CN116661130A - 一种单芯片集成的微镜反馈元件 - Google Patents

Abstract

一种单芯片集成的微镜反馈元件，在微镜转动处的上部外侧边缘布置发射器，在微镜固定处的上部内侧边缘布置探测器，微镜工作时发射器发出光束，当微镜的转动部分到达平衡位置附近时，发射器发出的光束到达探测器，探测器接收光束并产生脉冲信号输出，将该脉冲信号输入微镜驱动系统，可以确定微镜转动部分的达到平衡位置的时间，并确定其运动周期，从而实现对微镜的反馈控制；该微镜反馈元件采用光学反馈方式，几乎不受温度影响，并且信号稳定，信噪比高，处理电路简单。

Description

一种单芯片集成的微镜反馈元件

技术领域

本发明属于光学元件中的微镜技术领域，特别涉及一种单芯片集成的微镜反馈元件。

背景技术

微镜是广泛应用于激光雷达、3D扫描、光通讯等领域的关键器件，用于实现对光束的角度、强度、结构等进行操控。微镜的控制分为开环控制和闭环控制两类，其中开环控制方法简单，易于实现，但是控制精度低，易受环境影响；闭环控制可实现高精度控制，但是，其依赖反馈元件获取微镜的运动信息。微镜的反馈元件的设置有两类，一类是分立元件，采用封装方式与微镜结合在一起，获取微镜的运动信息，这种方法易于实现，但是，受封装影响，精度一般较低，并且需要较大空间，整个模块体积难以微型化，模块封装程序多，效率低，成本高。另外一种是集成式反馈元件，即将微镜与反馈元件设计为整体结构，在微镜制备过程中，同时实现反馈元件制备，极大压缩了模块体积。由于反馈元件与微镜集成在一个芯片上，可以实现高精度反馈控制，而且一致性更高，封装程序简单，效率高。集成式反馈元件主要有压阻元件和电容元件。压阻式反馈元件较为简单，但其受温度影响较大，易产生大的温漂，极大影响反馈精度。电容元件受温度影响较小，但其信号水平极弱，容易受寄生电容等干扰，信噪比低，信号处理电路复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种单芯片集成的微镜反馈元件，在微镜转动处的上部外侧边缘布置发射器，在微镜固定处的上部内侧边缘布置探测器，微镜工作时，发射器发出光束，当微镜的转动部分到达平衡位置附近时，发射器发出的光束到达探测器，探测器接收光束并产生脉冲信号输出，将该脉冲信号输入微镜驱动系统，这样就可以确定微镜转动部分达到平衡位置的时间，并确定其运动周期，从而实现对微镜的反馈控制；该微镜反馈元件采用光学反馈方式，几乎不受温度影响，并且信号稳定，信噪比高，处理电路简单。

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种单芯片集成的微镜反馈元件，集成在微镜中，由发射器和探测器组成；

所述发射器设置于微镜转动部分的上部外侧边缘，探测器设置于微镜固定部分上部内侧边缘；在微镜静止状态下，发射器的出光面与探测器的进光面平行相对。

所述发射器由发光单元、平行光单元、调向单元与埋覆层组成，埋覆层的下表面与发光单元的上表面重合，平行光单元位于发光单元的上方；调向单元位于平行光单元的上方；平光单元与调向单元均嵌在埋覆层内部。

所述发光单元包括嵌在衬底层中的阱区，阱区上表面与衬底层上表面平齐，其厚度为200nm-2500nm；正端子一，正端子二以及负端子嵌在阱区中，所述衬底层、阱区、正端子一、正端子二以及负端子为不同掺杂浓度的同一种材料，是掺杂类型与阱区相反的局部区域，负端子在正端子一和正端子二的中间区域；在正端子一和负端子之间的阱区的上表面覆盖有绝缘层一；在正端子二和负端子之间的阱区的上表面覆盖有绝缘层二；在正端子一的上表面覆盖有驱动电极一；在正端子二的上表面覆盖有驱动电极二；在负端子的上表面覆盖有驱动电极三；在绝缘层一的上表面覆盖有控制电极一；在绝缘层二的上表面覆盖有控制电极二。

所述平行光单元为参数渐变的弧形柱的阵列，该阵列的外包络面构成长方体，该长方体的长度是50um~300um，宽度是50um~200um，高度是200nm~2000nm；该阵列中所有弧形柱的下表面的包络面与控制电极一和控制电极二的上表面重合；该弧形柱的阵列由两组M行N列的弧形柱的子阵列组成，分别是子阵列一和子阵列二，该两组子阵列为镜像对称，每个弧形柱的任意横截面为等尺寸弧形，每个弧形柱的高度H=100nm~2000nm，每一列中的弧形柱参数相同，每一行中的弧形柱参数渐变；在子阵列一中，第一列弧形柱截面参数如下：

圆心角α1=150°-270°，外径R1=100nm~1500nm，内径r1=R1-d，其中d=20nm~150nm；

第n列弧形柱的参数：

圆心角αn=α1-(n-1)Δα，其中Δα=0.4°~1°，外径Rn=R1-(n-1)ΔR，其中ΔR=1~5nm，内径rn=Rn-d；

第n列与第n+1列弧形柱的间距Dn=D1+(n-1)ΔD，其中，D1=40nm~100nm，ΔD=1nm-5nm。

所述调向单元为多个子调向单元层状叠加而成的阵列结构，该阵列结构的外包络面构成长方体，该长方体的长度是50um~300um，宽度是50um~200um，高度是1um~10um；每个子调向单元由外圈薄层状的介质材料与包裹在其内的填充材料构成，子调向单元横截面形状包括矩形、三角形、圆形、椭圆形或菱形。

子调向单元横截面为矩形时，矩形长度是0.5um~100um，宽度是50nm~1500nm；

子调向单元横截面为三角形时，三角形边长是50nm~1000nm；

子调向单元横截面为圆形时，圆形半径是50nm~700nm；

子调向单元横截面为椭圆时，椭圆长轴长度是100nm~1500nm，短轴长度是70nm~1200nm；

子调向单元横截面为菱形时，菱形长边长是50nm~1500nm，短边长是40~1200nm。

所述埋覆层的下表面与发光单元的衬底层的上表面重合；绝缘层一、绝缘层二、驱动电极一、驱动电极二、控制电极一、控制电极二、驱动电极三、平行光单元以及调向单元都嵌在埋覆层内部。

所述衬底层的材料是单晶硅、多晶硅、非晶硅、碳化硅、氮化硅、氮化镓或者砷化镓。

所述驱动电极一、驱动电极二、控制电极一、控制电极二以及驱动电极三的材料是铝、铜、银、钼、钛、多晶硅、石墨烯、非晶碳，或者其中两种及以上的合金。

所述绝缘层一和绝缘层二的材料是二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钽或者其中两种以上材料的复合层。

所述埋覆层的材料是氧化硅、氮化硅或者非晶硅。

相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用集成式光学反馈元件，发射器、接收器均集成在微镜芯片中，实现微镜反馈控制，结构高度紧凑；结构参数一致性高，监测精度高；后续封装简单，效率高。

2、在微镜转动过程中，发射器发出光束，当微镜的转动部分转到靠近微镜的固定部分时，该光束入射到接收器中，实现了微镜转动中最大角速度附近的角位移监测，可提高微镜控制的精度。

3、本发明采用光学方法实现微镜转动的角度监测，几乎不受温度影响；监测信号由微镜自身具有的发射器发出，信号稳定，强度高，信噪比高，处理简单。

附图说明

图1 是本发明单片集成光学反馈元件的微镜结构示意图。

图2 是本发明微镜转动部分达到正向最大转角的状态图。

图3 是本发明微镜转动部分达到反向最大转角的状态图。

图4 是本发明集成式光学反馈元件的结构示意图。

图5 是本发明微镜转动部分达到正向最大转角时反馈元件的状态图(微镜主体部分未示出)。

图6 是发明反馈元件发射的光束下边缘与探测器光敏面上边缘平齐时的状态图(微镜主体部分未示出)。

图7 是本发明反馈元件发射的光束上边缘与探测器光敏面下边缘平齐时的状态图(微镜主体部分未示出)。

图8 是本发明微镜转动部分达到反向最大转角时反馈元件的状态图(微镜主体部分未示出)。

图9（A）是本发明平行光单元横剖面示意图，图9（B）是本发明平行光单元俯视示意图。

图10 是本发明调向单元示意图。

图11 是本发明子调向单元的横截面为菱形时调向单元的结构示意图。

图12 是本发明子调向单元的横截面为正方形时调向单元的结构示意图。

图13 是本发明子调向单元的横截面为长方形时调向单元的结构示意图。

图14 是本发明反馈元件工作过程时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细叙述。

如图1至图3所示，一种单芯片集成的微镜反馈元件，是集成在微镜中的元件，由发射器3和探测器4组成；

所述发射器3设置于微镜转动部分1的上部外侧边缘，探测器4设置于微镜固定部分2上部内侧边缘；在微镜静止状态下，发射器3的出光面与探测器4的进光面平行相对，发射器3可以发射平行光，探测器4可以接收发射器3发射的光束，转动部分1绕转轴转动振动，在正向最大转角和反向最大转角之间往复转动振动。

如图4所示，所述发射器3由发光单元31、平行光单元32、调向单元33与埋覆层34组成。埋覆层34的下表面与发光单元31的上表面重合。平行光单元32位于发光单元31的上方；调向单元33位于平行光单元32的上方；平光单元32与调向单元33均嵌在埋覆层34内部。

所述发光单元31由衬底层311、阱区312、正端子一313、正端子二314、负端子315、绝缘层一316、绝缘层二317、驱动电极一318、驱动电极二319、控制电极一3110、控制电极二3111以及驱动电极三3112组成。其中，衬底层311、阱区312、正端子一313、正端子二314以及负端子315为不同掺杂浓度的同一种材料。衬底层311的厚度为2000nm，电阻率1500Ω·㎝。阱区312嵌在衬底层311中，是掺杂类型与衬底层311相反的局部区域，电阻率是0.5Ω·㎝，其上表面与衬底层311上表面平齐，正端子一313、正端子二314以及负端子315三者厚度小于阱区312，宽度小于阱区312宽度的1/3，厚度为1000nm，宽度为100um。正端子一313、正端子二314以及负端子315嵌在阱区312中，是掺杂类型与阱区312相反的局部区域，电阻率为0.002Ω·㎝，且上表面与阱区312上表面平齐，三者厚度为500nm，宽度为10um；负端子315在正端子一313和正端子二314的中间区域；在正端子一313和负端子315之间的阱区312的上表面覆盖有绝缘层一316；在正端子二314和负端子315之间的阱区312的上表面覆盖有绝缘层二317；两个绝缘层的厚度为15nm。在正端子一313的上表面覆盖有驱动电极一318；在正端子二314的上表面覆盖有驱动电极二319；在负端子315的上表面覆盖有驱动电极三3112；在绝缘层一316的上表面覆盖有控制电极一3110；在绝缘层二317的上表面覆盖有控制电极二3111。

所述调向单元33是多个子调向单元层状叠加而成的纵向阵列结构。该阵列结构的外包络面构成长方体，该长方体的长度是300um，宽度是100um，高度是5um。每个子调向单元由外圈薄层状的介质材料与包裹在其内的填充材料构成。

子调向单元横截面为矩形时，矩形长度是0.5um~100um，宽度是50nm~1500nm。

子调向单元横截面为三角形时，三角形边长是50nm~1000nm。

子调向单元横截面为圆形时，圆形半径是50nm~700nm。

子调向单元横截面为椭圆时，椭圆长轴长度是100nm~1500nm，短轴长度是70nm~1200nm。

如图11所示，子调向单元横截面为菱形时，菱形长边长是50nm~1500nm，短边长是40~1200nm。

图12所示为调向单元33的一种结构，即调向单元33由横截面为正方形的子调向单元的阵列组成。

图13所示为调向单元33的另一种结构，即调向单元33由横截面为长方形的子调向单元的阵列叠层而成。

所述埋覆层34的下表面与发光单元31的衬底层311的上表面重合；绝缘层一316、绝缘层二317、驱动电极一318、驱动电极二319、控制电极一3110、控制电极二3111、驱动电极三3112、平行光单元32以及调向单元33都嵌在埋覆层34内部。

图5是微镜转动部分1达到正向最大转角时反馈元件的状态图，此时，发射器3发出的光束不进入探测器4光敏面，探测器4无输出。

如图6所示，微镜转动部分1从正向最大转角达到正向较小转角，发射器3发出的光束下边缘与探测器4光敏面的上边缘接触，探测器4被触发，产生输出信号的上升沿。

如图7所示，微镜转动部分1达到反向转角，发射器3发出的光束的上边缘与探测器4的光敏面的上边缘接触，光束即将脱离光敏面，探测器4输出信号产生下降沿。

如图8所示，微镜转动部分1达到反向最大转角，发射器3发出的光束不进入探测器4的光敏面，探测器4无信号输出。

如图9（A）、图9（B）所示，平行光单元32的结构是参数渐变的弧形柱的阵列。该阵列的外包络面构成长方体，该长方体的长度是300um，宽度是100um，高度是600nm。该阵列中所有弧形柱的下表面的包络面与控制电极一3110和控制电极二3111的上表面重合。该弧形柱的阵列由两组100行200列的弧形柱的子阵列组成，分别是子阵列一和子阵列二，该两组子阵列为镜像对称。每个弧形柱的任意横截面为等尺寸弧形，每个弧形柱的高度H=500nm，每一列中的弧形柱参数相同，每一行中的弧形柱参数渐变。在子阵列一中，第一列弧形柱截面参数如下：

圆心角α1=270°，外径R1=1500nm，内径r1=R1-d，其中d=50nm；

第n列弧形柱的参数：

圆心角αn=α1-(n-1)Δα，其中Δα=0.4°，外径Rn=R1-(n-1)ΔR，其中ΔR=1nm，内径rn=Rn-d；

第n列与第n+1列弧形柱的间距Dn=D1+(n-1)ΔD，其中，D1=40nmnm，ΔD=1nm。

如图10所示，所述调向单元33为多个子调向单元层状叠加而成的阵列结构，该阵列结构的外包络面构成长方体，该长方体的长度是50um~300um，宽度是50um~200um，高度是1um~10um。每个子调向单元由外圈薄层状的介质材料与包裹在其内的填充材料构成，子调向单元横截面形状包括矩形、三角形、圆形、椭圆形或菱形。调向单元33的工作过程，从平行光单元32(图10中未示出）出射的光束达到调向单元33下表面并入射，光束在调向单元33传输过程中方向不断改变，直至从调向单元33的右侧面出射。

图11是调向单元33的一种结构，即调向单元33由横截面为菱形的子调向单元阵列组成。

图12是调向单元33的另一种结构，即调向单元33由横截面为正方形的子调向单元阵列组成。

图13是调向单元33的第三种结构，即调向单元33由横截面为长方形的子调向单元阵列组成。

图14是具有集成反馈元件的微镜工作过程时序图。图14中仅示出反馈单元，未示出微镜其他结构；参见图14，本发明的工作原理为：

微镜转动部分1达到正向最大转角时，发射器3发出的光束不进入探测器4的光敏面，探测器4不输出信号；

微镜转动部分1从正向最大转角开始反向转动，转角减小，直至发射器3发出的光束的下表面与探测器4的光敏面的上边缘接触，探测器4被触发，产生输出信号的上升沿；

微镜转动部分1继续转动，直至发射器3发出的光束的上边缘与探测器4的光敏面的下边缘接触，光束即将脱离探测器4的光敏面，探测器4输出信号产生下降沿；

微镜转动部分1继续转动，光束脱离探测器4的光敏面，探测器4无信号输出，直至微镜转动部分达到反向最大转角；

微镜转动部分1转而向正向转动，直至发射器3发出的光束的上边缘与探测器4的光敏面的下边缘接触，探测器4被触发，产生输出信号的上升沿；

微镜转动部分1继续转动，直至发射器3发出的光束的下边缘与探测器的光敏面的上边缘接触，光束即将脱离探测器4，探测器4的输出信号产生下降沿；

微镜转动部分1继续正向转动，发射器3发出的光束脱离探测器4的光敏面，探测无信号输出，直至微镜转动部分1达到正向最大转角。

此后，微镜重复以上运动过程，探测器4输出脉冲序列。该脉冲序列的间隔即为微镜运动周期，可由此确定微镜转动频率，该频率信号输入微镜控制系统，用于实现控制系统对微镜的频率追踪，实现微镜的高精度控制。

在微镜工作中，所述探测器4输出等周期等脉宽的脉冲信号序列，该脉冲信号序列作为反馈信号输入微镜驱动控制系统，当微镜频率改变，该脉冲序列的周期也发生改变，进而微镜驱动控制系统调整驱动频率，实现对微镜频率的追踪，保持最佳驱动状态。

所述的发射器3的一种设置为：

所述的衬底层311为高阻P型掺杂材料，电阻率大于500Ω·㎝；阱区312是N型轻掺杂区域，此处视作本征区域，即I型区域，电阻率1~10Ω·㎝；正端子一313和正端子二314是P型重掺杂区域，电阻率小于0.01Ω·㎝；负端子315是N型重掺杂区域，电阻率小于0.01Ω·㎝；正端子一313与负端子315以及两者之间的阱区312材料构成PIN节一，正端子二314与负端子315以及两者之间的阱区312材料构成PIN节二。

驱动电极一318和驱动电极二319施加电压Vld，驱动电极三3112施加电压Vhd，控制电极一3110和控制电极二3111施加电压V；其中Vhd>Vld，PIN节一和PIN节二均处于反向偏置状态，该两个PIN节在反向偏置电压作用下发光。

所述的发射器3的另一种设置为：

所述的衬底层311是为高阻N型掺杂材料，电阻率大于500Ω·㎝；阱区312是P型轻掺杂区域，此处视作本征区域，即I型区域，电阻率1~10Ω·㎝；正端子一313和正端子二314是N型重掺杂区域，电阻率小于0.01Ω·㎝；负端子315是P型重掺杂区域，电阻率小于0.01Ω·㎝。负端子315与正端子一313以及两者之间的阱区312材料构成PIN节一，负端子315与正端子二314以及两者之间的阱区材料构成PIN节二。

在驱动电极一318和驱动电极二319施加电压Vhd，驱动电极三3112施加电压Vld，控制电极一3110和控制电极二3111施加电压V；其中Vhd>Vld。PIN节一和PIN节二均处于反向偏置状态，该两个PIN节在反向偏置电压作用下发光。

综上所述，微镜可动部分的正面是用于反射的工作面，发射器3的激光达到微镜正面，经过微镜正面反射后投射到目标区域；工作过程中，激光器与微镜固定部分位置相对固定，微镜可动部分做转动振动，到达微镜正面的激光方向与微镜正面之间的夹角在一定范围内往复变化，从而微镜正面反射的激光在一定的角度范围内扫描，实现了微镜对入射激光的操控。

这一过程中，微镜正面反射的激光与微镜正面的夹角大于微镜相对平衡位置的最大机械转角，因此微镜正面所反射的激光不会达到所述的探测器。并且，所述发射器发出的光束是从微镜可动部分的侧面所在的平面发出，该光束始终保持与微镜正面平行，与微镜正面反射的激光之间保持一定夹角，且该夹角大于微镜相对平衡位置的最大机械转角，即所述发射器发出的光束与微镜正面反射的激光相互之间不干扰。

Claims (10)

1.一种单芯片集成的微镜反馈元件，集成在微镜中，其特征在于，由发射器（3）和探测器（4）组成；

所述发射器（3）设置于微镜转动部分（1）的上部外侧边缘，探测器（4）设置于微镜固定部分（2）上部内侧边缘；在微镜静止状态下，发射器（3）的出光面与探测器（4）的进光面平行相对。

2.根据权利要求1所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述发射器（3）由发光单元（31）、平行光单元（32）、调向单元（33）与埋覆层（34）组成，埋覆层（34）的下表面与发光单元（31）的上表面重合，平行光单元（32）位于发光单元（31）的上方；调向单元（33）位于平行光单元（32）的上方；平光单元（32）与调向单元（33）均嵌在埋覆层（34）内部。

3.根据权利要求2所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述发光单元（31）包括嵌在衬底层（311）中的阱区（312），阱区（312）上表面与衬底层（311）上表面平齐，其厚度为200nm-2500nm；正端子一（313），正端子二（314）以及负端子（315）嵌在阱区（312）中，所述衬底层（311）、阱区（312）、正端子一（313）、正端子二（314）以及负端子（315）为不同掺杂浓度的同一种材料，是掺杂类型与阱区（312）相反的局部区域，负端子（315）在正端子一（313）和正端子二（314）的中间区域；在正端子一（313）和负端子（315）之间的阱区（312）的上表面覆盖有绝缘层一（316）；在正端子二（314）和负端子（315）之间的阱区（312）的上表面覆盖有绝缘层二（317）；在正端子一（313）的上表面覆盖有驱动电极一（318）；在正端子二（314）的上表面覆盖有驱动电极二（319）；在负端子（315）的上表面覆盖有驱动电极三（3112）；在绝缘层一（316）的上表面覆盖有控制电极一（3110）；在绝缘层二（317）的上表面覆盖有控制电极二（3111）。

4.根据权利要求3所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述平行光单元（32）为参数渐变的弧形柱的阵列，该阵列的外包络面构成长方体，该长方体的长度是50um~300um，宽度是50um~200um，高度是200nm~2000nm；该阵列中所有弧形柱的下表面的包络面与控制电极一（3110）和控制电极二（3111）的上表面重合；该弧形柱的阵列由两组M行N列的弧形柱的子阵列组成，分别是子阵列一和子阵列二，该两组子阵列为镜像对称，每个弧形柱的任意横截面为等尺寸弧形，每个弧形柱的高度H=100nm~2000nm，每一列中的弧形柱参数相同，每一行中的弧形柱参数渐变；在子阵列一中，第一列弧形柱截面参数如下：

圆心角α1=150°-270°，外径R1=100nm~1500nm，内径r1=R1-d，其中d=20nm~150nm；

第n列弧形柱的参数：

圆心角αn=α1-(n-1)Δα，其中Δα=0.4°~1°，外径Rn=R1-(n-1)ΔR，其中ΔR=1~5nm，内径rn=Rn-d；

第n列与第n+1列弧形柱的间距Dn=D1+(n-1)ΔD，其中D1=40nm~100nm，ΔD=1nm-5nm。

5.根据权利要求4所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述埋覆层（34）的下表面与发光单元（31）的衬底层（311）的上表面重合；绝缘层一（316）、绝缘层二（317）、驱动电极一（318）、驱动电极二（319）、控制电极一（3110）、控制电极二（3111）、驱动电极三（3112）、平行光单元（32）以及调向单元（33）都嵌在埋覆层（34）内部。

6.根据权利要求4所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述衬底层（311）的材料是单晶硅、多晶硅、非晶硅、碳化硅、氮化硅、氮化镓或者砷化镓；

所述驱动电极一（318）、驱动电极二（319）、控制电极一（3110）、控制电极二（3111）以及驱动电极三（3112）的材料是铝、铜、银、钼、钛、多晶硅、石墨烯、非晶碳，或者其中两种及以上的合金。

7.根据权利要求4所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述绝缘层一（316）和绝缘层二（317）的材料是二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钽，或者其中两种以上材料的复合层。

8.根据权利要求2所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述调向单元（33）为多个子调向单元层状叠加而成的阵列结构，该阵列结构的外包络面构成长方体，该长方体的长度是50um~300um，宽度是50um~200um，高度是1um~10um；每个子调向单元由外圈薄层状的介质材料与包裹在其内的填充材料构成，子调向单元的横截面形状包括矩形、三角形、圆形、椭圆形或菱形。

9.根据权利要求8所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述调向单元（33）的子调向单元的横截面为矩形时，矩形长度是0.5um~100um，宽度是50nm~1500nm；

所述调向单元（33）的子调向单元的横截面为三角形时，三角形边长是50nm~1000nm；

所述调向单元（33）的子调向单元的横截面为圆形时，圆形半径是50nm~700nm；

所述调向单元（33）的子调向单元的横截面为椭圆时，椭圆长轴长度是100nm~1500nm，短轴长度是70nm~1200nm；

所述调向单元（33）的子调向单元的横截面为菱形时，菱形长边长是50nm~1500nm，短边长是40~1200nm。

10.根据权利要求2所述的一种单芯片集成的微镜反馈元件，其特征在于，所述埋覆层（34）的材料是氧化硅、氮化硅或者非晶硅。