CN112859325B - Mems微镜、迈克尔逊干涉系统及光学系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种MEMS微镜、迈克尔逊干涉系统及光学系统，该MEMS微镜包括：衬底以及镜面结构，镜面位于所述衬底的一侧，且其第一表面与衬底的第一表面之间形成空隙，其中，光源发出的入射光线照射在衬底的第二表面上，第一部分入射光线经由衬底的第二表面反射形成第一反射光，第二部分入射光线经由镜面结构的第一表面反射形成第二反射光，第一反射光和第二反射光耦合形成第一干涉光。该干涉系统基于MEMS芯片表面反射与其衬底表面反射的特性，利用MEMS微镜中不运动衬底反射的光线与运动的镜面结构反射的光线耦合后形成干涉光路，达到迈克尔逊系统的干涉要求，又减少了定镜的设置，有效提高干涉系统光路组装效率的同时，大幅度降低了光学结构的成本。

Description

MEMS微镜、迈克尔逊干涉系统及光学系统

技术领域

本发明涉及微机电系统的光学设计领域，尤其涉及一种MEMS微镜、迈克尔逊干涉系统及光学系统。

背景技术

MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微型电子机械系统)器件由于其优异的特性而被广泛运用于通讯、微型光电器件、显示等多个领域，例如用于制作微型投影仪、微型光谱仪、光学层析内窥镜成像扫描、光开光、光衰减器等。

时间调制型傅立叶变换光谱仪是基于迈克尔逊干涉系统的光学系统，目前最为典型的迈克逊干涉结构，即由动镜、定镜、分光棱镜组成，而动镜即可以用上述提到的MEMS器件。当准直后的入射光经过分光棱镜分束，分别入射至动镜和定镜，各自反射后再经分光棱镜合波并发生干涉。动镜在运动过程中与定镜之间产生光程差的变化，使得出射光强产生呈现明暗交替变化，通过单点的光电探测器可探测到的一组时序的干涉信号。但由于动镜的非匀速运动，通常会在光谱仪的光学系统中加入激光器用以标定动镜的运动轨迹，因此传统干涉平台尺寸都比较大，需要组装和对齐的器件较多，组装与调试过程操作比较复杂，调整精度不高，价格比较高。传统的光谱仪和干涉仪操作过程困难，需要进一步改进干涉仪及光谱仪的结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种MEMS微镜结构、迈克尔逊干涉系统及光学系统，利用MEMS微镜镜面的反射光线与其衬底的反射光线在分光棱镜中合波耦合后形成干涉光路，减少干涉仪中固定反光镜的使用，从而简化干涉仪的结构，简化组装过程。

根据本发明第一方面，提供一种MEMS微镜，包括：

衬底；以及

镜面结构，位于所述衬底的第一侧且与所述衬底连接，所述镜面结构的第一表面与所述衬底的第一表面相对且二者之间形成空隙，

其中，光源发出的入射光线照射在所述衬底的第二表面上，第一部分入射光线经由所述衬底的第二表面反射形成第一反射光，第二部分入射光线经由所述镜面结构的第一表面反射形成第二反射光，所述第一反射光和所述第二反射光耦合形成第一干涉光。

可选地，所述衬底的第二表面为从边缘到中心朝向所述镜面结构倾斜的曲面或平面，所述第一反射光经由所述衬底的第二表面汇聚。

可选地，所述衬底上形成有贯穿所述衬底两个表面的通孔，所述第二部分入射光线经由所述通孔照射在所述镜面结构的第一表面上。

可选地，所述衬底的第一表面从边缘到中心朝向所述镜面结构倾斜，将到达所述镜面结构的部分光线反射至外部。

可选地，所述入射光线的光斑直径大于所述通孔的孔径。

可选地，所述通孔为多个，且所述通孔的孔径总面积占所述衬底表面的20％-80％。

可选地，所述第二部分入射光线透射过所述衬底到达所述镜面结构的第一表面。

根据本发明第二方面，提供一种迈克尔逊干涉系统，包括：

第一光源；

第一分光棱镜，位于所述衬底的第二侧，所述第一光源发出的光线经由所述第一分光棱镜形成从所述衬底的第二侧照射到所述衬底的第二表面上的入射光线；

根据上述所述的MEMS微镜，其中，所述MEMS微镜用于接收所述入射光线，并将其反射形成第一反射光和第二反射光，所述第一反射光和所述第二反射光经由所述第一分光棱镜耦合形成第一干涉光；以及

光探测器，用于接收所述第一干涉光的干涉信号。

可选地，所述第一反射光和所述第二反射光在所述MEMS微镜移动过程中的某一时刻的光程差为零。

根据本发明第三方面，提供一种光学系统，包括：

上述所述的迈克尔逊干涉系统；

第二光源；

第二分光棱镜，位于所述衬底的第一侧，用于对所述第二光源发出的光线进行分光，形成相互垂直的第一路光线和第二路光线；以及反射面，用于接收并反射所述第一路光线，形成第三反射光，

其中，所述第二路光线从所述衬底的第一侧照射在所述镜面结构的第二表面上，经由所述镜面结构的第二表面发射形成第四反射光，所述第三反射光和所述第四反射光经由所述第二分光棱镜耦合形成第二干涉光。

本发明提供了一种MEMS微镜和基于MEMS微镜及其衬底的微型迈克尔逊干涉系统，以及由该干涉系统组成的时间调制型傅里叶变换光谱仪的光学系统，该MEMS微镜包括衬底和位于衬底第一侧的镜面结构，且二者之间形成空隙，光源发出的入射光线照射在衬底的表面上时，第一部分入射光线经由衬底反射形成第一反射光，第二部分入射光线到达镜面结构朝向衬底的表面，经由镜面结构反射形成第二反射光，第一反射光和第二反射光耦合形成第一干涉光。即本发明提供的MEMS微镜利用衬底和镜面结构分别将入射光线反射，再耦合形成干涉光，应用在干涉系统中，可以省去一块固定反射镜，简化系统结构，所以，采用本发明的MEMS微镜制作干涉仪和光谱仪等，均可以简化设备的结构，减小系统尺寸，便于设备小型化，降低组装困难。

优选地，在MEMS微镜的衬底上开孔，再将入射光线照射在衬底表面上，使得一部分光线经由衬底反射形成第一反射光，另一部分光线经由通孔照射在镜面结构表面，反射形成第二反射光，然后耦合形成干涉光，光线能量得到保证，干涉效果更好，并能于特定波长下实现光的干涉，可以应用于特定的领域中，解决在某一波长下传统干涉仪的干涉效果不明显的问题。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了基于迈克尔逊干涉系统的傅里叶变换型光谱仪的光学系统的示意图，包括检测样品的复色光部分(左)和用于标定动镜移动轨迹的单色光部分(右)。

图2a示出了根据本发明第一实施例的MEMS微镜和复色光侧的迈克尔逊干涉系统在光路干涉时的示意图。

图2b示出了根据本发明第二实施例的MEMS微镜和复色光侧的迈克尔逊干涉系统在光路干涉时的示意图。

图3a示出了根据本发明第三实施例的MEMS微镜在用于标定动镜移动轨迹的单色光侧的干涉光路的示意图。

图3b示出了根据本发明第四实施例的MEMS微镜在用于标定动镜移动轨迹的单色光侧的干涉光路的示意图。

图4示出了根据本发明实施例的傅里叶变换型光谱仪的光学系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图1示出了基于迈克尔逊干涉系统的傅里叶变换型光谱仪的光学系统的示意图，包括检测样品的复色光部分(左)和用于标定动镜移动轨迹的单色光部分(右)。

传统傅里叶光谱仪中最重要的部分就是迈克尔逊干涉系统，如图1所示，传统光谱仪的光学系统包括位于图中左侧的一套复色光干涉的迈克尔逊干涉系统，具体包括：第一光源121、透镜组126、第一反射镜122、第一分光棱镜123和可动反射镜114。其中，第一光源121例如是宽带光源，用于发出复色光，透镜组126和第一分光棱镜123都位于第一光源121发出的光线的传播方向上，透镜组126用于对第一光源121发出的光线进行汇聚或准直等操作。第一反射镜122位于第一分光棱镜123的光轴的垂直方向上，例如正上方或正下方，为固定反射镜，在光线形成干涉的过程中其位置不能移动。

第一光源121发出的光线透过透镜组126照射至第一分光棱镜123上，光线被分为两束，一束沿光轴的垂直方向照射至第一反射镜122上，经反射形成第一反射光，另一束则沿与之前相同的传播方向照射至可动反射镜114上，经反射形成第二反射光，第一反射光和第二反射光经由第一分光棱镜123形成第一干涉光，最后再经由光探测器(图中未示出)接收(图中实线和箭头示出了光线的传播方向)。

在图1中，采用MEMS微镜作为可动反射镜，MEMS微镜可以视为一种MEMS驱动器，包括镜面结构1142和衬底1141，以及连接镜面结构1142和衬底1141的悬臂梁或驱动臂等，悬臂梁或驱动臂带动镜面结构1142平移。镜面结构1142朝向第一分光棱镜123设置，衬底远离第一分光棱镜123设置，光线在镜面结构1142的表面发生反射形成第二反射光，又传播回第一分光棱镜123。MEMS微镜114的镜面结构1142的位置可以移动，其可以沿第二反射光的传播方向进行平移，改变光线传播所经过的路程。

上述光学系统中，MEMS微镜因其受加工工艺和尺寸的限制，较难保证匀速运动，因此还需要另一套单色光干涉系统来标定微镜运动时的位置信息。因此，还可以在微镜另一侧(即图1中右侧)形成第二套干涉系统用来和单色光形成干涉(单色光干涉系统)，此时MEMS微镜的镜面结构1142朝向衬底1141的一面也可以作为反射光路的反射面。

那么，单色光干涉系统包括第二光源211、第二反射镜212、第二分光棱镜213和MEMS微镜114，第二光源211例如是激光光源，用于发射激光，激光为单色光，第二反射镜212为定镜，MEMS微镜114的衬底1141的中心开有通孔，以使得第二光源211发射的单色光可以通过通孔到达镜面结构1142的表面上。单色光干涉系统与左侧的复色光干涉系统的工作原理相同，由第二光源211发出一束单色光，经由第二分光棱镜213分光，形成传播方向相互垂直的两束光线，一束经由第二反射镜212反射，形成第三反射光，另一束经由镜面结构1142反射，形成第四反射光，第三反射光和第四反射光经由第二分光棱镜213形成干涉(如图中虚线及箭头示出的光线传播路径)，然后被光探测器(图中未示出)接收。

该光谱仪中，左右两侧的干涉系统都是经由MEMS微镜中的镜面结构1142的正反两面实现干涉，第一反射镜122与第二反射镜212均设置在与光轴垂直的方向上。因此，传统傅里叶光谱变换仪的光学器件组装较为困难。

本发明实施例对传统干涉系统进行了改进，提供了另一种结构简单的干涉系统。以下进行详细介绍。

图2a示出了根据本发明第一实施例的MEMS微镜构成的复色光侧的迈克尔逊干涉系统在光路干涉时的示意图。

如图2a所示，本发明第一实施例提供的迈克尔逊干涉系统是图1中复色光侧的干涉系统。具体地，该迈克尔逊干涉系统包括：第一光源121、第一分光棱镜123、MEMS微镜214和光探测器125，第一光源121、第一分光棱镜123和光探测器125均设置在MEMS微镜214的衬底2141的第二侧。第一光源121用于发射复色光，第一分光棱镜123位于复色光的传播方向上，第一光源121发出的光线通过第一分光棱镜123后照射在MEMS微镜214上，即入射光线；MEMS微镜214接收入射光线，并将其反射以形成两束反射光，两束反射光经由第一分光棱镜123耦合形成第一干涉光，然后被光探测器125接收。

本实施例的干涉系统利用MEMS微镜214实现光线的两次反射，节省定镜反射镜的使用，简化干涉系统的结构。具体地，MEMS微镜214包括：衬底2141和镜面结构2142，衬底2141与镜面结构2142之间通过悬臂梁或驱动臂等连接，这里不做限定。镜面结构2142位于衬底2141的第一侧，第一分光棱镜123和第一光源121位于衬底2141的第二侧，且与衬底2141隔开一定的距离。进一步地，镜面结构2142的第一表面与衬底2141的第一表面相对且二者之间形成空隙，而衬底2141的第二表面朝向第一分光棱镜123设置。第一光源121发出的光线经由第一分光棱镜123照射在衬底2141的第二表面上，第一部分入射光线经由衬底2141的第二表面反射形成第一反射光，第二部分入射光线经由镜面结构2142的第一表面反射形成第二反射光，第一反射光和第二反射光经由第一分光棱镜123形成第一干涉光，再由光探测器125接收第一干涉光，光探测器125例如是光电二极管，由此可以得到带有样品信息的干涉信号。这里仅是给出了一种可实现的实施方式，在实际应用中，各个器件例如第一光源121的位置可以进行适当调整。另外，由于复色光源的存在，当MEMS微镜214移动到某一点时光程差为零，此时干涉信号最大。因此，第一反射光和第二反射光在MEMS微镜214的移动过程中的某一时刻的光程差为零。

本实施例中，MEMS微镜214的衬底2141充当了传统迈克尔逊干涉仪中的反射定镜，不用额外设置定镜反射镜，将其运用至干涉系统中时，可以节省干涉系统的组装元件，节省了占用空间，降低了组装难度，提高了产品的可用性。

进一步地，本实施例中，衬底2141的中心处设置有一贯穿衬底2141的两个表面的通孔2143，通孔2143上下两侧的结构相互对称，且衬底2141的第二表面A为由边缘向中心朝向镜面结构2142倾斜的曲面或平面，使第一反射光经由衬底2141的第二表面汇聚，例如可以是凹曲面或者倾斜面，本实施例中采用凹曲面，使得衬底2141从远离通孔的边缘处至靠近通孔处形成凹陷，具有一定的弧度。入射光S的光斑直径大于通孔2143的孔径，入射光S照射在衬底2141的第二表面A上，一部分经由衬底2141的第二表面A反射形成第一反射光S1，另一部分到达镜面结构2142的第一表面C。

衬底2141的第二表面A为凹曲面，所以位于通孔两侧的第一反射光S1经由具有弧度的第二表面A汇聚，增加第一反射光S1的强度。而到达镜面结构的这部分光线S2则包括经由通孔2143直接照射在镜面结构2142的第一表面C上的大部分光线和穿透衬底2141的一小部分光线，经由镜面结构2142的反射，形成第二反射光S3。通孔的设置，减少了衬底2141对光线的阻挡，使得第二反射光S3的强度增强，第一反射光S1和第二反射光S3经由第一分光棱镜123形成第一干涉光。由于衬底2141的第二表面A上弧度的存在，使得第一反射光S1和第二反射光S3在MEMS微镜214运动中的某一时刻的光程差为零，干涉效果好。

另外，衬底2141的第一表面B从边缘向中心朝向镜面结构2142倾斜，例如为锥面，，通孔2143的存在使衬底2141的上下两部分相互对称，衬底2141从远离通孔的位置向靠近通孔的位置，逐渐贴近镜面结构2142，形成两个倾斜的第一表面B。使得通孔两侧到达镜面结构2142的第一表面C上的光线S2，经由衬底2141的第一表面B的反射，反射到外部，即光线S4，避免光线在镜面结构2142和衬底2141之间来回反射，影响干涉效果。

图2b示出了根据本发明第二实施例的MEMS微镜构成的复色光侧的迈克尔逊干涉系统在光路干涉时的示意图。

本实施例的MEMS微镜314与第一实施例大致相同，干涉光路也与实施例一一致，相同之处这里不再赘述。不同之处在于，本实施例中，衬底3141上的通孔包括多个。如图2b所示，衬底3141上形成有多个通孔M，相邻的通孔之间相互隔开，通孔的大小，形状均不做限定，通孔例如为方形，圆形、六边形等，通孔的分布可以是规则分布或不规则分布。但是通孔占据的总体的面积要小于入射光线的光斑的直径。通孔的孔径总面积例如占衬底3141表面的面积的20％-80％，通孔之间的间隙在毫米级或微米级。多个通孔M的存在，可以调节照射至镜面结构3142上的光线强度，从而进一步调节第一反射光S1和第二反射光S3的光强比例，使得干涉效果增强。

进一步地，在衬底3141的第二表面A上还形成有镀膜3144，用于改变光线的反射率和透射率，镀膜3144的存在可以更好地调节第一反射光S1和第二反射光S3的光强和方向等，使得干涉效果更好。镀膜3144的材料可以根据实际需要设置，衬底的材料也不做限定，从波长850nm以下的可见光，到1000nm以上的近红外光，甚至波长更长的中红外光，可以根据入射光线的波长，选择玻璃、硅、锗等多种材料。

本发明实施例提供的MEMS微镜和迈克尔逊干涉系统，将微镜的结构进行改进，使得光源发出的入射光线可以仅由MEMS微镜来实现光束分离和反射，同时起到了动镜反射镜和定镜反射镜的作用，节省了反光镜的设置，简化了干涉系统的结构，节省了安装步骤，使干涉系统小型化。

图3a示出了根据本发明第三实施例的MEMS微镜在用于标定动镜移动轨迹的单色光侧的干涉光路的示意图。

如图3a，单色光测的干涉系统包括：第二光源211、第二分光棱镜213、第二光探测器215和MEMS微镜414。本实施例中，MEMS微镜414包括衬底4141和镜面结构4142，且衬底4141为一整体，表面不设置通孔。第二光源211、第二光探测器215和第二分光棱镜213均位于衬底4141的同一侧，镜面结构4142位于衬底4141的另一侧。第一光源211为激光光源，发出的激光光线是单色光，光线照射在衬底4141的第二表面上，一部分在衬底4141的第二表面发生反射形成第三反射光，另一部分穿透衬底4141到达镜面结构4142的第一表面，经反射形成第四反射光，第三反射光和第四反射光经由第二分光棱镜213形成第二干涉光，再由第二光探测器215接收第二干涉光，第二光探测器215例如是光电二极管。根据干涉结果可以计算得到MEMS微镜414的位置信息，从而实现对微镜位置的标定。

本实施例中，第二光源211发出的光线达衬底之后一部分被直接反射回第二分光棱镜213(实线所示)，而另外一部分透过衬底4141到达了镜面结构4142。被镜面结构4142反射后，再一次透过衬底4141射入第二分光棱镜213(虚线所示)。然后两束反射光线形成干涉，由光探测器215接收干涉信息。

本实施例的衬底4141例如包括硅基衬底但不仅限于硅基衬底，硅基衬底的厚度为预先设定的厚度，例如为500-700μm，或优选600-650μm。这样具有特定厚度的衬底在特定波长的光线照射下，对投射在其表面的光线大约一半进行了反射，另一半透射，即半反射半透射现象。例如，第二光源211发出的初始光线的波长大于1000nm，初始光线的波长优选在1300μm以上，例如为1350μm。利用600μm左右厚度的硅基衬底4141在1300μm左右波长的光线照射下，发生半透半反的特性，设置本实施例的MEMS微镜414，可以减少反射镜的设置，简化干涉系统的结构。

进一步地，选择不同厚度的衬底，可以在不同波长的光线照射下实现入射光的部分反射和部分透射，例如本实施例中，选取600um厚的衬底，1200nm-1500nm波段的单色光照射衬底，其透射率和反射率基本在50％左右；而在其他的实施例中，选择其他波段的光照射不同厚度的衬底，可能达到透射率40％而反射率60％的效果，在本发明中仅给出一种可实现的实施方式，不作为对本发明的限定。

本实施例的衬底4141将光线分为两束，且代替了传统干涉系统中的反射镜。进一步地，将衬底4141的第一表面设置为倾斜表面，即具有一定的坡度，或者说，衬底4141的第一表面和第二表面之间形成一定的夹角。衬底4141和镜面结构4142之间的光线可经由衬底4141的第一表面反射出外部，避免光线在镜面结构4142和衬底4141之间来回反射，对干涉结果造成影响。

所以，本发明实施例利用了MEMS微加工工艺中常用的单晶硅，其本身在一定条件下对单色光的反射性和透射性的物理特性，设计了一种不需要定镜的单色光侧干涉系统，从而大幅度降低了光学器件的组装难度，并节省了成本。

另外，在本实施例中，镜面结构4142在驱动臂的驱动下进行平移或转动时，其距离衬底4141的距离会改变，在实际中，镜面结构4142的第一表面和衬底4141的第一表面之间的距离只要大于MEMS微镜的可移动的距离即可，保证镜面结构4142在移动时不会接触到衬底4141。

图3b示出了根据本发明第四实施例的MEMS微镜在用于标定动镜移动轨迹的单色光侧的干涉光路的示意图。

如图3b所示，本实施例的MEMS微镜514与实施例一的微镜相似，衬底5141上开设有通孔，且入射光线的光斑直径仍大于通孔的孔径，衬底5141的第一表面B为从边缘向中心逐渐凸起的锥面。入射光线S、出射光S4，以及透射光S2均与第一实施例的描述一致。入射光线S在衬底5141第二表面A上反射形成第三反射光S1，在镜面结构5142的第一表面C上反射形成第四反射光S3，第三反射光S1和第四反射光S3形成干涉。

根据上述的多个实施例可以看出，由于第二光源211发出的单色光为单色光，所以，本发明实施例一至实施例四示出的MEMS微镜均可以用在单色光测的干涉系统中，而由于复色光侧需要使第一反射光和第二反射光的光程一致，所以不适用实施例三和实施例四示出的MEMS微镜。

图4示出了根据本发明实施例的傅里叶变换型光谱仪的光学系统的结构示意图。

如图4，示出一种基于迈克尔逊干涉仪的傅里叶变换光谱仪的光学系统200的结构，其包括图2b中示出的MEMS微镜314以及图1中示出的光学系统的部分结构。具体地，该光学系统包括：第一光源121、透镜组126、第一分光棱镜123、光探测器125、MEMS微镜314、第二分光棱镜213、第二光源211、光探测器215和反射涂层217，与图1中相同的结构的功能和原理不再赘述。反光涂层217在这里的作用相当于图1中第二反射镜212的作用。

本实施例中，采用特定的MEMS微镜314同时做可动反射镜和固定反射镜，分别利用衬底3141和镜面结构3142对光线进行反射，形成不同的反射光，再形成干涉光，从而减少传统迈克尔逊干涉仪中第一反射镜的设置，简化了安装步骤，节约了安装体积，使得整个干涉仪的体积更加小巧，干涉过程更为简洁。有效的提高了空间利用率、大幅度降低了组装难度并降低了成本。

当然，图4只是给出一种干涉光学系统的可实现的实施例，并不作为对本发明的限定，在实际应用中，各个光学元件的位置可以根据实际情况设定，光学元件的选择也可以根据实际需求选取。

综上，本发明提供的MEMS微镜包括衬底和位于衬底第一侧的镜面结构，且二者之间形成空隙，衬底的设置使得光源发出的入射光线照射在衬底的表面上时，第一部分入射光线经由衬底反射形成第一反射光，第二部分入射光线经由镜面结构的表面反射形成第二反射光。即本发明提供的MEMS微镜提供了反射镜的反射作用，可以将光线直接分为两束不同的反射光，再进行耦合形成干涉光，增加了微镜的使用功能。MEMS微镜的衬底和镜面结构均可以反射光线，从而形成光程差一定的不同干涉光，应用在干涉系统中，可以省去一块固定反射镜，所以，采用本发明的MEMS微镜制作干涉仪和光谱仪等，均可以简化设备的结构，减小系统尺寸，利于设备小型化，降低组装困难。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种MEMS微镜，其中，包括：

衬底；以及

镜面结构，位于所述衬底的第一侧且与所述衬底连接，所述镜面结构的第一表面与所述衬底的第一表面相对且二者之间形成空隙，

其中，所述衬底的第二表面为从边缘到中心朝向所述镜面结构倾斜的曲面或平面，所述衬底上形成有贯穿所述衬底两个表面的通孔，

光源发出的入射光线照射在所述衬底的第二表面上，第一部分入射光线经由所述衬底的第二表面反射汇聚形成第一反射光，第二部分入射光线经由所述通孔照射在所述镜面结构的第一表面上，在所述镜面结构的第一表面反射形成第二反射光，所述第一反射光和所述第二反射光耦合形成第一干涉光。

2.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其中，所述衬底的第一表面从边缘到中心朝向所述镜面结构倾斜，将到达所述镜面结构的部分光线反射至外部。

3.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其中，所述入射光线的光斑直径大于所述通孔的孔径。

4.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其中，所述通孔为多个，且所述通孔的孔径总面积占所述衬底表面的20%-80%。

5.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其中，所述第二部分入射光线透射过所述衬底到达所述镜面结构的第一表面。

6.一种迈克尔逊干涉系统，其中，包括：

第一光源；

第一分光棱镜，位于所述衬底的第二侧，所述第一光源发出的光线经由所述第一分光棱镜形成从所述衬底的第二侧照射到所述衬底的第二表面上的入射光线；

根据权利要求1-5中任一项所述的MEMS微镜，其中，所述MEMS微镜用于接收所述入射光线，并将其反射形成第一反射光和第二反射光，所述第一反射光和所述第二反射光经由所述第一分光棱镜耦合形成第一干涉光；以及

光探测器，用于接收所述第一干涉光的干涉信号。

7.根据权利要求6所述的迈克尔逊干涉系统，其中，所述第一反射光和所述第二反射光在所述MEMS微镜移动过程中的某一时刻的光程差为零。

8.一种光学系统，其中，包括：

根据权利要求6所述的迈克尔逊干涉系统；

第二光源；

第二分光棱镜，位于所述衬底的第一侧，用于对所述第二光源发出的光线进行分光，形成相互垂直的第一路光线和第二路光线；以及

反射面，用于接收并反射所述第一路光线，形成第三反射光，

其中，所述第二路光线从所述衬底的第一侧照射在所述镜面结构的第二表面上，经由所述镜面结构的第二表面发射形成第四反射光，所述第三反射光和所述第四反射光经由所述第二分光棱镜耦合形成第二干涉光。

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