CN113302464A - 干涉仪装置和用于确定干涉仪装置中的第一镜装置和第二镜装置之间的第一间距的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种干涉仪装置(1),该干涉仪装置包括:第一镜装置(SP1)和第二镜装置(SP2),所述第一镜装置和所述第二镜装置以第一间距(d12)彼此被隔开,其中所述第一镜装置(SP1)和/或所述第二镜装置(SP2)是能运动的,使得所述间距(d12)是可变的;基板(2),其中所述第一镜装置(SP1)和所述第二镜装置(SP2)叠置地布置在所述基板(2)的光学区域(OB)中,并且其中所述光学区域(OB)包括用于被所述第一镜装置(SP1)和所述第二镜装置(SP2)允许透过的电磁辐射(L)的第一辐射区域(AB1)和第二辐射区域(AB2),所述第一辐射区域和所述第二辐射区域侧向地并排延伸;滤波装置(F),该滤波装置布置在所述第二辐射区域(AB2)的光路中并且借助于该滤波装置能够确定用于所述电磁辐射(L)的波长的、依赖于第一间距(d12)的透过特征;以及探测器装置(3),该探测器装置具有布置在所述第一辐射区域(AB1)的光路中的第一探测器区域(D1)和布置在所述第二辐射区域(AB2)的光路中的第二探测器区域(D2),其中所述探测器装置(3)被设立用于在所述第一探测器区域(D1)中探测来自所述第一和第二镜装置(SP1、SP2)的第一电磁辐射并且在所述第二探测器区域(D2)中探测来自所述滤波装置(F)的第二电磁辐射(St2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种干涉仪装置和一种用于确定干涉仪装置中的第一镜装置和第二镜装置之间的第一间距的方法。
背景技术
常见的在波长方面能连续调谐的小型化的光谱滤波器能够借助于MEMS技术来制造并且例如包括法布里-珀罗干涉仪(FPI),所述法布里-珀罗干涉仪包括穴腔并且包括两个平面平行的、高反射的镜,所述镜在光学波长范围内具有间距(穴腔长度),并且所述法布里-珀罗干涉仪仅仅对于以下波长来说显示出强烈的透射,对于所述波长来说所述穴腔长度相应于半波长的多个整数倍。所述穴腔长度能够通过静电的或压电的致动改变,由此产生在光谱方面能连续调谐的滤波元件。为了将所述法布里-珀罗滤波元件用作小型化的光谱仪,需要准确了解两个反射器彼此间的间距。在将所述镜快速致动的情况下,能够精确地确定这些镜之间的间距可能极其重要。这能够通过由单独的位置传感器对当前的镜间距进行的具体的测定或者间接地通过压敏电阻来进行,其中所述单独的位置传感器比如以具有可变的板间隔的附加电容的形式来构成。对于这样的间距确定来说,通常需要起初的校准,所述起初的校准能够在制造工厂中进行。由于环境条件(例如温度)和老化的影响,可能需要相应的补偿或再校准。
在EP 0 494 883 B1 中描述了一种用于进行法布里-珀罗光谱分析的方法,该方法将两个先后布置的法布里-珀罗干涉滤波器用于进行光谱分析。
发明内容
本发明提供一种根据权利要求1所述的干涉仪装置和一种根据权利要求10所述的用于确定干涉仪装置中的第一镜装置和第二镜装置之间的第一间距的方法。
优选的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明的优点
本发明所基于的构想在于,说明一种干涉仪装置以及一种用于确定干涉仪装置的镜之间的间距的方法,其中通过附加滤波器的滤波作用的能再现的变化能够获取所述镜之间的间距。
根据本发明,所述干涉仪装置包括:第一镜装置和第二镜装置,所述第一镜装置和所述第二镜装置以第一间距彼此被隔开,其中所述第一镜装置和/或所述第二镜装置是能运动的,使得所述第一间距是可变的;基板,其中所述第一镜装置和所述第二镜装置叠置地布置在所述基板的光学区域中,并且其中所述光学区域包括用于被所述第一镜装置和所述第二镜装置允许透过的电磁辐射的第一辐射区域和第二辐射区域,所述第一辐射区域和所述第二辐射区域侧向地并排延伸。此外,所述干涉仪装置包括:滤波装置,该滤波装置布置在所述第二辐射区域的光路中并且借助于该滤波装置能够确定用于所述电磁辐射的波长的、依赖于第一间距的透过特征;以及探测器装置,该探测器装置具有布置在所述第一辐射区域的光路中的第一探测器区域和布置在所述第二辐射区域的光路中的第二探测器区域,其中所述探测器装置被设立用于在所述第一探测器区域中探测来自所述第一和第二镜装置的第一电磁辐射并且在所述第二探测器区域中探测来自所述滤波装置的第二电磁辐射。
所述镜装置能够基本上平行地上下叠置地布置并且其中至少一个镜装置能够以基本上垂直的相对于镜表面法线的方向基本上在保持平行性的情况下运动。
所述第一间距的确定和改变能够有利地在干涉仪装置的运行期间进行。此外,能够附加地使用位置传感器、像比如压电的位置传感器或电容的位置传感器,其能够被包括在干涉仪装置中。结合所述位置传感器能够提高所述间距确定的精度。
所述光学区域能够有利地表示基板的中间区域,换句话说在那里光能够入射到所述干涉仪装置中或者透射所述干涉仪装置。这两个辐射区域能够有利地彼此被隔开并且覆盖探测器装置的至少一个探测区域。所述探测器装置例如能够测量通过镜装置透射的辐射的强度、有利地在多个波长范围内测量光。所述第一和第二探测器区域能够彼此分开地运行,而不相互影响。所述第一探测器区域能够捕集从干涉仪装置(两个镜装置)中出射的光的主要部分,因为所述第一辐射区域能够被模制得明显大于所述第二辐射区域。所述第一和第二镜装置能够有利地代表着法布里-珀罗干涉仪。所述滤波装置有利地作为法布里-珀罗干涉仪的补充的滤波器起作用或者能够根据该滤波装置在干涉仪装置中的布置来修改所述法布里-珀罗干涉仪的透过特征。所述透过特征有利地描述,所述干涉仪装置在第二辐射区域中、即经由滤波装置对哪个波长而言是可透过的并且能够有利地在这种透过性范围内之内对于特定的波长来说具有强度最大值。所述两面镜相对于彼此的、对这样的可透过的波长来说占优势的位置能够有利地在第二辐射区域中再现。作为辐射区域,是指所述镜的以下区域,所述区域虽然通常能够透射辐射、但是能够相对于下一个结构元件、即例如相对于滤波装置放射所述辐射,尽管所述镜本身不产生辐射。
由此,在所述第一探测器区域中能够探测在正常的干涉仪运行中被允许透过的第一电磁辐射并且在第二探测器区域中能够探测到第二电磁辐射,其中所述第二电磁辐射能够用于确定间距并且所述第一电磁辐射能够用于对入射到干涉仪装置上的辐射进行光谱分析。因此,所述第一探测器区域的灵敏度能够有利地显著大于所述第二探测器区域的灵敏度,因为对于所述第二探测器区域来说能够足够的是,不必测量精确的强度大小,而是仅仅测量强度大小的能识别的变化,这可以推断出透过-最大值和最小值。
相对于单独的位置传感器,通过经校准的滤波作用及其与镜间距的相关性确定所述第一间距的方法不要求干涉仪装置上的结构改变并且有利地对位置空间要求、所产生的形貌和附加的材料开销的放弃产生影响。此外,能够实现不同材料的更广泛的使用,因为与此相比在压阻传感器中的使用只能适合于材料的有限的选择。
通过所述滤波装置的使用,能够直接从为了对所述镜进行致动而加载在致动电极上的致动电压中进行间距确定。因为间距测量不必包括单独的测距仪、例如压电的测距仪,所以能够减小干扰效应、比如寄生电容或充电效应或间距传感器上的老化效应。
因此,在所述滤波装置中能够存在一种或多种致动状态,在所述致动状态下所述第二探测器区域上的信号能够(通过滤波装置)在不取决于第一探测器区域上的信号的情况下(通过无滤波装置的两个镜装置)可再现地显著地改变(能够足够的是,仅仅识别信号变化的存在,所述第二探测器区域的变化或灵敏度必须至少如此之大),使得所述信号变化能够与第一间距相关联并且能够用作用于对间距测量进行校准的参考位置。所述第一和第二镜装置能够通过依赖于第一间距的透过特征来形成滤波器。所述滤波装置能够从这些已知的和被允许透过的波长中再次滤除其它波长。根据在所述致动电极上所加载的致动电压或者根据例如在其它致动器中的致动状态,而后能够从这种电压或者所述致动状态中获取对于相应地被探测到的经过滤波的波长来说已知的第一间距的关系。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,该干涉仪装置包括测评装置,所述测评装置与所述探测器装置相连接并且被设立用于从来自第二探测器区域的信号中确定所述滤波装置上的电磁辐射的、依赖于第一间距的透过特征。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,该干涉仪装置包括具有致动电极的静电的致动器装置,并且所述透过特征能够作为为进行致动而必要的致动电压与第一间距的相关性来确定。
所述致动器装置也能够是压电式的。
所述透过特征的获取能够有利地在第一探测器区域处的测量之前在特定的波长范围内进行、有利地在这样的波长范围内进行,使得由所述镜装置能占据的第一间距能够有利地绝大部分地加以确定,尤其是用于第一间距的这个间距范围的透过特征能够加以确定。例如,能够在制造干涉仪装置之前/之后为所述镜装置的致动确定用于各自的第一间距的致动电压或者在每次测量之前将其重新确定,以用于以相应的(透过)强度来获取第一间距的在测量之前不久出现的修改。这样的修改可能由于环境影响、温度变化或类似情况而出现并且在重新校准(测量)透过特征时加以考虑。所述测评装置能够包括干涉仪装置中的单独的计算机单元。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,该干涉仪装置包括静电的致动器装置,所述静电的致动器装置具有处于第一和/或第二镜装置上的致动电极,其中通过所述致动器装置能够同时并且以相同的方式改变所述第一辐射区域上面的和所述第二辐射区域上面的第一间距。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,所述第一辐射区域上面的第一间距始终等于所述第二辐射区域上面的第一间距。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,所述滤波装置包括第三镜装置,该第三镜装置布置在第一与第二镜装置之间或者布置第一和第二镜装置之外并且布置在第一或第二镜装置与第二探测器区域之间。
所述第三镜装置能够有利地如此改变用于使辐射透过到第二探测器区域的条件,使得透过波长能够根据所述第一间距从已知的关系中推导出来。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,所述第三镜装置离开第一镜装置以第二间距来布置并且离开第二镜装置以第三间距来布置。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,所述第三镜装置不可运动地布置。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,所述滤波装置包括静态的法布里-珀罗干涉仪、等离子的滤波元件或吸收性的粒子。
所述滤波装置的突出之处能够在于吸收特性与第一间距的相关性或者在于取决于第一间距的消光光谱。这些吸收或消光特性、例如窄的或尖锐的线形,能够有利地在时间上或相对于环境影响是稳定的。所述等离子的滤波元件例如也能够基于法诺谐振。吸收性的结构能够包括纳米颗粒、纳米结构、量子点、特殊分子、介电颗粒等。作为具有强消光光谱的元素,例如能够使用铒,其能够被包括在所述滤波装置中。
根据所述干涉仪装置的一种优选的实施方式,所述第一探测器区域和第二探测器区域形成探测器装置的两条分开的探测器通道。
根据本发明,在用于确定按本发明的干涉仪装置中的第一镜装置和第二镜装置之间的第一间距的方法中,相对于并且平行于相应另一个镜装置对至少所述第一镜装置和/或第二镜装置进行致动并且由此改变所述第一间距;获取被所述第一镜装置和第二镜装置并且被滤波装置允许透过的、穿过所述第二探测器区域的电磁辐射的信号;根据第一间距从所述信号中获取在所述电磁辐射的波长范围内的透过特征;并且在后来对所述第一镜装置和/或第二镜装置进行致动时由所述透过特征来确定所述第一间距。
所述方法的突出之处也能够在于结合所述干涉仪装置所提到的特征并且反之亦然。
根据所述方法的一种优选的实施方式,用压电的致动器装置或静电的致动器装置进行致动(S1),其中对于所述静电的致动器装置来说用致动电极进行致动,并且对于透过特征来说确定为进行致动而必要的致动电压与第一间距的相关性。
根据所述方法的一种优选的实施方式,与所述第二探测器区域相连接的测评装置将所述透过特征作为参考值而存储。
根据所述方法的一种优选的实施方式,从当前被加载在致动电极上的致动电压与参考值的比较中确定所述第一间距。
由此能够有利地精确地确定,在所述致动电极上加载何种致动电压时刚好占据了所述两个镜装置相对于彼此的何种位置、即确定所述第一间距。在每次后来的测量中能够动用这种如此确定的透过特征并且仅仅由所述致动电压来确定所述第一间距。
本发明的实施方式的其他特征和优点从以下参照附图所作的描述中得出。
附图说明
下面借助于在附图的示意图中说明的实施例进一步解释本发明。其中:
图1示出了按照本发明的一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图;
图2示出了按照本发明的另一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图;
图3示出了按照本发明的另一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图;
图4示出了按照本发明的另一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图;并且
图5示出了按照本发明的一种实施例的方法步骤的次序的示意图。
在附图中相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图。
所述干涉仪装置1包括第一镜装置SP1和第二镜装置SP2,所述第一镜装置和所述第二镜装置彼此平面平行地定向并且以第一间距d12彼此被隔开,其中所述第一镜装置SP1和/或所述第二镜装置SP2是能运动的,使得所述第一间距d12是可变的。此外,所述干涉仪装置包括基板2,其中所述第一镜装置SP1和所述第二镜装置SP2叠置地布置在所述基板2的光学区域OB中,并且其中所述光学区域OB包括用于被所述第一镜装置SP1和所述第二镜装置SP2允许透过的电磁辐射L的第一辐射区域AB1和第二辐射区域AB2,所述第一辐射区域和所述第二辐射区域侧向地并排延伸。此外,所述干涉仪装置包括:滤波装置F,该滤波装置布置在所述第二辐射区域AB2的光路中并且借助于该滤波装置能够确定用于所述电磁辐射L的波长的、依赖于第一间距d12的透过特征;以及探测器装置3,该探测器装置具有布置在所述第一辐射区域AB1的光路中的第一探测器区域D1和布置在所述第二辐射区域AB2的光路中的第二探测器区域D2,其中所述探测器装置3被设立用于在所述第一探测器区域D1中探测来自所述第一和第二镜装置SP1、SP2的第一电磁辐射并且在所述第二探测器区域D2中探测来自所述滤波装置F的第二电磁辐射。所述基板2在这种情况下能够代表着实心的基座结构。作为替代方案,所述基板能够包括比如处于光学区域OB 中的通孔(未示出)。
在所述光学区域OB中,所述基板2能够有利地允许来自干涉仪装置1以及来自滤波装置F的辐射透过到探测器装置3上,如果为此所述第一镜间距的条件对于相应的波长来说占优势。所述光学区域OB能够在基板上例如通过在基板2上、例如在基板2的上侧面和/或下侧面上的光阑BL来限定。在所述光学区域中,能够在基板2的一面或两面上存在抗反射层AR。所述镜装置能够分别包括一个或多个层、例如介电的布拉格镜。所述第一辐射区域AB1能够有利地包括被允许透过的辐射L的主要部分,其中仅仅为了进行间距测量而必要的较小部分能够被辐射到第二辐射区域AB2中。所述镜装置之一、在图1的情况中朝向基板2的第一镜装置SP1能够在处于光学区域OB之外的致动区域中包括致动电极EL。这个致动电极例如能够被制作为环形电极并且至少部分地侧向地环绕着光学区域。所述第一镜装置SP1本身也能够在这个区域中包括致动电极或者本身可导电并且能够连接到配对电势上以进行致动。在所述致动区域中,所述镜装置可能变形并且由此所述镜装置能够在中间区域中、即在光学区域OB中平行于第二镜装置并且平行于基板表面来移动并且改变第一间距。为此,所述第一镜装置SP1能够相对于基板2至少在光学区域中并且在致动区域中从第一中间层Z1上释放。然而,也能够相应地仅仅释放所述第二镜装置。
同样能够仅仅所述第二镜装置SP2被致动。通过这种方式,所述镜(高反射层)能够同时地并且以相同的方式方法不仅在第一辐射区域AB1中而且在第二辐射区域AB2中偏转。所述第一和/或第二镜装置SP1/SP2的接触能够通过触头K通过中间层Z1或Z2来进行,所述中间层能够将镜装置在横向侧上在光学区域OB之外夹紧。因此,在所述光学区域OB中并且在致动区域中,所述镜装置中的至少一个镜装置能够从中间层Z1、Z2上释放(在制造时由牺牲层所引起)。
测评装置AUS能够与所述致动电极EL并且与所述探测器装置3并且与所述滤波装置F相连接。
所述滤波装置F能够包括第三镜装置DP2,该第三镜装置例如能够布置在基板2上。
在图1的实施例中,所述第一镜装置SP1能够以相同的方式在第一辐射区域AB1和第二辐射区域AB2中向下朝基板2偏转。所述致动能够以静电的方式或者以其它方式、例如以压电的方式来进行。所述滤波装置F能够有利地包括第三镜装置SP 3。所述第三镜装置SP3有利地代表着第二法布里-珀罗穴腔。所述第一法布里-珀罗穴腔(来自第一和第二镜装置)以及所述第二法布里-珀罗穴腔有利地都代表着滤波装置,它们能够具有透光波长与镜间距之间的、不同的但是能再现的相关性。对于所述第三镜装置SP3处的干涉条件来说,有利地适用:
𝜆𝑚1𝑚2 = (2 𝑛1 d13/𝑚1) cos 𝜃 = (2 𝑛1 d23/𝑚2) cos 𝜃,
其中𝜆𝑚1𝑚2是所透射的波长,d12是前两面镜的瞬时的第一间距,d23是第二镜装置SP2和第三镜装置SP3之间的瞬时间距,θ是入射角并且m1或者m2代表着干涉阶的自然数,n1和n2是各面镜之间的材料的折射率(在此没有考虑到反射时的相移)。
在图1的实施方式中,在所述镜装置之间能够有利地存在空气或真空、即n1=n2=1。有利地通过所述滤波装置在所述第二辐射区域AB2处进行光透过,如果满足了条件𝑛1d12/ 𝑚1= 𝑛2 d23/ 𝑚2,但是这仅仅对所述镜的相对于彼此的特定位置(致动状态)来说才会出现。在所述第二辐射区域B2中,在用于至少一个波长的特定的致动状态中能够在两个法布里-珀罗穴腔中同时满足干涉条件。对于在致动电压变化的情况下所述镜间距d13、d12和d23的变化来说,有利地存在特定的位置,在所述特定的位置中光被透射穿过所述第二辐射区域AB2,而在大多数其他位置中(理想地)不进行透射。第二探测器区域D2能够记录透射率的这种变化,其中能够足够的是,所述探测器D2上的信号质量仅仅必须足以用于能够明确地测量强度的局部提高。因此,所述第二探测器区域D2的质量(信噪比)必要时能够明显低于所述第一探测器区域D1的质量(信噪比),所述第一探测器区域的信号能够用于进行光谱测评。此外,所述第三镜装置SP3的质量或反射率也能够低于第一和/或第二镜装置的质量或反射率。
为了进行测评,能够理想地在制造干涉仪装置之后进行校准,其中能够在所述第二探测器区域D2处以提高的强度来识别能测量的波长。借助于这样的校准,能够补偿并且考虑到所述镜装置中的层厚度的制造公差。此外,能够进行致动电压对波长-校准,其中能够考虑到透过波长。在所述干涉仪装置作为光谱仪的运行中,可能比如由于充电效应或热效应而出现电压-波长-曲线的偏移。这能够借助于通过在所述第二探测器区域D2处的测量来分配参考波长/参考位置这种方式通过在测量期间的再校准来校正。
能够在所述探测器装置3和所述镜装置或所述基板之间布置光学器件(未示出)。能够为所述第二探测器通道或者也能够为所述第一检测器通道分配并且在前面连接大于一个所属的滤波装置。
通过光学的位置确定能够有利地进行位置确定,所述位置确定能够与充电效应或寄生电容无关。
图2示出了按照本发明的另一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图。
图2的图示与图1的图示的区别在于,不仅所述第一镜装置SP1而且所述第二镜装置SP2都能够包括其自身的基板2,而在图1中所述第一和第二镜装置则布置在同一块基板上并且能够在边缘处通过第一和第二中间层Z1和Z2与基板2相连接(能够被夹紧)。在图2中,两个镜装置都没有朝其基板被释放,而是固定地在所有点上与所述基板连接。所述第二镜装置SP2能够有利地如此在第一镜装置SP1的上面并且以被固定在其上面的方式来布置,使得所述镜装置的各自高反射层朝彼此扭转并且所述镜装置的基板背向彼此。所述镜装置能够以键合区域彼此上下布置和连接。所述两个镜装置中的每一个都能够在高反射层的上侧面在光学区域OB之外包括例如作为环形电极的致动电极EL,其中所述镜装置能够在键合区域5变形的情况下平面地彼此靠近或远离地运动。所述第三镜装置SP3能够被集成在第二辐射区域中并且有利地被集成在第一镜装置的基板上并且例如被集成到中间层中。所述第三镜装置SP3能够有利地处于与第一和第二镜装置的高反射层分开的层面上。如果所述致动电极EL处于和第一及第二镜装置SP1、SP2的高反射层不同的层面上时,则所述第三镜装置SP3的高折射层例如也能够被安置在致动电极EL的层面上。
由于温度影响引起的再校准在此例如能够通过以下方式来进行,即:所述第一间距可能由于间隔保持件5(在这种情况下是键合连接,该键合连接也能够包括处于侧向边缘上的间隔保持件)的热膨胀而改变。在此,例如晶片连接的热膨胀可能改变致动电压-波长(透过)曲线。但是因为在所述第二辐射区域AB2中两个间距d13和d23是重要的,所以在第三镜装置和第一镜装置之间的材料的热膨胀较小的情况下在用在这里所描述的方法进行校准之后只会在减轻的程度上出现特性曲线的偏移。
图3示出了按照本发明的另一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图。
在图3中示出了类似于图1的干涉仪装置1,区别在于,所述第一镜装置SP1未被释放并且能够有利地全面状地布置在第一中间层Z1上。所述第二镜装置SP2能够如在图1中那样被释放并且布置在第一镜装置的上面并且布置在基板的上面,并且所述两个镜装置能够在边缘处用两个中间层Z1和Z2夹紧、有利地在光学区域OB之外被夹紧。所述第三镜装置SP3在此能够布置在第一和第二镜装置SP1和SP2之间、有利地布置在间隔保持件AH上,该间隔保持件能够离开第一镜装置SP1朝第二镜装置SP2的方向延伸并且例如能够包括第二中间层Z2的材料或单独地施加的材料。对于这样的布置来说,能够适用关系𝑛1 d13/ 𝑚1=𝑛2d23/ 𝑚2。所述第三镜装置的材料能够有利地布置在间隔保持件AH的上侧面并且也在侧面包住所述间隔保持件。所述第三镜装置也能够有利地撑开梁或类似物。为了实现所述第二镜装置SP2的高平面性和平整度,能够在制造中进行平面化步骤、例如抛光步骤。所述间隔保持件AH有利地布置在第二辐射区域AB2的上面,并且在基板2的下方所述第一和第二辐射区域AB1和AB2能够通过间壁TW来彼此分开。所述间壁TW能够如此布置,使得所述两个辐射区域AB1和AB2中的每一个能够在抵靠在探测器装置3上的情况下与相应另一个辐射区域分开并且其辐射不能通过辐射到达相邻的探测器区域处。所述间壁能够形成至少一个自身的用于所述辐射区域之一的光学孔径。也可能的是,能够在侧面在侧向抵靠在辐射区域上的情况下存在吸收性的和/或反射性的结构,由此类似于在间壁中那样能够避免所述两条探测器通道的串扰。
就这样能够将所述辐射区域的光路分开。所述间壁也能够将所述基板2上的抗反射层AR分成两个辐射区域。作为替代方案,因此也仅仅所述辐射区域之一能够包括所述抗反射层AR。
有利地能够在所述镜装置和所述探测器装置之间、也能够有利地单独地在一个或每个辐射区域中布置光学器件、例如透镜或反射器。这能够有助于限制相应的光路或者提高发光效率。此外,能够在所述基板中在所述光学区域OB中存在通孔,例如用于防止基板材料进行吸收。所述第三镜装置SP3在这种情况下能够作为子膜片被撑开。此外,也能够存在至少一个另外的镜装置作为用于进行位置确定的参考镜。因此,例如能够使如在图2中所示的那样的结构对称化,或者能够提高所述位置确定的精确度。
此外,这里所描述的结构也能够与位置传感器、例如与电容的或压阻的传感器相组合。由此能够组合各个方法的强项或者补偿其弱项。例如,与电容的位置传感器的组合能够对充电效应对其的影响进行补偿,而电容的传感器则能够一同带来在很大程度上与温度效应无关的优点。
图4示出了按照本发明的另一种实施例的干涉仪装置的侧向横截面的示意图。
图4示出了按照图3的干涉仪装置1,区别在于,所述滤波装置F现在能够在第二辐射区域AB2中处于第一和第二镜装置SP1和SP2之间的中间空间之外。所述滤波装置F能够包括静态的法布里-珀罗干涉仪、等离子的滤波元件或吸收性的粒子等等并且靠近第二探测器区域D2来布置或者直接布置在其上面。
所述滤波装置F也能够取代表征的透射线而具有表征的消光线,其中对于能够在作为干涉仪滤波器的第一和第二镜装置上设定的特定的波长来说能够相较于所述第一探测器区域D1上的信号能再现地改变所述第二探测器区域D2上的信号。
通过这样的实施方式,能够对所述干涉仪装置(作为MEMS构件)进行更少的结构上的改变。此外,所述滤波装置能够处于一个位置上或者通过分开的结构来如此设计,使得所述滤波装置更好地得到保护以免受环境影响、例如温度变化或者与其无关。如果所述滤波装置比如处于MEMS-FPI后面和探测器装置3前面的光路中,则较少的光功率会照射到其上面,这能够降低发热程度。
当然,能够通过有利的方式将这里所描述的各种实施方式组合起来。
图5示出了按照本发明的一种实施例的方法步骤的次序的示意图。
在用于确定按本发明的干涉仪装置中的第一镜装置和第二镜装置之间的第一间距的方法中,相对于并且平行于相应另一个镜装置对至少所述第一镜装置和/或第二镜装置进行致动S1并且由此改变所述第一间距;获取S2被所述第一镜装置和第二镜装置允许透过的、穿过所述第二探测器区域的电磁辐射的信号;根据第一间距从所述信号中获取S3在电磁辐射的波长范围内的透过特征;并且在后来对所述第一镜装置和/或第二镜装置进行致动时由所述透过特征来确定S4所述第一间距。
步骤S1至S3能够代表着校准K,该校准有利地能够在开始时或者任意重新来执行,并且步骤S4能够代表着真正的测量M。
所述方法代表着用于确定或者再校准第一间距的方法并且能够相对于温度效应和老化效应明显地更加稳定。
虽然前面借助于优选的实施例对本发明进行了充分的描述,但是本发明不局限于此,而是能够以多种方式方法来修改。
Claims (14)
1.干涉仪装置(1),包括:
-第一镜装置(SP1)和第二镜装置(SP2),所述第一镜装置和所述第二镜装置以第一间距(d12)彼此被隔开,其中所述第一镜装置(SP1)和/或所述第二镜装置(SP2)是能运动的,使得所述第一间距(d12)是可变的;
-基板(2),其中所述第一镜装置(SP1)和所述第二镜装置(SP2)叠置地布置在所述基板(2)的光学区域(OB)中,并且其中所述光学区域(OB)包括用于被所述第一镜装置(SP1)和第二镜装置(SP2)允许透过的电磁辐射(L)的第一辐射区域(AB1)和第二辐射区域(AB2),所述第一辐射区域和所述第二辐射区域侧向地并排延伸;
-滤波装置(F),该滤波装置布置在所述第二辐射区域(AB2)的光路中并且借助于该滤波装置能够确定用于所述电磁辐射(L)的波长的、依赖于第一间距(d12)的透过特征;以及
-探测器装置(3),该探测器装置具有布置在所述第一辐射区域(AB1)的光路中的第一探测器区域(D1)和布置在所述第二辐射区域(AB2)的光路中的第二探测器区域(D2),其中所述探测器装置(3)被设立用于在所述第一探测器区域(D1)中探测来自所述第一和第二镜装置(SP1、SP2)的第一电磁辐射并且在所述第二探测器区域(D2)中探测来自所述滤波装置(F)的第二电磁辐射(St2)。
2.根据权利要求1所述的干涉仪装置(1),该干涉仪装置包括测评装置(AUS),所述测评装置与所述探测器装置(3)相连接并且被设立用于从来自所述第二探测器区域(D2)的信号中确定所述滤波装置上的电磁辐射(L)的、依赖于第一间距(D12)的透过特征。
3.根据权利要求1或2所述的干涉仪装置(1),该干涉仪装置包括具有致动电极(EL)的静电的致动器装置(AE),并且所述透过特征能够作为为进行致动而必要的致动电压与所述第一间距(d12)的相关性来确定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的干涉仪装置(1),该干涉仪装置包括静电的致动器装置(AE),所述静电的致动器装置具有处于所述第一和/或第二镜装置(SP1、SP2)上的致动电极(EL),其中通过所述致动器装置(AE)能够同时并且以相同的方式改变所述第一辐射区域(AB1)上面的和所述第二辐射区域(AB2)上面的第一间距(d12)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的干涉仪装置(1),其中所述第一辐射区域(AB1)上面的第一间距(d12)始终等于所述第二辐射区域(AB2)上面的第一间距(d12)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的干涉仪装置(1),其中所述滤波装置(F)包括第三镜装置(SP3),该第三镜装置布置在所述第一和第二镜装置(SP1、SP2)之间或者布置在所述第一和第二镜装置(SP1、SP2)之外并且布置在所述第一或第二镜装置(SP1、SP2)和所述第二探测器区域(D2)之间。
7.根据权利要求6所述的干涉仪装置(1),其中所述第三镜装置(SP3)离开所述第一镜装置(SP1)以第二间距(d13)来布置并且离开所述第二镜装置(SP2)以第三间距(d23)来布置。
8.根据权利要求6或7所述的干涉仪装置(1),其中所述第三镜装置(SP3)不可运动地布置。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的干涉仪装置(1),其中所述滤波装置(F)包括静态的法布里-珀罗干涉仪、等离子的滤波元件或吸收性粒子。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的干涉仪装置(1),其中所述第一探测器区域(D1)和第二探测器区域(D2)形成所述探测器装置(3)的两条分开的探测器通道。
11.用于确定根据权利要求1至10中任一项所述的干涉仪装置(1)中的第一镜装置(SP1)和第二镜装置(SP2)之间的第一间距(d12)的方法,该方法包括以下步骤:
-相对于并且平行于相应另一个镜装置(SP1、SP2)对至少所述第一镜装置(SP1)和/或所述第二镜装置(SP2)进行致动(S1)并且由此改变所述第一间距(d12);
-获取(S2)被所述第一镜装置(SP1)和第二镜装置(SP2)并且被所述滤波装置(F)允许透过的、穿过所述第二探测器区域(D2)的电磁辐射(L)的信号;
-根据第一间距(d12)从所述信号中获取(S3)在所述电磁辐射(L)的波长范围内的透过特征;并且
-在后来对所述第一镜装置(SP1)和/或所述第二镜装置(SP2)进行致动时从所述透过特征中确定(S4)所述第一间距(d12)。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述致动(S1)用压电的或静电的致动器装置(AE)来进行,其中在所述静电的致动器装置(AE)中用致动电极(EL)来进行所述致动并且对于所述透过特征来说确定为了进行致动而必要的致动电压与所述第一间距(d12)的相关性。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其中与所述第二探测器区域(D2)相连接的测评装置(AUS)将所述透过特征作为参考值而存储。
14.根据权利要求12或13、就此而言参照权利要求11所述的方法,其中从当前被加载在所述致动电极(EL)上的致动电压与所述参考值的比较中确定(S4)所述第一间距(d12)。
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