软盘、光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字通用盘(DVD)。还有，在文中描述的实施例中，附加输入信道可以是但不限于与用户接口(诸如鼠标和键盘)关联的计算机外围设备。替代地，也可以使用其他计算机外围设备，可以包括但不限于例如扫描仪。而且，在示范性实施例中，附加输出信道可以包括但不限于用户接口监视器。
进一步，如文中使用的，用语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括用于由个人计算机、工作站、客户端和服务器执行的在存储器中的任何计算机程序储存。
如文中使用的，用语“非暂时性计算机可读介质”意在表示用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块或者任何装置中的其他数据)的短期和长期储存的、以任何方法或技术实施的任何有形的基于计算机的装置。因此，文中描述的方法可以被编码为体现在有形的、非暂时性计算机可读介质(包括但不限于储存装置和/或存储器装置)中的可执行指令。当由处理器执行时，这种指令致使处理器施行文中描述的方法的至少一部分。另外，如文中使用的，用语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机储存装置，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移除和不可移除的介质，诸如固件、物理和虚拟储存、CD-ROM、DVD，以及任何其他数字源诸如网络或互联网，以及还有待开发的数字手段，唯独例外的是暂时性传播信号。
如文中使用的，“g-力”加速度是对由施加在本体(诸如加速度计)上的、在通过支撑物体并防止物体自由下落的表面的方向上的机械力所导致的加速度的测量值。相似地，如文中使用的，加速度的测量值的单位可以表述为“g”，在国际单位系统中对应于m/s2。因而，一个g是由于地球表面的重力造成的加速度，近似等于9.806m/s2。
本公开的实施例涉及一种谐振光机加速度计，更特别地，涉及一种用于在导航等级环境下使用的谐振光机加速度计。如文中描述的，导航等级环境包括与各种导航系统关联和/或在各种导航系统上的环境，诸如，飞行器系统、海洋系统、陆地系统和/或弹药系统，诸如导弹和其他弹道系统。如此，导航等级环境可能使谐振光机加速度计暴露于迅速波动的g-力以及极端环境条件。
此外，如下面描述的，谐振光机加速度计可以是单轴加速度计(如，z轴加速度计)，配置成测量垂直于谐振器平面的加速度。然而，谐振光机加速度计还可以测量有关其他轴线的加速度(如，取决于加速度计的取向)，此外，可以测量有关多个轴的加速度(如，其中运用多个谐振器和/或谐振器对)。
谐振光机加速度计包括诸如激光器的光源、第一谐振器和第二谐振器。每个谐振器的谐振频率响应于加速度，光源在每个谐振器上照射光束。谐振器将光调制到对应于谐振频率的频率，并且通过对应的光电检测器在每个谐振器处感测调制光。光电检测器响应地产生第一和第二电输出信号，并且这些电输出信号用于生成与温度无关的加速度测量。更特别地，第一和第二谐振器作为一对操作，每个谐振器具有相反的比例因子，以提供抵抗共同模态误差(诸如温度漂移)的鲁棒性。另外，相对于每个谐振器设置多个电极，使得与每个谐振器关联的一个以上检验质量可以动态平衡，和/或，与调制光关联的比例因子作为加速度的函数而增加或减小。
图1是示范性谐振光机加速度计(“ROMA”)102的立体视图。ROMA 102包括印刷电路板(“PCB”)104。控制器108安装在PCB104上。如文中它处描述的，控制器108协调ROMA 102的操作。在示范性实施例中，控制器108包括通信地耦接到一个以上有形的、非暂时性计算机可读存储器的一个以上处理器。
光源110也安装在PCB104上。光源110是能够生成单色光束和/或任何其它辐射束的任何光源。在示范性实施例中，光源110是激光器，诸如连续波激光器和/或脉冲操作激光器。此外，光源110可以是低功率激光器，诸如，在一些实施例中，具有范围从十毫瓦到五十毫瓦的输出功率的激光器。进一步，在各种实施例中，多于一个的光源可以与ROMA102一起实施。光源110可以可操作地耦接到控制器108，使得控制器108向光源110提供一个以上控制指令或控制信号，用于光源110的操作。
光学波导112耦接到光源110，使得光学波导112能够接收和引导由光源110生成的光束。在示范性实施例中，光学波导112分叉并分支成第一分支或第一部分114和第二分支或第二部分116。光学波导112包括适合于光传播的任何波导，诸如任何光导、任何光纤波导结构、在ROMA 102的盖上图案化的任何集成波导结构(如下面描述的)等等。
第一光电检测器122设置在第一部分114的第一输出耦合器或第一端118处。相似地，第二光电检测器124设置在第二部分116的第二输出耦合器或第二端120处。第一端118可以包括镜子、棱镜反射器或光栅耦合器(未示出)，其配置成朝向第一谐振器126重新引导光学波导112的第一部分114内行进的光束。类似地，第二端120可以包括镜子、棱镜反射器或光栅耦合器(未示出)，其配置成朝向第二谐振器128重新引导光学波导112的第二部分116内行进的光束。
在示范性实施例中，第一谐振器126和第二谐振器128安装在PCB104上，形成谐振器包或谐振器对。在其它实施例中，第一谐振器126和/或第二谐振器128未安装在PCB104上，可以就位或安装成与PCB104、控制器108和/或其它控制电子件隔开。
第一谐振器126和/或第二谐振器128可操作地耦接到控制器108，使得控制器108向第一谐振器126和/或第二谐振器128提供一个以上控制指令或控制信号，用于第一谐振器126和/或第二谐振器128的操作。例如，在一些实施例中，控制器108向第一谐振器126和/或第二谐振器128提供一个以上控制信号，以控制由耦接到每个谐振器126和/或128的一个以上电极生成的电压(如下面描述的)。相似地，在各种实施例中，控制器108向第一谐振器126和/或第二谐振器128提供一个以上控制信号，以控制光源110的输出功率。
此外，ROMA 102可以被包围在壳体106内，壳体106可以用作适合于遮挡ROMA 102免受空气和湿气的环境罩壳。在一些实施例中，壳体106还是耐热的，作用为挡热罩，适合于遮挡ROMA 102免受由安装或偶接有ROMA 102的导航或推进系统生成的热量。
图2是第一谐振器126和第二谐振器128的分解视图。如所示出的，第一谐振器126和第二谐振器128大致一样。此外，第一谐振器126和第二谐振器128安装在基底202和盖204之间。基底202和盖204被制造为微机电系统(“MEMS”)晶片，诸如绝缘体上硅(“SOI”)晶片。例如，基底202和盖204可以被制造为SOI晶片和/或浮动硼硅酸盐玻璃(如，PYREX(派莱克斯耐热玻璃))晶片。在示范性实施例中，基底202制造为SOI晶片，盖204被制造为PYREX晶片。
然而，在各种实施例中，盖204被制造为SOI晶片，而大致对光没有吸收性，诸如具有近似1300纳米的波长的光。结果，盖204传播并反射光，使得一个以上激发信号(诸如，例如第一光束206和第二光束208)能够穿过盖204。例如，波长为1300纳米的光可以被盖204反射20％，传播80％。因而，盖204可以吸收一些光，但在一些实施例中，吸收率应当最小。例如，在一些实施例中，吸收率小于10％。如果期望由透明材料(诸如玻璃)制作盖204，使得盖204不反射显著量的光，则可以在盖204上沉积分离的薄膜层(未示出)，以得到期望的反射率。例如，具有100和250纳米之间的厚度的Ta2O5层可以沉积到玻璃盖204上，以得到近似20％到25％的反射率。由此，如这里使用的，“透明”意指光能够至少部分地传播，有或者没有通过盖204的一些衰减。
通过光源110的激发可能造成振幅自稳定的振荡频率，可以改进频率稳定性。此外，光学相互作用可以用来解耦常规品质因子和增益检测权衡，并且可以通过促进均匀的大间隙布局来简化装置制造，该均匀的大间隙布局与高纵横比蚀刻步骤中的微米大小的电极间距相对。进一步，文中描述的光学驱动和读出特征可以减少或消除传统的误差来源，诸如因施加到常规静电MEMS装置的AC和/或DC驱动信号而引入的误差。
第一谐振器126包括第一检验质量210。第一检验质量210包括第一安装周界214、中央部分216，第一叶或第一部分218，第一弹簧220、第二叶或第二部分222和第二弹簧224。第一部分218通过第一弹簧220联接到中央部分216，第二部分222通过第二弹簧224联接到中央部分216。因而，第一谐振器126可以称之为“音叉”或“蝴蝶图案”谐振器。在一些实施例中，第一谐振器126还可以是使用面外线性振动振荡的多射束光机谐振器。更大体地，第一谐振器126可以包括任何合适的谐振器几何形状或形状因子。中央部分216可以包括第一反射和吸收表面或涂层225，该第一反射涂层225可以沉积在第一谐振器126的最接近盖204的表面上。如果第一谐振器126不吸收，则第一反射涂层225还可以沉积在第一谐振器126的离盖204最远的表面。然而，在各种实施例中，第一反射涂层225不会是完美的反射器，并且必然准许第一光束206的一些部分被涂层或是中央部分216吸收。
类似地，第二谐振器128包括第二检验质量212。第二检验质量212包括第一安装周界226、中央部分228，第一叶或第一部分230，第一弹簧232、第二叶或第二部分234和第二弹簧236。第一部分230通过第一弹簧232联接到中央部分228，第二部分234通过第二弹簧236联接到中央部分228。因而，第二谐振器128可以称之为“音叉”或“蝴蝶图案”谐振器。中央部分228可以包括第二反射表面或涂层237，该第二反射涂层237可以沉积在第二谐振器128的最接近盖204的表面上。如果第二谐振器128是非吸收性的，则第二反射涂层237还可以沉积在第二谐振器128的离盖204最远的表面上。然而，在一些实施例中，第二反射涂层237不会是完美的反射器，并且必然准许第二光束208的一些部分照射在其表面上以穿到中央部分228中，用于吸收。
在制造期间，第一检验质量210和第二检验质量212结合或安装在基底202和盖204之间。具体地，第一检验质量210的第一安装周界214结合或安装在基底202的基底安装表面238和盖204的盖安装表面240之间，使得第一检验质量210悬浮在基底202和盖204之间、在限定于基底202和盖204之间的第一腔242内。相似地，第二检验质量212的第一安装周界226结合或安装在基底202的基底安装表面238和盖204的盖安装表面240之间，使得第二检验质量212悬浮在基底202和盖204之间、在限定于基底202和盖204之间的第二腔244内。第一腔242和第二腔244可以被密封并且填充有气体或气体混合物，在真空下被密封，和/或制造成包括孔口或开口(未示出)，通过该孔口或开口，气体或气体混合物可以引入装置中或从装置中排出。
此外，在示范性实施例中，第一电极246和第二电极248结合或安装在基底202的内部表面250上，使得第一电极246大致设置在第一检验质量210的第一部分218附近或第一部分218下，第二电极248大致设置在第一检验质量210的第二部分222附近或第二部分222下。此外，第三电极252和第四电极254结合或安装在盖204的内部表面257上，使得第三电极252大致设置在第二检验质量212的第一部分230附近或第一部分230上，第四电极254大致设置在第二检验质量212的第二部分234附近或第二部分234上。
操作时，如在下面更详细地描述的，第一光束206由光学波导112引导通过盖204到第一检验质量210的中央部分216上，第二光束208由光学波导112引导通过盖204到第二检验质量212的中央部分228上。在施加的加速度(或g力)的影响下，每个检验质量210和212以特定的谐振频率振荡或振动(如下面更详细地描述的)。
在第一光束206与第一检验质量210的中央部分216进行接触时，第一光束206的反射部分256被第一反射涂层225反射，第一光束206的吸收部分被中央部分216吸收作为热能。在反射部分256从第一检验质量210的中央部分216反射时，反射部分256被调制于第一检验质量210的谐振频率。
该调制可以变化地实现。例如，关于第一谐振器126，盖204的表面反射一些光，第一谐振器126也是这样，诸如第一检验质量210的中央部分216。这些表面形成具有长度L的光学腔310，当反射光在第一光电检测器122处重组时，来自这些表面的反射光发生干涉，致使第一光电检测器122上的总反射光强度随着盖204和中央部分216之间的光学腔310的长度L而变化。该变化随着距离是周期性的，其周期等于光学腔310内的光的波长的一半。因此，在谐振器126振动，以此改变光学腔310的长度L时，光电检测器122上的光强度也可以与谐振器126的振动同步地变化。其它技术也可以用于在光电检测器122上生成振荡光强度，诸如谐振器126的一部分上沉积反射镜(未示出)，其在第一谐振器126振动时移入和移出于第一光束206，和/或，在ROMA 102内制造结构，该结构部分地遮蔽或防止第一光束206撞击第一谐振器126，其中遮蔽量可以随着谐振器126振动而变化。这些调制技术可以以相似方式应用于第二谐振器128。
类似地，在第二光束208与第二检验质量212的中央部分228进行接触时，第二光束208的反射部分258被第二反射涂层237反射，第二光束208的吸收部分被中央部分228吸收作为热能。在反射部分258从第二检验质量212的中央部分228反射时，反射部分256被调制到第二检验质量212的谐振频率。
因而，与反射部分256和258关联的频率分别对应于第一检验质量210和第二检验质量212的谐振频率，这取决于ROMA 102上的加速度以及每个检验质量210和212的机电刚度(electromechanical stiffness)。
在反射部分256通过盖204反射回来时，反射部分256被第一光电检测器122接收。相似地，在反射部分258通过盖204反射回来时，反射部分258被第二光电检测器124接收。作为响应，第一光电检测器122生成与接收的反射部分256的频率成比例的第一电输出信号260，第二光电检测器124生成与接收的反射部分258的频率成比例的第二电输出信号262。
第一电输出信号260和第二电输出信号262被传输(如，通过一个以上电线)到电路264，诸如频率计数器或锁相回路(“PLL”)，电路264配置成分析第一电输出信号260和第二电输出信号262，并且基于分析，输出与谐振器126和128的振荡频率(在一些实施例中，诸如谐振器126和128的温度的其它参数)相关的数字或是模拟信号。来自谐振器126和128的数字信号又可以利用模拟或是数字电子器件从彼此中减去，以提供表示由ROMA 102测量的加速度的加速度信号266。具体地，在示范性实施例中，电路264配置成从第一电输出信号260和第二电输出信号262中的另一个中减去两者中的一个。两个信号260和262之间的差值对应于ROMA 102上的加速度，并且被提供作为加速度信号266。另外，如下面描述的，加速度信号266与温度无关。
图3是ROMA 102的谐振器126的示意性视图(图1处示出)。尽管参照图1描述了谐振器126，但是，相同描述适用于谐振器128。
由此，除了上述元件之外，谐振器126包括盖部302和窗部304。如上面描述的，波导112终止于第一端118(例如，输出耦合器)，其构筑在盖部302或是窗部304上。波导112可以由具有高折光指数(refractive index)芯层320(诸如SiN或Si芯层)组成，芯层320可以上面通过第一低指数层322且下面通过第二低指数层324围绕。第一低指数层322和第二低指数层324可以由例如SiO2制造。因为波导112可以直接附接到盖204，所以，芯层320和盖204之间的覆层材料可以足够厚，以大致防止激光从芯层320泄漏到盖204中。例如，第一低指数层322和第二低指数层可以厚度在约3微米，大体足以防止光从芯层320大致泄漏到盖204中。此外，在各种实施例中，第一光电检测器122安装在窗部304的外表面306上。
如上面描述的，第一谐振器126的中央部分216可以在任一或两个表面上包括反射表面涂层(诸如第一反射表面涂层225)，以朝向光电检测器122部分地反射光，因而形成光学腔310，用于生成调制的光强度的目的。在各种实施例中，反射光强度应当是约20％，但在至少一些实施例中，优选地，小于50％。另外，反射涂层(诸如第一反射涂层225)不应当吸收大量的激光。例如，在一些实施例中，吸收率应当小于5％，在其它实施例中，优选地，远小于1％。
在示范性实施例中，光学腔310是Fabry-Pérot(法布里-珀罗)腔，并且配置成生成光驻波干涉吸收(standing light wave interference absorption)和反射图案，以通过仅使用单个恒定功率光源(如，光源110))而允许光学自激振荡和检测。如先前描述的，光学腔310的反射率随着第一谐振器126的中央部分216和盖204之间的光学腔310的长度L而变化，这生成通过光电检测器测量的光学信号122。比如，当反射的光强度大时，那么第一谐振器126(和/或，第一谐振器126上的薄膜)中吸收的光的量小，反之亦然。因此，在第一谐振器126振动时，被吸收的光的量也同步地振荡。吸收的光加热第一谐振器126的中央部分216，可以致使其机械特性变化(如下面更详细地描述的)。
例如，杨氏模量可以应用于描述第一谐振器126的应变量作为施加的应力的函数。具体地，该模量可以随温度而变化，于是随第一谐振器126的振动而变化。杨氏模量的变化变动第一弹簧220和第二弹簧224的刚度，这直接影响第一谐振器126的谐振频率。第一谐振器126的尺寸也可以由于第一谐振器126的热膨胀系数而变化。例如，加热第一谐振器126将致使其膨胀，这又将致使其弯曲并且变动光学腔310的长度L。利用适当设计的ROMA 102，当第一谐振器1026位于高吸收率的位置时，吸收的光加热第一谐振器126并且通过变动光学腔310的长度L而致使其移动到较低吸收率的位置。然后，利用较少吸收的光，第一谐振器126稍微冷却下来并且移回到较大吸收率的位置。该过程自身重复，致使第一谐振器126以其自然频率振荡。
例如，随着第一弹簧220和第二弹簧224温度升高，因为第一弹簧220和第二弹簧224的刚度减小，第一部分218和第二部分222可能因ROMA 102的加速而经历绕着z轴的增加的机械移位。相反地，随着第一弹簧220和第二弹簧224温度减小，因为第一弹簧220和第二弹簧224的刚度增加，第一部分218和第二部分222可能因ROMA 102的加速而经历绕着z轴的减小的机械移位。因而，随着谐振器126的温度变化，第一检验质量210和第二检验质量212可以随着增加和/或减小谐振频率而绕着z轴振荡。
在示范性实施例中，可以将第一电压施加到第一电极246，可以将第二电压施加到第二电极248，以补偿温度的变动，和/或，调整第一检验质量210的谐振频率。例如，在通过第一电极246生成的电压被调整时，第一电极246和第一检验质量210的第一部分218之间的静电力可以变化，使得通过弹簧220从中央部分216悬挂的第一部分218的机电刚度随着电压的对应增加和减小而增加和减小。相似地，在通过第二电极248生成的电压被调整时，第二电极248和第一检验质量210的第二部分222之间的静电力可以变化，使得通过弹簧224从中央部分216悬挂的第二部分222的机电刚度随着电压的对应增加和减小而增加和减小。
在操作期间，机电刚度的这些变动影响第一检验质量210的谐振频率。例如，随着第一检验质量210的机电刚度增加，第一检验质量210的谐振频率也可以增加，并且随着第一检验质量210的机电刚度减小，第一检验质量210的谐振频率也可以减小。因而，可以在第一电极246和/或第二电极248与第一检验质量210之间施加增加和/或减小的电压，以调整第一检验质量210的机电刚度，进而调整第一检验质量210的谐振频率。
此外，在第一光束206的反射部分256从中央部分216反射时，反射部分256在光学腔310内沿着z轴行进，并且朝向中央部分216从盖204的顶表面和底表面反射回来。换言之，反射部分256在光学腔310内来回弹射于中央部分216和盖的表面之间。该反射光中的一些逸出光学腔310(作为反射部分256)，并且沿着z轴朝向光电检测器122行进，如上面描述的，它被转换成与谐振器126的谐振频率成比例的第一电输出信号260。
因而，ROMA 102部分地基于第一光束206的反射部分256的频率来检测加速度。然而，如上面描述的，相同的谐振和检测过程在谐振器128内出现，其中第二光电检测器124将第二光束208的反射部分258转换成第二电输出信号262。
更特别地，在示范性实施例中，第一谐振器126的第一电极246在第一检验质量210的第一部分218下施加偏置电压，第一谐振器126的第二电极248在第一检验质量210的第二部分222下施加偏置电压。这些偏置电压例如可以，沿着z轴在第一方向312上增加第一检验质量210的机电刚度(因为第一检验质量210通过因偏置电压发展的静电力而被吸引和/或排斥)，使得第一检验质量210响应于第一方向312或是第二方向314上的加速度而以第一谐振频率振荡。
相似地，第二谐振器128的第三电极252在第二检验质量212的第一部分230上施加偏置电压，第二谐振器128的第四电极254在第二检验质量212的第二部分234上施加偏置电压。这些偏置电压例如可以，沿着z轴在第二方向314上增加第二检验质量212的机电刚度(因为第二检验质量212通过因偏置电压发展的静电力而被吸引和/或排斥)，使得第二检验质量212响应于第一方向312或是第二方向314上的加速度而以第二谐振频率振荡。
因这些相反的偏置电压，ROMA 102可以操作成使得，随着第一谐振器126的谐振频率增加，第二谐振器128的谐振频率减小(反之亦然)。另外，如果施加到每个谐振器126和128的偏置电压大致相等，则第一检验质量210的第一谐振频率和第二检验质量212的第二谐振频率之间的差值将对应于ROMA 102上的实际加速度。例如，差分输出信号266将不受ROMA 102的温度的影响，因为因温度波动引起的第一谐振频率和第二谐振频率的变化将在由电路264执行的差值计算中抵消(如上面描述的)。因而，ROMA 102能够检测与温度无关的加速度。
随着在操作期间ROMA 102上的加速度变化，可能期望增加和/或减小与第一谐振器126和第二谐振器128中的一个或两个关联的比例因子，以改进ROMA 102的动态范围。例如，随着ROMA 102上的加速度增加，可能期望增加和/或减小与第一谐振器126和/或第二谐振器128中的一个或两个关联的比例因子。相似地，随着ROMA 102上的加速度减小，可能期望增加和/或减小与第一谐振器126和第二谐振器128中的一个或两个关联的比例因子。
为了调整比例因子，可以增加和/或减小通过第一电极246、第二电极248、第三电极252和/或第四电极254中的一个以上生成的偏置电压。例如，在大加速度时，第一谐振器126和第二谐振器128的谐振频率可能迅速波动。为了适应该频率不稳定性，可以控制一个以上电极246，248，252和/或254(如，通过控制器108)，以增加和/或减小施加到第一检验质量210和/或第二检验质量212的偏置电压。例如，随着偏置电压增加，每个检验质量210和212的谐振频率也可以增加。因而，第一检验质量210和第二检验质量212的谐振频率可以比例放大和缩小，以适应加速度的增加和减小。在一些实施例中，ROMA 102可以检测范围从0g到50000g的g力。
第一谐振器126和/或第二谐振器128也可以作为初始校准功能的一部分和/或在操作期间动态平衡。更特别地，第一检验质量210的第一部分218和第一检验质量210的第二部分222可以质量略微不同(如，由于制造过程中的缺陷)。相似地，第二检验质量212的第一部分230和第二检验质量212的第二部分234可以质量略微不同。这些质量的小的偏差可能使第一检验质量210和第二检验质量212不平衡，使得第一谐振器126和第二谐振器128的谐振频率受影响。
为了平衡第一谐振器126和/或第二谐振器128，如上面描述的，可以将一个以上偏置电压施加到第一检验质量210和/或第二检验质量212中的任一个或两个。特别地，第一电极246和第二电极248可以将一个以上偏置电压施加到第一检验质量210，第三电极252和第四电极254可以将一个以上偏置电压施加到第二检验质量212。
在另一实施例中，振动MEMS可以用于在惯性传感器装置中的加速度的测量。这些装置包括悬挂在由硅、玻璃或其它材料制成的小容器内的真空中的薄的振动硅膜片。膜片的振荡经由激光实现。通过容器入射在膜片的正确位置上的恒定(CW)激光束可以致使膜片连续振荡，并且发现振荡频率极其稳定，达到1ppb或更好，只要装置的温度保持恒定即可。如果传感器的温度变化近似1℃，则装置停止振荡。
谐振膜片与装置的盖部一起形成光学腔。随着装置的温度变动，盖部的厚度以及盖部和膜片之间的间隙的厚度变化。另外，盖部的折光指数变化。在盖部的一侧的适当的防反射涂层可以消除盖部厚度和折光指数变化的大部分影响。然而，在没有防反射涂层时，反射率曲线400上的操作点402变动，如图4中示出的。如果装置温度充分地变动，则装置到达无法振荡的区域。随着装置温度变化，一个MEMS装置的振荡频率在图5中示出。装置在20.6°和22.2℃停止振荡。测量的相对于装置温度的频移为-5.35Hz/℃。
图4图示另一实施例，其中激光902通过与MEMS传感器小心地对准的光纤维而被带到该MEMS传感器，使得激光902被从装置内的谐振振动膜片904上的精确位置吸收和反射。将膜片包围在真空密封室(附图中未示出)中，真空密封室可以由硅、玻璃或其它材料或材料的组合组成。振动膜片可以配置成“蝴蝶”加速度计设计，具有多轴对称和“翼型”结构，或者为任何其它合适的配置。CW激光束的作用是致使谐振膜片904振荡。某些装置设计的频率稳定性可以与10-9一样好或者更好。
实验上，当激光通过硅盖部入射在膜片904上时，发现装置对温度变动极其敏感。装置温度的微小变动会致使谐振频率漂移，这排除了使用该装置用于加速度的测量。另外，发现该装置对激光波长极其敏感。例如，装置可以利用波长为1306nm的激光很好地工作，而拒绝在激光功率相同但激光波长为1311nm的情况下工作。
图5图示传感器的光学模型。对于两个激光波长，驱动膜片振荡的金属膜1002的吸收率被计算为真空1004间隙厚度1006(随着膜片振动而变化)的函数，如图6中示出的。可以使用钛、钨和其它合适的金属作为金属膜1002。即使激光波长存在<5nm的变动，不同的吸收率曲线也是显著的。在1306nm，光学系统的精细度(finesse)(基本上，条纹(fringes)深度和曲线陡度的测量值)远大于在1311nm的精细度。是吸收率曲线的斜率驱动膜片振荡-更大的斜率向膜片提供更大的驱动力。因此，光学模型指示在1306nm的腔精细度比在1311nm的腔精细度更可能激发谐振模态。真空间隙1004可以具有在大约2微米和大约80微米之间的厚度1006。在其它实施例中，真空间隙1004可以具有在大约3微米和大约50微米之间的厚度1006。在其它实施例中，真空间隙1004可以具有在大约4微米和大约35微米之间的厚度1006。在其它实施例中，真空间隙1004可以具有在大约5微米和大约20微米之间的厚度1006。在其它实施例中，真空间隙1004可以具有在大约5微米和大约15微米之间的厚度1006。在其它实施例中，真空间隙1004可以具有在大约5微米和大约12微米之间的厚度1006。
图7图示对于Si(硅)盖部在若干不同波长下作为真空间隙厚度1006的函数的吸收率。如可以看出的，精细度在1310nm为低的，在大约1310.2nm上升到峰值，然后再次下降，在1310.4和1310.5nm之间到达另一最小值，随后的最大值在1310.6和1310.7nm之间，最小值在1310.9nm。因而，对于该精细度的激光波长的振荡周期是～0.45nm。
如图8中图示的，吸收率随波长的变化由于形成光学腔的Si盖部的光学厚度造成。激光从Si盖部的顶部表面1302和底部表面1304反射，如所示出的。对于具有3.778的折光指数的500微米盖部厚度，盖部的往返(roundtrip)光学厚度(物理距离乘以折光指数)是3.778mm。这意味着在1310nm的波长下，往返中存在2884个完整的光周期。而且，当波长改变0.45nm时，相似的计算展示往返中的周期数增加或减小1。这说明了吸收率随波长变化的周期的起源。
除了发生在表面1302和1304的反射，存在振动膜片上的金属膜的表面处的另一反射。因此，吸收率是来自所有三个表面的反射光的函数。尽管0.45nm的变化周期经由顶部和底部表面的反射通过Si盖部的厚度确定，但是，腔的精细度受到来自金属膜的反射的强烈影响。当所有三个反射都发生干涉时，尽管吸收率随波长变化的周期相对恒定，但是，腔的精细度会显著变化。
如果盖部的光学厚度变动，则由于所有三个反射如何干涉发生变动，这也将致使腔的精细度变化。每当实际厚度和/或光学折光指数变动时，光学厚度变动。这两个参数均可以随着装置温度的变动而变化。对于Si的热膨胀系数是2.6×10-6K-1。Si的热光系数是～1.8×10-4K-1。因此，Si盖部的温度变动～7℃足以使腔的吸收率进行一个周期变化。随着温度变动，光学腔的精细度也以与图7中示出的相似的方式变动。盖部温度的3.5℃变动将与激光波长的0.23nm变动具有相同的效果，从而腔的精细度可以从其最大值变动到其最小值，潜在性地致使装置从自激振荡状态移变到不振荡的状态。不仅将潜在性地存在向非振荡状态的转移，而且腔精细度的变动也意味着膜片所吸收的激光功率的量存在变动。因此，在振荡期间，平均膜片温度在变动，这又意味着膜片的振荡频率在变动。这会生成伪信号，其屏蔽或干扰由其振荡谐振频率确定装置的加速度。
为了消除对激光波长或装置温度的敏感度，必须抑制从盖部1406的一个表面1404的反射。这样做的一种方式是在盖部1406的一个表面上放置防反射涂层1402。单层防反射(AR)涂层1402一般由这样的材料组成：该材料在其任一侧具有介于两种材料之间的折光指数以及四分之一波长的光学厚度。例如，如果折光指数为2.1的156nm的氧化钽(如，Ta2O5)薄膜1402沉积到Si盖部1406的外表面1404上，如图9中示出的，则从该表面1404的反射率在1310nm的波长下下降到约1％。在其它实施例中，从该表面1404的反射率下降到约10％以下。在其它实施例中，从该表面1404的反射率下降到约5％以下。在其它实施例中，从该表面1404的反射率下降到约0.5％以下。在其它实施例中，从该表面1404的反射率下降到约0.2％以下。然而，没有该氧化钽膜时，反射率大于30％。膜1402也可以由其它电介质(非金属/非吸收性)和/或非金属材料组成，并且可以包括从大约20nm到大约500nm的厚度。在其它实施例中，薄膜1402可以从大约50nm到大约400nm厚。在其它实施例中，薄膜1402可以从大约75nm到大约300nm厚。在其它实施例中，薄膜1402可以从大约100nm到大约200nm厚。在其它实施例中，薄膜1402可以从大约125nm到大约175nm厚。薄膜1402可以具有在大约1.3和大约5之间的折光指数。在其它实施例中，薄膜1402可以具有在大约1.5和大约4之间的折光指数。在其它实施例中，薄膜1402可以具有在大约1.75和大约3之间的折光指数。在其它实施例中，薄膜1402可以具有在大约1.9和大约2.6之间的折光指数。在其它实施例中，薄膜1402可以具有在大约2.1和大约2.4之间的折光指数。可以通过包括更多电介质层来制备甚至更好的防反射涂层。例如，常见的防反射膜由三个薄膜层组成，其中三个薄膜层是高指数材料、低指数材料和中间指数材料。例如，AppliedOpticsvol.27(1988)2320-2333中描述了一种用于设计防反射层的办法。
图10图示当将单层防反射涂层施加到Si盖部的顶部表面时，在不同波长下计算作为真空间隙厚度的函数的吸收率(与图7相似)。与图7中的相比，吸收率/腔精细度随激光波长的变化已大大减少。然而，腔精细度不如裸Si在其最佳波长下的精细度那么大。通过在Si盖部的外侧表面上使用多层AR涂层，可以进一步减少波长依赖性。通过在Si盖部的内侧表面上使用电介质薄膜反射器，可以进一步增加腔精细度。Si盖部的内侧表面上的AR涂层和盖部的外侧表面上的电介质反射器也可以工作以减少装置对温度和激光波长的敏感度，相应地增加腔精细度，但这并不像第一选择那样理想，因为Si盖部的外侧表面和膜片之间的较大光学距离导致来自Si盖部的热膨胀的较大的二次效应。
尽管大体更好的是由同一材料(即，硅)制备，以消除在来自不同材料之间不同的热膨胀系数引起的装置的应变，但是，可以利用玻璃更换硅盖部，用于在更有限的温度范围内使用。对于硅盖部、玻璃盖部和具有单个薄膜反射器层的玻璃盖部的腔精细度的计算在
图11中示出。如可以看出的，裸玻璃和具有单个反射器层的玻璃都不如裸硅那样表现好(即，都不具有与之一样大的精细度)。裸玻璃表现特别差。
在图12中示出的另一实施例中，在玻璃盖部的内侧表面上的三层反射四分之一波的膜叠层1709在其最佳波长下远比裸硅盖部表现得好。图13图示对于图12中图示的三层配置在不同波长下计算的腔精细度，展示更大的精细度以及几乎没有波长依赖性。光纤维1704和玻璃盖部1706之间的指数匹配流体1702完全消除该模型中从盖部的顶部表面的反射。图12中图示的三层膜叠层1709可以包括大约20％和大约80％之间的反射性(或反射率)。在其它实施例中，图12中图示的三层膜叠层可以包括大约30％和大约70％之间的反射性(或反射率)。在其它实施例中，图12中图示的三层膜叠层可以包括大约45％和大约65％之间的反射性(或反射率)。在其它实施例中，图12中图示的三层膜叠层可以包括大约50％和大约60％之间的反射性(或反射率)。
根据本要求保护的实施例和附图的透明盖部1706可以包括以下材料中的至少一种：二氧化硅、硼硅酸盐玻璃、硅、SiO2和三氧化硼、以及具有低热膨胀系数的其它合适材料。例如，透明盖部1706，1902可以由在20℃以下具有大约5×10-6K-1的热膨胀系数的合适材料组成。本要求保护的实施例的膜1402，1702，1904可以包括氧化钽、MgF2、SiN、TaOx、HfOx和YOx以及其它合适的高折光指数材料中的至少一种。
图12中图示的三层反射四分之一波的膜叠层1709可以包括各材料，使得相应地，第一层1708具有高折光指数，第二层1710具有低折光指数，第三层1712具有高折光指数材料，使得中间层由较低折光指数材料组成，顶层和底层均由高折光指数材料组成。第一、第二和第三层1708，1710，1712中的每一个可以具有大约50nm和大约500nm之间的厚度。在其它实施例中，第一、第二和第三层1708，1710，1712中的每一个可以具有大约100nm和大约300nm之间的厚度。在其它实施例中，第一、第二和第三层1708，1710，1712中的每一个可以具有大约125nm和大约250nm之间的厚度。高折光指数材料的示例包括Ta2O5和TiO2。低折光指数材料的示例包括SiOx和SiO2。中间折光指数材料(medium refractive indexmaterials)的示例包括SiON、SiN和HfO2。在图9的实施例中，膜1402可以在包括多层的实施例中相似地包括低、中和高折光指数层中的每一个。在包括单层的实施例中，图9的防反射膜1402可以包括中间折光指数。
在图14中示出的另一实施例中，透明盖部1902在两侧均具有AR涂层1904，使得它对入射激光1906完全透明，因此不形成光学腔的一部分。在谐振膜片1910后方(和/或下方)的底部，是镜子或反射器1908(即，反射层和/或反射表面)。反射层1908设置在膜片1910的与透明盖部1902相对的一侧。膜片1910本身现在是部分透明的，而在先前的实施方式中它是不透明的-它不传播任何光。在该新的实施方式中，光学腔形成在膜片1910和底部反射器1912之间，而非在顶部盖部1902和膜片1910之间。如此，图14的实施例包括设置在膜片的与透明盖部1902相对的位置上的至少一个底部反射表面。
在文中描述的实施例中，由于温度变化造成的间隙厚度的变化可以通过改变激光器温度、激光器电流和/或激光器功率来克服。这种实施例造成在宽泛的环境温度范围内准确地感测加速度。这种实施例在期望感测加速的应用中有用，诸如在下述中：航行器，包括飞机、自行车、汽车、火车、船、火箭；个人电子器件，包括智能手机、平板电脑、可穿戴健身装置、便携式音乐播放器、耳机、通信装置、健身追踪器、手表、无人机；以及包括移动部件的其它应用。在文中描述的其它实施例中，在运用具有大致相等的折光指数的材料的同时减少或消除顶部反射，可以减轻因环境温度变化而引入的误差和传感器偏置。这些实施例在各种各样的应用中有用，如上面论述的。
因而，谐振光机加速度计的实施例包括诸如激光器的光源、第一谐振器和第二谐振器。每个谐振器的谐振频率响应于加速度，光源在每个谐振器上照射光束。谐振器将光调制到对应于谐振频率的频率，并且通过对应的光电检测器在每个谐振器处感测调制光。光电检测器响应地产生第一和第二电输出信号，并且这些电输出信号用于生成与温度无关的加速度测量。此外，相对于每个谐振器设置多个电极，使得与每个谐振器关联的一个以上检验质量可以动态平衡，和/或，与调制光关联的比例因子作为加速度的函数而增加或减小。
文中描述的谐振光电加速度计的示范性技术效果包括，例如：(a)光学自激和检测；(b)实时动态谐振器平衡；(c)对比例因子实时调整；(d)差分谐振器输出，用于与温度无关的加速度测量。
上面详细地描述了谐振光机加速度计及相关部件的示范性实施例。该系统不限于文中描述的具体实施例，而是，系统的部件和/或方法的步骤可以独立地以及与文中描述的其他部件和/或步骤分离地使用。例如，文中描述的部件的配置还可以与其他过程组合使用，不限于仅利用文中描述的系统和相关方法实践。确切地，示范性实施例可以连同期望加速度测量的很多应用一起来实施和运用。
尽管本公开的各种实施例的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但是，这仅仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征组合地参考和/或索要。
该书面描述使用示例来公开本公开的各实施例，包括最佳模式，还使本领域的普通技术人员能够实践本公开，包括制作和使用任何装置或系统，并执行任何并入的方法。文中描述的各实施例的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内，如果该示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等效结构元件的话。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种加速度计，包含：膜片；激光源，所述激光源产生激光束，所述激光束被引导至所述膜片，使得所述膜片振动；透明盖部，所述透明盖部设置在所述激光源和所述膜片之间；防反射膜，所述防反射膜设置在所述透明盖部的外表面上；以及检测器，所述检测器检测所述激光束的反射部分，所述反射部分包含调制强度，其中，加速度信号部分地基于所述激光束的所述反射部分的所述调制强度的频率。
2.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜包含大约50nm和大约500nm之间的厚度。
3.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜包含多层，并且
其中，所述多层中的至少一个层包含中间折光指数材料。
4.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜包含氧化钽、MgF2、SiN、TaOx、HfOx和YOx中的至少一种。
5.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜包含大约1.3和大约5之间的折光指数。
6.根据任何在前条项的加速度计，进一步包含设置在所述透明盖部和所述膜片之间的真空间隙，其中，所述真空间隙的厚度在大约2微米和大约50微米之间。
7.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述透明盖部包含二氧化硅、硼硅酸盐玻璃、SiO2、硅和三氧化硼中的至少一种。
8.根据任何在前条项的加速度计，进一步包含多层防反射涂层。
9.根据任何在前条项的加速度计，进一步包含设置在所述透明盖部的内侧表面上的反射涂层，其中，所述反射涂层包含大约20％和大约80％之间的反射率。
10.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜进一步包含设置在所述激光源和所述透明盖部之间的指数匹配流体。
11.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述激光源包含至少一个光纤维。
12.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜抑制从所述透明盖部的所述外表面的反射。
13.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述防反射膜将从所述透明盖部的所述外表面的反射率减少到10％以下。
14.一种加速度计，包含：膜片；激光源，所述激光源产生激光束，所述激光束被引导至所述膜片，使得所述膜片振动；透明盖部，所述透明盖部设置在所述激光源和所述膜片之间；至少一个膜，所述至少一个膜设置在所述激光器和所述膜片之间的所述透明盖部的内表面上；以及检测器，所述检测器检测所述激光束的反射部分，所述反射部分包含调制强度，其中，加速度信号部分地基于所述激光束的所述反射部分的所述调制强度的频率。
15.根据任何在前条项的加速度计，所述至少一个膜进一步包含：第一层，所述第一层具有高折光指数，所述第一层邻近所述透明盖部；第二层，所述第二层具有低折光指数，所述第二层邻近所述第一层；和第三层，所述第三层具有高折光指数，所述第三层邻近所述第二层。
16.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述第一层和所述第三层中的每一个进一步包含Ta2O5和TiO2中的至少一种。
17.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述第二层进一步包含SiOx和SiO2中的至少一种。
18.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述至少一个膜包含大约20％和大约80％之间的反射率。
19.一种加速度计，包含：膜片，所述膜片至少部分地透明；激光源，所述激光源产生激光束，所述激光束被引导至所述膜片，使得所述膜片振动；透明盖部，所述透明盖部设置在所述膜片和所述激光源之间；第一防反射膜，所述第一防反射膜设置在所述透明盖部的外表面上；第二防反射膜，所述第二防反射膜设置在所述透明盖部的内表面上；反射层，所述反射层设置在所述膜片下方；以及检测器，所述检测器检测所述激光束的反射部分，所述反射部分包含调制强度，其中，加速度信号部分地基于所述激光束的所述反射部分的所述调制强度的频率。
20.根据任何在前条项的加速度计，其中，所述反射层设置在所述膜片的与所述透明盖部相对的一侧。

Claims (10)

1.一种加速度计，其特征在于，包含：
膜片；
激光源，所述激光源产生激光束，所述激光束被引导至所述膜片，使得所述膜片振动；
透明盖部，所述透明盖部设置在所述激光源和所述膜片之间；
防反射膜，所述防反射膜设置在所述透明盖部的外表面上；以及
检测器，所述检测器检测所述激光束的反射部分，所述反射部分包含调制强度，
其中，加速度信号部分地基于所述激光束的所述反射部分的所述调制强度的频率。
2.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，其中，所述防反射膜包含大约50nm和大约500nm之间的厚度。
3.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，其中，所述防反射膜包含多层，并且
其中，所述多层中的至少一个层包含中间折光指数材料。
4.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，其中，所述防反射膜包含氧化钽、MgF2、SiN、TaOx、HfOx和YOx中的至少一种。
5.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，其中，所述防反射膜包含大约1.3和大约5之间的折光指数。
6.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，进一步包含设置在所述透明盖部和所述膜片之间的真空间隙，
其中，所述真空间隙的厚度在大约2微米和大约50微米之间。
7.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，其中，所述透明盖部包含二氧化硅、硼硅酸盐玻璃、SiO2、硅和三氧化硼中的至少一种。
8.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，进一步包含多层防反射涂层。
9.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，进一步包含设置在所述透明盖部的内侧表面上的反射涂层，
其中，所述反射涂层包含大约20％和大约80％之间的反射率。
10.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，其中，所述防反射膜进一步包含设置在所述激光源和所述透明盖部之间的指数匹配流体。
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