CN117213633B - 一种基于mems面内驱动的全波段计算重构光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，包括：可调谐定向耦合器可以实现光在波导间的耦合，通过面内驱动器实现对定向耦合器面内耦合间距的调制，不同输入波长及不同面内耦合间距状态下的干涉强度可以被采样组成采样矩阵，采样矩阵用于实现对未知输入光谱的计算重构。本发明的优点：一是面内驱动器可以不受埋氧层厚度限制实现大位移驱动，使得面内驱动波导耦合器可以实现足够大的调制范围，从而实现全波段均可采用的通用计算重构光谱仪；二是面内驱动器驱动波导实现面内位移，可以使波导面内耦合间距突破工艺制造时光刻精度的限制，增强模态的耦合强度，增大光程差，提升采样矩阵数据的不相关性，从而提升光谱仪重构分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种基于微机电系统(Micro-Electro Mechanical System，MEMS)面内驱动的全波段计算重构光谱仪。
背景技术
光谱分析是科学研究和工业研究中最强大和应用最广泛的表征方法之一，可以应用于基础科学研究和工业应用(如天体光子学、地球科学、精确农业、临床和化学分析)等许多领域。光谱仪是实现光谱分析的分析工具。
传统的台式光谱仪由于体积大、成本高、功耗高已经不适合特定的应用，空域探测、环境监测和芯片实验室系统等应用领域对光谱仪器具有高灵敏度、低成本和原位实时检测能力的要求很高，这促进了微型光谱仪的发展。
根据光谱表征的基本策略，可将自1990年以来出现的各种微型光谱仪分为三类：
(1)使用传统的基于色散的策略推动小型化光谱仪的实现。
(2)使用窄带滤波器或滤波器阵列来实现对完整光谱的分析。
(3)基于傅立叶变换系统的微型光谱仪。
基于傅立叶变换的光谱仪使用干涉仪在时域上调制入射到单个探测器的光，从而实现两个固有优势，即多路复用优势(Fellgett’s advantage)以及高光通量优势(Jacquinot’s advantage)。近年来，压缩感知技术、机器学习和前向-后向线性预测等新型计算重构技术的发展与应用，使得傅立叶变换光谱仪的光谱分辨率和鲁棒性得到了提升。
计算重构技术利用预校准光谱响应信息近似或重建入射光谱。计算重构光谱仪的典型特征是一组编码有独特光谱响应特征的探测器，当并行测量时，可以使用复杂的算法进行组合，以近似或“重建”入射光谱。计算重构的核心概念是利用具有不相关光谱响应的多个状态，以对未知入射光谱进行采样。计算重构光谱仪不仅可以利用硬件方面的技术进步，还可以利用新发展的计算方法，而实现光谱仪性能的进一步提升。
计算重构算法旨在求解超定矩阵方程组的近似解，输入光谱s(λ)输入器件结构之后可以得到输出强度I(x)，它与输入光谱s(λ)以及器件结构的采样矩阵p(λ)(通常是一个超定矩阵)的映射过程可以视为：
构建完成多重采样标定矩阵之后，便可以利用重构算法近似求解出每一个输出强度I(x)对应的输入光谱s(λ)。
与本发明相关的现有技术一
计算重构光谱仪中创建多重采样状态的方法主要依赖于组分设计如组分梯度半导体纳米线[1]和胶体量子点[2]，或结构设计如光子晶体平板[3]、硅纳米线[4]和超表面[5]等阵列结构。这些方案大多采用了探测器阵列，有些方案还需要采用滤波器阵列，这可以提高数据的准确性从而提高光谱的分辨率等特性。
现有技术一的缺点
1、探测器阵列增加了光谱仪的尺寸、重量以及成本。
2、采用探测器阵列获取多重采样状态的可扩展性不足。
3、利用探测器阵列获取多重采样状态时，单个探测器的实际性能存在差异，得到的多重采样矩阵存在数据一致性问题，会引入额外的噪声或者误差。
与本发明相关的现有技术二
采用单个可调光学器件也可以获取多重采样状态。已有报道的单个可调光学器件可以利用电光调制[5]、电吸收调制[6]、热光调制[7]等非MEMS调制方式。
现有技术二的缺点
采用基于电光调制、电吸收调制、热光调制等非MEMS方式来实现单个可调光学器件的调制深度较低、能耗较高。较低的调制深度限制了基于单个可调器件的光谱仪的性能。
与本发明相关的现有技术三
利用单个可调干涉仪获取多重采样矩阵时，已有报道的单个可调干涉仪驱动方式有面外静电MEMS驱动方式[8]，该器件在顶层与承载层之间形成平行板电容结构进行静电驱动。
现有技术三的缺点
面外静电MEMS驱动的大调谐范围需要大的垂直空气间隙。在绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator，SOI)工艺中，常将埋氧层作为牺牲层，将其刻蚀以形成垂直空气间隙，但间隙的长度即埋氧层的厚度是有限的,这是因为二氧化硅牺牲层的沉积厚度受到累积应力的限制。并且由于静电驱动的吸合(pull-in)效应，实际的可动距离会更小，这更加限制了采用面外移动方案的计算重构光谱仪在波长较大的波段时的应用，因为相同调制深度所需的面外移动距离随着工作波长的增大而增大。目前的研究中，形成大空腔的方法有转印法[9]和倒装芯片键合技术[8]，但这两种方法都属于非标准工艺，增加了工艺制造的难度。
参考文献
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发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪。利用面内驱动器驱动波导产生面内位移实现对干涉仪的调制，通过调制干涉仪获取多重采样标定矩阵实现计算重构微型光谱仪。面内驱动MEMS调制方案可以在面内实现较大的调制深度，因此可以应用于包括近红外、中红外在内的多种波段。由固定波导与移动波导组成的可调谐定向耦合器可以实现光在波导内的耦合并在波导末端测得干涉强度，通过面内驱动器来实现对定向耦合器波导面内耦合间距的调制，不同输入波长以及不同面内耦合间距状态下的干涉强度可以被采样组成采样矩阵，采样矩阵可以被用于对未知输入光谱的计算重构。弹簧组件用以支撑器件层悬浮，同时弹簧产生回复力与叉指间的静电力实现力平衡。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：由半导体材料经半导体工艺加工得到；由个相同的组件阵列组成；
组件阵列包括：衬底层、埋氧层、器件层和电极层；
衬底层：作为整个光谱仪的基础，用于支撑和固定其他层；
埋氧层：在衬底层上方覆盖的一层二氧化硅形成埋氧层，埋氧层的作用是隔离上层器件层与衬底层之间的电气连接；
器件层：在埋氧层上方覆盖的一层具有导电性的半导体材料；器件层上制造了微机电系统的器件执行结构5，用于驱动和控制光谱仪的光学部件；
电极层：在器件层上方镀上金属电极板2作为电极；电极层用于提供电场驱动信号，控制器件层上的驱动器件运动，实现光学部件的移动和调整；
器件层包括：驱动电极基座1、基座3、固定波导基座4、移动部件6、面内驱动模块7、弹簧组和定向耦合器模块11；
定向耦合器模块11包括：固定波导基座4、波导支撑结构14、固定波导15；可移动波导16；
驱动电极基座1用于承载金属电极板2，在驱动电极基座1周围刻蚀有沟槽，将沟槽的半导体材料刻蚀，使金属电极板2实现绝缘隔离；
驱动电极基座1与面内驱动模块7连接；
移动部件6与面内驱动模块7、弹簧组、定向耦合器模块11连接；
所述面内驱动模块7可以选自多种面内致动结构，当在金属电极板2上施加电压时，面内驱动模块7可以产生面内驱动力；这个驱动力将传递给移动部件6，从而驱动移动部件在器件层上产生面内位移；通过控制施加在金属电极板2上的电压大小，实现对移动部件的精确控制；
弹簧组为几字形梁，用于支撑器件层实现悬浮，同时弹簧组产生回复力与面内驱动器的驱动力实现力平衡；
向金属电极板2施加不同的电压，实现对移动部件6的面内位移的调制，移动部件6与定向耦合器模块11相连，则定向耦合器模块11的面内耦合间距可以通过施加电压进行调制；定向耦合器模块的作用是光波引导、耦合、调整和调制的作用；
进一步地，所述面内驱动模块7为：电热MEMS致动结构、压电MEMS致动结构、电磁MEMS致动结构的其中一种组成的群组。
进一步地，面内驱动模块7为叉指梳模块，包括：移动叉指13和固定叉指12形成一组交叉的叉指梳结构；
移动叉指13与移动部件6连接，固定叉指12与驱动电极基座1连接；
当在金属电极板2上施加电压时，固定叉指与移动叉指之间的电压差产生静电力，这个静电力将传递给移动部件6，从而驱动移动部件6在器件层上产生面内位移，位移方向指向固定叉指；通过控制施加在金属电极板2上的电压大小，可以实现对移动部件6的精确控制，从而调整光学部件的位置和形态，以实现光谱的重构和调整。
进一步地，定向耦合器模块11包括：固定波导基座4、波导支撑结构14、固定波导15；可移动波导16；
固定波导基座4与波导支撑结构14连接，波导支撑结构14与固定波导15连接，固定波导15与移动波导16组成定向耦合器，移动波导16通过另一侧的波导支撑结构14连接在移动部件6上并实现面内整体位移；
通过向金属电极板2施加电压对移动部件6产生面内驱动力进而使波导产生面内位移；
当固定波导15与移动波导16相距足够近时，其中一个波导的导模在波导间隙中的倏逝场渗透入另一波导，引起波导间的光学耦合；将定向耦合器看成一个波导系统，其具有对称和反对称两个本征模；波导间的耦合为这两个模态间的干涉；通过调制固定波导与移动波导之间的距离，改变干涉效果并获得不同的输出强度，在指定面内耦合间距条件下，向光波导输入不同波长的激光同样会使干涉强度发生变化。
进一步地，所述弹簧组包括：弹簧组一8、弹簧组二9和弹簧组三10；
弹簧组一和弹簧组二用于连接基座3与移动部件6，弹簧组三10用于连接基座3与移动波导16。
进一步地，所述金属电极板2的尺寸至少为100μm×100μm。
进一步地，所述移动部件6为镂空结构。
进一步地，所述固定波导与移动波导的面内初始间距设置为弱耦合或者解耦合状态，之后使用面内驱动器来驱动器件将固定波导与移动波导的面内耦合间距由弱耦合或者解耦合状态减小至强耦合状态。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、相比于采用滤波器阵列或者探测器阵列实现光谱仪，单个可调器件的结构更加简单和紧凑，降低了工艺制造难度，成本更低，结构具有更高的扩展性，并且得到的数据的随机噪声更小。
2、通过将单个可调干涉仪与计算重构技术结合，既延续了传统傅立叶变换光谱仪的多重优势(Fellgett’s advantage)和高光通量优势(Jacquinot's advantage)，具有更好地信噪比。同时利用计算重构理论的发展，使得光谱仪的性能突破了瑞利判据的限制得到了进一步提升。
3、面内驱动器可以不受埋氧层厚度限制实现大位移驱动，面内驱动的波导耦合器可以实现足够大的调制范围，因此可以实现在全波段均可采用的通用计算重构光谱仪设计，本发明以近红外波段和中红外波段为例证明光谱仪的通用性。
4、采用面内驱动器驱动波导实现面内位移，可以使波导面内耦合间距突破工艺制造时光刻精度的限制，可以增强模态的耦合强度，增大光程差，提升多重采样标定矩阵数据的不相关性，使得光谱仪重构分辨率得到了进一步的提升。
附图说明
图1是本发明实施例全波段计算重构光谱仪结构示意图；
图2是本发明实施例组件阵列侧视图；
图3是本发明实施例组件阵列俯视图；
图4是本发明实施例组件阵列结构示意图；
图5是本发明实施例面内驱动模块结构示意图；
图6是本发明实施例定向耦合器模块结构示意图；
图7是本发明实施例获取的多重采样标定矩阵的热力图；
图8是本发明实施例从标定矩阵中选择9组数据进行重构得到的结果图；
图9为本发明实施例在近红外波段(1.5μm-1.6μm)的重构结果图；
图10是本发明实施例结构获得的多重采样标定矩阵对输入光谱为1.5500μm和1.5502μm时进行重构的结果图；
图11是本发明实施例在中红外波段(4μm-4.3μm)的重构结果图；
图12是本发明实施例获得的多重采样标定矩阵对输入双峰光谱为4.1500μm和4.1515μm时进行重构的结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
本发明通过使用面内驱动器在面内调制波导耦合器来获取多重采样状态，形成标定矩阵，利用重构算法进行重构实现计算重构光谱仪的设计。面内驱动器在面内可以实现大位移，面内驱动的波导耦合器拥有较高的调制深度，可以实现在近红外与中红外乃至全波段均可采用的通用计算重构微型光谱仪设计。
同时，通过采用面内驱动器驱动波导实现面内位移，可以突破光刻精度对耦合器波导面内耦合间距的限制以获取重构效果更好的多重采样标定矩阵，使得光谱仪重构分辨率得到进一步的提升。
本发明设计的光谱仪在SOI平台上实现(图1)，硅器件层与埋氧层均具有一定的厚度，埋氧层可以被部分刻蚀来实现器件层的悬空，硅器件层可以被部分刻蚀实现器件各部分之间的隔离，可以在器件层之上镀金属作为电极。器件整体长度为1000μm，宽度为210μm，由5个相同的组件(图2)阵列得到。
本实施例基于SOI平台，通过改变半导体材料也可以实现同样的功能，例如使用锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、铌酸锂(LiNb O3)等其他半导体材料，包括元素半导体材料以及有机半导体材料。
如图2和3所示，单个组件结构的长度为200μm，宽度为210μm。驱动电极基座1用于承载金属电极板2，金属电极板2用于施加外部电压，驱动电极基座1与固定叉指12连接，工艺实现方法为在硅层(器件层)上镀一层厚度为50nm的金(镀50nm金需要先镀5nm铬作为黏附层)。电极宽度为100μm。器件层的材料为具有导电性的硅，厚度为220nm。器件层下的支撑层为厚度为2μm的不具有导电性的二氧化硅(图3中细密点划线所示结构，即附图1中埋氧层，它位于器件层的下方)。在驱动电极基座1周围刻蚀有沟槽，将沟槽的硅材料刻蚀之后可以使金属电极板2实现绝缘隔离，此时对金属电极板2施加电压不会对器件其他结构产生不利影响。基座3通过弹簧组来支撑器件执行结构5，使得器件执行结构5实现悬浮状态，固定波导基座4与固定波导15通过波导支撑结构14连接。
如图4所示，移动部件6与移动叉指、弹簧组、移动波导相连，在工艺过程中常将移动部件进行镂空以改善结构刚度并便于刻蚀。面内驱动模块7用于产生静电力驱动移动部件移动。弹簧组8、9、10为几字形梁，弹簧组用于支撑器件层实现悬浮，同时弹簧产生回复力与面内驱动器的驱动力实现力平衡。向金属电极板2施加不同的电压，可以实现对移动部件6的面内位移的调制，移动部件6与移动波导相连，则定向耦合器模块11的面内耦合间距可以通过施加电压进行调制。
在工艺制造过程中，由于工艺限制，波导与波导之间的面内初始间距应当不小于200nm，因此在本设计中，将固定波导与移动波导的面内初始间距设置为弱耦合或者解耦合状态，之后使用面内驱动器来驱动器件将波导面内耦合间距由弱耦合或者解耦合状态减小至强耦合状态，这可以获取重构效果更好的多重采样矩阵，最终重构得到的分辨率由纳米级提高到亚纳米级。
如图5所示，包含两组叉指梳结构，固定叉指与移动叉指形成类似平行板电容器结构，固定叉指与移动叉指之间的电压差可以产生静电力，带动移动部件6产生面内位移。在时域上控制施加电压的大小，可以实现对器件面内位移的调制，位移方向指向固定叉指。
如图6所示，由梯形结构支撑的细长结构为波导，波导尺寸为350nm×1000μm，厚度为220nm。固定波导15与移动波导16组成定向耦合器，其中上侧波导为移动波导16，通过支撑结构14连接在移动部件6上并实现面内整体位移。所设计器件的驱动原理为通过向固定叉指施加电压对器件产生静电吸附力进而使波导产生面内位移。
当两根波导相距足够近时，一个波导的导模在波导间隙中的倏逝场渗透入另一波导，引起波导间的光学耦合。可将两个波导构成的定向耦合器看成一个波导系统，其具有对称和反对称两个本征模。波导间的耦合可理解为这两个模态间的干涉。通过调制固定波导与移动波导之间的距离，可以改变干涉效果并获得不同的输出强度，在指定面内耦合间距条件下，向光波导输入不同波长的激光同样会使干涉强度发生变化。
通过对金属电极板2施加不同的电压调制固定波导与移动波导的面内耦合间距，并向波导内输入不同波长的激光，记录定向耦合器输出端的干涉强度可以得到该结构的多重采样标定矩阵。
如图7所示，为本发明获取的多重采样标定矩阵的热力图，从图中可以看出，施加电压越大，即面内耦合间距越小时干涉强度变化越剧烈，在进行数据重构时数据特征更显著，重构效果更好。
如图8所示，为从标定矩阵中选择9组数据进行重构得到的结果。证明本设计在(1.5μm-1.6μm)内均可以实现重构，带宽为100nm。
如图9所示，本发明在近红外波段(1.5μm-1.6μm)的重构结果，通过对输入双峰的波长间距进行不断逼近，重构的波长间距有80nm、40nm、20nm、10nm、0.2nm、0.1nm，重构结果显示在输入双峰波长间距为0.2nm时可以较好的重构，最终得出所设计的光谱仪在近红外波段(1.5μm-1.6μm)的分辨率为0.2nm。
如图10所示，为采用本发明获得的多重采样标定矩阵对输入光谱为1.5500μm和1.5502μm时进行重构的结果，重构分辨率为0.2nm。
在完成对近红外波段的重构之后，只需更改波导尺寸(见下表1)，即可满足器件在中红外波段工作的参数需求。
表1
如图11所示，本发明在中红外波段(4μm-4.3μm)的重构结果，通过对输入双峰的波长间距进行不断逼近，重构的波长间距有260nm、100nm、10nm、1.5nm、1nm，最终得出本结构在中红外波段的分辨率为1.5nm。
如图12所示，为采用本发明获得的多重采样标定矩阵对输入双峰光谱为4.1500μm和4.1515μm时进行重构的结果，重构分辨率为1.5nm。
综上所述，本发明通过使用面内驱动器驱动的可调波导耦合器来获取多重采样状态，形成标定矩阵，利用重构算法进行重构实现计算重构微型光谱仪的设计。利用面内驱动器以实现面内大位移的特性，实现高调制深度的面内驱动波导耦合器，进而实现在近红外与中红外均可采用的通用计算重构微型光谱仪设计。
利用面内驱动器驱动波导实现面内位移的调制，突破波导面内耦合间距在工艺制造方面的限制以获取重构效果更好的多重采样标定矩阵，使得光谱仪重构分辨率得到了进一步的提升。
本实施例基于叉指梳面内驱动器，实现面内驱动还可以采用V-beam、非对称结构(如hot-arm/cold-arm actuator)等电热MEMS致动结构，以及压电、电磁等MEMS致动结构。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：由半导体材料经半导体工艺加工得到；由多个相同的组件阵列组成；
组件阵列包括：衬底层、埋氧层、器件层和电极层；
衬底层：作为整个光谱仪的基础，用于支撑和固定其他层；
埋氧层：在衬底层上方覆盖的一层二氧化硅形成埋氧层，埋氧层的作用是隔离上层器件层与衬底层之间的电气连接；
器件层：在埋氧层上方覆盖的一层具有导电性的半导体材料；器件层上制造了微机电系统的器件执行结构(5)，用于驱动和控制光谱仪的光学部件；
电极层：在器件层上方镀上金属电极板(2)作为电极；电极层用于提供电场驱动信号，控制器件层上的驱动器件运动，实现光学部件的移动和调整；
器件层包括：驱动电极基座(1)、基座(3)、固定波导基座(4)、移动部件(6)、面内驱动模块(7)、弹簧组和定向耦合器模块(11)；
定向耦合器模块(11)包括：固定波导基座(4)、波导支撑结构(14)、固定波导(15)、可移动波导(16)；
固定波导基座(4)与波导支撑结构(14)连接，波导支撑结构(14)与固定波导(15)连接，固定波导(15)与可移动波导(16)组成定向耦合器，可移动波导(16)通过另一侧的波导支撑结构(14)连接在移动部件(6)上并实现面内整体位移；
通过向金属电极板(2)施加电压对移动部件(6)产生面内驱动力进而使可移动波导(16)产生面内位移；
当固定波导(15)与可移动波导(16)相距足够近时，其中一个波导的导模在波导间隙中的倏逝场渗透入另一波导，引起波导间的光学耦合；将定向耦合器看成一个波导系统，其具有对称和反对称两个本征模；波导间的耦合为这两个模态间的干涉；通过调制固定波导与移动波导之间的距离，改变干涉效果并获得不同的输出强度，在指定面内耦合间距条件下，向光波导输入不同波长的激光同样会使干涉强度发生变化；
驱动电极基座(1)用于承载金属电极板(2)，在驱动电极基座(1)周围刻蚀有沟槽，将沟槽的半导体材料刻蚀，使金属电极板(2)实现绝缘隔离；
驱动电极基座(1)与面内驱动模块(7)连接；
移动部件(6)与面内驱动模块(7)、弹簧组、定向耦合器模块(11)连接；
所述面内驱动模块(7)可以选自多种面内致动结构，当在金属电极板(2)上施加电压时，面内驱动模块(7)可以产生面内驱动力；这个驱动力将传递给移动部件(6)，从而驱动移动部件在器件层上产生面内位移；通过控制施加在金属电极板(2)上的电压大小，实现对移动部件的精确控制；
弹簧组为几字形梁，用于支撑器件层实现悬浮，同时弹簧组产生回复力与面内驱动器的驱动力实现力平衡；
向金属电极板(2)施加不同的电压，实现对移动部件(6)的面内位移的调制，移动部件(6)与定向耦合器模块(11)相连，则定向耦合器模块(11)的面内耦合间距可以通过施加电压进行调制；定向耦合器模块的作用是光波引导、耦合、调整和调制的作用。
2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：面内驱动模块(7)为叉指梳模块，包括：移动叉指(13)和固定叉指(12)形成一组交叉的叉指梳结构；
移动叉指(13)与移动部件(6)连接，固定叉指(12)与驱动电极基座(1)连接；
当在金属电极板(2)上施加电压时，固定叉指与移动叉指之间的电压差产生静电力，这个静电力将传递给移动部件(6)，从而驱动移动部件(6)在器件层上产生面内位移，位移方向指向固定叉指；通过控制施加在金属电极板(2)上的电压大小，可以实现对移动部件(6)的精确控制，从而调整光学部件的位置和形态，以实现光谱的重构和调整。
3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：所述面内驱动模块(7)为：电热MEMS致动结构、压电ME MS致动结构、电磁MEMS致动结构的其中一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：所述弹簧组包括：弹簧组一(8)、弹簧组二(9)和弹簧组三(10)；
弹簧组一和弹簧组二用于连接基座(3)与移动部件(6)，弹簧组三(10)用于连接基座(3)与可移动波导(16)。
5.根据权利要求1所述的一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：金属电极板(2)的尺寸至少为100μm×100μm。
6.根据权利要求1所述的一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：移动部件(6)为镂空结构。
7.根据权利要求3所述的一种基于MEMS面内驱动的全波段计算重构光谱仪，其特征在于：固定波导(15)与可移动波导(16)的面内初始间距设置为弱耦合或者解耦合状态，之后使用面内驱动器来驱动器件将固定波导(15)与可移动波导(16)的面内耦合间距由弱耦合或者解耦合状态减小至强耦合状态。
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