一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置和光傳感方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，包括：光源，用于輸出光子信號；微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號的物理特征，所述光變模塊通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；光接收單元，用于接收通過微機(jī)電單元的光子信號并轉(zhuǎn)換成電信號。還涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種光傳感裝置和光傳感方法，根據(jù)反應(yīng)外界信息的變化改變光子信號的物理特征，提高對外界信息的變化的靈敏度，還具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、非侵入性和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并適于應(yīng)用在各種環(huán)境中。
【專利說明】一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置和光傳感方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置和光傳感方法。

【背景技術(shù)】
[0002]全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。特別是微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)目前已經(jīng)廣泛使用于各類電子傳感器之中，包括，陀螺儀、壓力傳感器、加速度計(jì)、氣體傳感器、生物芯片。這些傳感器通過特定的結(jié)構(gòu)將外界的各種信號(包括運(yùn)動(dòng)、壓力、生物化學(xué)組份信號)直接轉(zhuǎn)換成電子信號。盡管電子信號的處理技術(shù)已逐漸走向成熟，但是在日益提升的高靈敏度、高集成度性能要求及市場需求驅(qū)動(dòng)之下，作為傳感的電子信號由于自身物理特征的限制將成為下一代傳感器的技術(shù)瓶頸。
[0003]在光傳感技術(shù)迅速發(fā)展的今天，已經(jīng)能夠解決傳統(tǒng)傳感技術(shù)存在的靈敏度低、易受干擾、感應(yīng)時(shí)間較長、檢測某些化學(xué)氣體不安全等方面的問題。光傳感技術(shù)作為信息科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，在光通信、工業(yè)過程控制、環(huán)境監(jiān)測和國家安全等眾多方面都有著十分重要的應(yīng)用。與傳統(tǒng)傳感器相比，光傳感器具有靈敏度高、體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、便于集成、可在線檢測等眾多優(yōu)點(diǎn)。因此在傳感領(lǐng)域中，光傳感占有越來越重要的地位。
[0004]近年來，作為傳感器技術(shù)中十分重要的一員，光傳感器已廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。盡管光傳感技術(shù)正在快速發(fā)展，在設(shè)計(jì)上卻一直沒有重大的突破。由于受到光學(xué)器件尺寸和材料的限制，平面光傳感系統(tǒng)的制備通常需要復(fù)雜的加工工藝流程，如光刻、電子束刻蝕或者納米壓印技術(shù)，且難以同時(shí)集成復(fù)雜的光電性能在單一芯片上，不便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，提高傳感性能，并實(shí)現(xiàn)光傳感器的芯片集成化。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，包括:
[0007]光源，用于輸出光子信號；
[0008]微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號的物理特征，所述光變模塊通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；
[0009]光接收單元，用于接收通過微機(jī)電單元的光子信號并轉(zhuǎn)換成電信號；
[0010]所述微機(jī)電單元分別與光源和光接收單元連接。
[0011]其中，較佳方案是:所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊包括用于感應(yīng)外界信息的感應(yīng)子模塊和根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化的機(jī)械子模塊，所述機(jī)械子模塊分別與感應(yīng)子模塊和光變模塊連接。
[0012]其中，較佳方案是:所述光變模塊包括至少一層的光學(xué)薄膜，所述光學(xué)薄膜用于改變光子信號的物理特征。
[0013]其中，較佳方案是:所述光子信號的物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。
[0014]其中，較佳方案是:所述微機(jī)電單元還包括一機(jī)械聯(lián)接模塊，所述機(jī)械聯(lián)接模塊分別與機(jī)械子模塊和光變模塊連接，所述機(jī)械子模塊通過機(jī)械聯(lián)接模塊帶動(dòng)光變模塊進(jìn)行機(jī)械變化。
[0015]其中，較佳方案是:所述光源包括相互連接的發(fā)光模塊和驅(qū)動(dòng)電極模塊，所述發(fā)光模塊用于輸出具有特定波長的光子信號，所述驅(qū)動(dòng)電極模塊用于提供發(fā)光模塊工作所需能量。
[0016]其中，較佳方案是:所述光接收單元包括相互連接的光電轉(zhuǎn)換模塊和電信號輸出模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于接收通過微機(jī)電單元的光子信號，并將光子信號轉(zhuǎn)換成電信號，所述電信號輸出模塊用于將電信號輸出到外部電子設(shè)備中。
[0017]其中，較佳方案是:還包括光傳輸通道，所述光傳輸通道包括若干具有不同光折射率的通光層，所述通光層根據(jù)由低至高的光折射率在光傳輸通道中橫向排列；所述光子信號在光傳輸通道中是從光折射率低的通光層射向光折射率高的通光層。
[0018]其中，較佳方案是:所述光傳輸通道包括發(fā)射端光傳輸通道和接收端光傳輸通道，所述發(fā)射端光傳輸通道設(shè)置在光源和微機(jī)電單元之間，所述接收端光傳輸通道設(shè)置在光接收器和微機(jī)電單元之間。
[0019]其中，較佳方案是:還包括一襯底，所述光源、微機(jī)電單元和光接收單元依次設(shè)置在所述襯底上。
[0020]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法，包括步驟:
[0021]A、輸出光子信號，并將光子信號輸入微機(jī)電單元中；
[0022]B、所述微機(jī)電單元包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化，并改變光子信號的物理特征；
[0023]C、接收通過所述微機(jī)電單元的光子信號，并將光子信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0024]其中，較佳方案是:所述步驟B中的機(jī)械變化包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、彎曲、扭曲和伸縮。
[0025]其中，較佳方案是:所述步驟B中的光子信號物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種光傳感裝置和光傳感方法，根據(jù)反應(yīng)外界信息的變化改變光子信號的物理特征，提高對外界信息的變化的靈敏度，還具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、非侵入性和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并適于應(yīng)用在各種環(huán)境中；由于結(jié)構(gòu)簡單，便于光傳感器的芯片集成化設(shè)計(jì)，便于大規(guī)模生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0028]圖1是本發(fā)明光傳感裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖2是本發(fā)明光傳感裝置的具體結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖3是本發(fā)明感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖4是本發(fā)明光傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說明。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明提供一種光傳感裝置的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是光傳感裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0034]—種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置10，包括光源100、微機(jī)電單元200和光接收單元300，光源100、微機(jī)電單元200和光接收單元300依次連接。其中光源100用于輸出光子信號，優(yōu)選輸出具有特定波長的光子信號；微機(jī)電單元200包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210和光變模塊220，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210用于感應(yīng)外界信息20并根據(jù)外界信息20進(jìn)行機(jī)械變化，光變模塊220用于改變光子信號的物理特征，光變模塊220通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化；光接收單元300用于接收通過微機(jī)電單元200的光子信號并轉(zhuǎn)換成電信號。
[0035]具體地，光源100將輸入光子信號31發(fā)送到微機(jī)電單元200中，微機(jī)電單元200根據(jù)外界信息20改變輸入光子信號31的物理特征，光接收單元300接收通過微機(jī)電單元200的輸出光子信號32。微機(jī)電系統(tǒng)具體指微機(jī)電單元200中各模塊構(gòu)成的工作系統(tǒng)。
[0036]光子信號的物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。光源100發(fā)射出的光子信號優(yōu)選包括紅外線和可見光，其中根據(jù)光傳感裝置10的應(yīng)用環(huán)境，光源100發(fā)射出的光子信號還包括紫外線和X射線等高頻率電磁波信號。
[0037]如圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明提供一種光傳感裝置的較佳實(shí)施例，其中圖2是光傳感裝置的具體結(jié)構(gòu)框圖，圖3是感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)框圖，圖4是光傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]—種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置10，包括光源100、微機(jī)電單元200和光接收單元300，還包括光傳輸通道，光傳輸通道設(shè)置在光源100和微機(jī)電單元200之間，或者設(shè)置在微機(jī)電單元200和光接收單元300，光傳輸通道是在光子信號在光源100、微機(jī)電單元200和光接收單元300間傳輸?shù)耐ǖ烂浇?，提高光傳感裝置10的傳感性能。
[0039]進(jìn)一步地，微機(jī)電單元200包括感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210、光變模塊220和機(jī)械聯(lián)接模塊230，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210通過機(jī)械聯(lián)接模塊230與光變模塊220連接，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210包括感應(yīng)子模塊211和機(jī)械子模塊212，機(jī)械子模塊212分別與感應(yīng)子模塊211和光變模塊220連接。
[0040]其中，在感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210中，感應(yīng)子模塊211用于感應(yīng)外界信息20，機(jī)械子模塊212根據(jù)外界信息20進(jìn)行機(jī)械變化，感應(yīng)子模塊211可為各種類型傳感器，不同類型傳感器檢測不同的外界信息20，外界信息20包括位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、壓力、彎曲、應(yīng)變、速度、加速度、電流、磁場、電壓、濕度、溫度、聲場、流量、濃度、PH值和應(yīng)變等物理量；機(jī)械子模塊212根據(jù)上述外界信息20的變化程度進(jìn)行機(jī)械變化，機(jī)械變化包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)和機(jī)械形變，機(jī)械運(yùn)動(dòng)包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)，機(jī)械形變包括彎曲、扭曲和伸縮。以下提供一案例:在一種基于振動(dòng)傳感的微機(jī)電單元200中，機(jī)械子模塊212包括底部懸空的質(zhì)量滑塊和與質(zhì)量滑塊連接的彈簧結(jié)構(gòu)，質(zhì)量滑塊和彈簧結(jié)構(gòu)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體具有特定的本征共振頻率，當(dāng)外界振動(dòng)頻率接近結(jié)構(gòu)體的本征共振頻率時(shí)，結(jié)構(gòu)體將發(fā)生共振現(xiàn)象，且產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。
[0041]在光變模塊220中，光變模塊220包括至少一層的光學(xué)薄膜，光學(xué)薄膜用于改變光子信號的物理特征。光學(xué)薄膜優(yōu)選通過半導(dǎo)體芯片制造工藝在特定區(qū)域形成至少一層含有特定材料的金屬薄膜、合金屬薄膜或非金屬薄膜，其中半導(dǎo)體芯片制造工藝包括電鍍、濺射、淀積等工藝，特定區(qū)域?yàn)橛糜诠潭ü庾兡K220的區(qū)域，特定材料包括金屬材料、合金材料和非金屬材料。使用特定材料形成的金屬薄膜、合金屬薄膜或非金屬薄膜對特定波長的光子信號具有高反射率或高透射率，高反射率優(yōu)選百分之九十以上，高透射率優(yōu)選百分之九十以上。光學(xué)薄膜與感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210連接，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210帶動(dòng)光學(xué)薄膜根據(jù)外界信息20的變化程度進(jìn)行機(jī)械變化。
[0042]其中，光學(xué)薄膜根據(jù)不同的形成形狀、不同的初始位置、輸入光子信號31的不同光斑尺寸、不同的材料、不同的機(jī)械變化，對光子信號的物理特征具有不同的改變。以下提供一案例:在上述基于振動(dòng)傳感的微機(jī)電單元200中，為了增強(qiáng)靈敏度，輸入至光學(xué)薄膜的光斑尺寸應(yīng)較小(如光斑直徑為500微米)而光強(qiáng)應(yīng)較強(qiáng)(如100毫瓦)，因而光學(xué)薄膜的尺寸也應(yīng)較小(如400微米)，而且光學(xué)薄膜的邊緣位置應(yīng)接近初始狀態(tài)下輸入光斑的中心點(diǎn)，光學(xué)薄膜的組成材料應(yīng)當(dāng)能夠以高反射率(大于90%以上)對光強(qiáng)應(yīng)較強(qiáng)(如100毫瓦)的輸入光斑進(jìn)行反射，由此，質(zhì)量滑塊和彈簧結(jié)構(gòu)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體帶動(dòng)光學(xué)薄膜的正向或反向平移運(yùn)動(dòng)，并將增強(qiáng)或減弱反射光子信號在傳播路勁中的強(qiáng)度分布。
[0043]在機(jī)械聯(lián)接模塊230中，機(jī)械聯(lián)接模塊230分別與機(jī)械子模塊212和光變模塊220連接，機(jī)械子模塊212通過機(jī)械聯(lián)接模塊230帶動(dòng)光變模塊220進(jìn)行機(jī)械變化。
[0044]光傳感裝置10包括一微機(jī)電單元200，但由于環(huán)境需要、功能應(yīng)用或傳感精確度需求，光傳感裝置10可包括兩個(gè)及以上的微機(jī)電單元200。
[0045]進(jìn)一步地，光源100包括相互連接的發(fā)光模塊110和驅(qū)動(dòng)電極模塊120，發(fā)光模塊110用于輸出具有特定波長的光子信號，驅(qū)動(dòng)電極模塊120用于提供發(fā)光模塊110工作所需能量。其中特定波長優(yōu)選波長大于I微米；發(fā)光模塊110包括發(fā)光二極管、激光器和熱輻射體；光子信號包括兩種光波:不隨電子信號變化的連續(xù)光波和隨電子信號變化的調(diào)制光波，連續(xù)光波的穩(wěn)定性更強(qiáng)，調(diào)制光波提高光波的可控性。
[0046]進(jìn)一步地，光接收單元300包括相互連接的光電轉(zhuǎn)換模塊310和電信號輸出模塊320，光電轉(zhuǎn)換模塊310用于接收通過微機(jī)電單元200的光子信號，并將光子信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號輸出模塊320用于將電信號輸出到外部電子設(shè)備中。光接收單元300還包括放大器模塊，用于將光電轉(zhuǎn)換模塊310輸出的電信號進(jìn)行放大。
[0047]進(jìn)一步地，光傳感裝置10還包括光傳輸通道，光傳輸通道包括若干具有不同光折射率的通光層，通光層根據(jù)由低至高的光折射率在光傳輸通道中橫向排列；光子信號在光傳輸通道中是從光折射率低的通光層射向光折射率高的通光層。其中若干通光層形成同軸結(jié)構(gòu)，通光層的組成材料包括硅、二氧化硅或其他含硅化合物，光傳輸通道的結(jié)構(gòu)包括直線形狀波導(dǎo)、彎曲形狀波導(dǎo)、Y型波導(dǎo)、棱鏡波導(dǎo)、透鏡波導(dǎo)、光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)等。光子信號在光傳輸通道中是從光折射率低的通光層射向光折射率高的通光層是由于光子信號在折射率低的材料發(fā)射到折射率高的材料時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，以便光子信號能在光傳輸通道中穩(wěn)定傳播。
[0048]其中，光傳輸通道包括發(fā)射端光傳輸通道410和接收端光傳輸通道420，發(fā)射端光傳輸通道410設(shè)置在光源100和微機(jī)電單元200之間，接收端光傳輸通道420設(shè)置在光接收器和微機(jī)電單元200之間。由于光子信號在光傳輸通道中是從光折射率低的通光層射向光折射率高的通光層，發(fā)射端光傳輸通道410具有光折射率高通光層的一端與微機(jī)電單元200連接，接收端光傳輸通道420具有光折射率低通光層的一端與微機(jī)電單元200連接。
[0049]參考圖4，提供一種光傳感裝置10，還包括襯底500，光源100、發(fā)射端光傳輸通道410、微機(jī)電單元200、接收端光傳輸通道420和光接收單元300依次設(shè)置在襯底500上。由于光傳感裝置10設(shè)有光傳輸通道，光源100和光接收單元300不必要設(shè)置在同一直線上，只要保證光子信號能通過微機(jī)電單元200并到達(dá)光接收單元300即可。
[0050]進(jìn)一步地，光傳感裝置10的光接收單元300輸出的電信號傳輸?shù)脚c光傳感裝置10連接的外部設(shè)備40中，外部設(shè)備40根據(jù)電信號檢測出外界信號的變化情況。
[0051]本實(shí)施例中，光傳感裝置10中的各單元還可通過自身設(shè)有的固定結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。
[0052]本發(fā)明還提供一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法的較佳實(shí)施例，光傳感方法的具體步驟如下:
[0053]A、輸出光子信號，并將光子信號輸入微機(jī)電單元200中；
[0054]B、所述微機(jī)電單元200包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210和光變模塊220，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210感應(yīng)外界信息20并根據(jù)外界信息20進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊220通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化，并改變光子信號的物理特征；
[0055]C、接收通過所述微機(jī)電單元200的光子信號，并將光子信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0056]在步驟B中，光子信號通過光變模塊220的機(jī)械變化和光變模塊220本身的光學(xué)特性，有規(guī)律地改變自身的物理特征。有規(guī)律地改變不單單是光子信號物理特征的改變示有規(guī)律的，還包括根據(jù)某時(shí)間段的光子信號物理特征的改變，清楚反映外界信息20的變化情況。
[0057]進(jìn)一步地，所述步驟B中的機(jī)械變化包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)和機(jī)械形變，所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)，所述機(jī)械形變包括彎曲、扭曲和伸縮。其中，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊210進(jìn)行其他物理上的變化，都屬于機(jī)械變化。
[0058]進(jìn)一步地，所述步驟B中的光子信號物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。
[0059]具體的，光子信號物理特征的改變，是與光變模塊不進(jìn)行機(jī)械變化的情況進(jìn)行比較，通過電子信號反應(yīng)光子信號物理特征的改變，外部設(shè)備40根據(jù)電子信號獲得外界信息
20 ο
[0060]以上所述者，僅為本發(fā)明最佳實(shí)施例而已，并非用于限制本發(fā)明的范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化或修飾，皆為本發(fā)明所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感裝置，其特征在于，包括: 光源，用于輸出光子信號； 微機(jī)電單元，包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊用于感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊用于改變光子信號的物理特征，所述光變模塊通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化； 光接收單元，用于接收通過微機(jī)電單元的光子信號并轉(zhuǎn)換成電信號； 所述微機(jī)電單元分別與光源和光接收單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感裝置，其特征在于:所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊包括用于感應(yīng)外界信息的感應(yīng)子模塊和根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化的機(jī)械子模塊，所述機(jī)械子模塊分別與感應(yīng)子模塊和光變模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光傳感裝置，其特征在于:所述光變模塊包括至少一層的光學(xué)薄膜，所述光學(xué)薄膜用于改變光子信號的物理特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光傳感裝置，其特征在于:所述光子信號的物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光傳感裝置，其特征在于:所述微機(jī)電單元還包括一機(jī)械聯(lián)接模塊，所述機(jī)械聯(lián)接模塊分別與機(jī)械子模塊和光變模塊連接，所述機(jī)械子模塊通過機(jī)械聯(lián)接模塊帶動(dòng)光變模塊進(jìn)行機(jī)械變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感裝置，其特征在于:所述光源包括相互連接的發(fā)光模塊和驅(qū)動(dòng)電極模塊，所述發(fā)光模塊用于輸出具有特定波長的光子信號，所述驅(qū)動(dòng)電極模塊用于提供發(fā)光模塊工作所需能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感裝置，其特征在于:所述光接收單元包括相互連接的光電轉(zhuǎn)換模塊和電信號輸出模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于接收通過微機(jī)電單元的光子信號，并將光子信號轉(zhuǎn)換成電信號，所述電信號輸出模塊用于將電信號輸出到外部電子設(shè)備中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感裝置，其特征在于:還包括光傳輸通道，所述光傳輸通道包括若干具有不同光折射率的通光層，所述通光層根據(jù)由低至高的光折射率在光傳輸通道中橫向排列；所述光子信號在光傳輸通道中是從光折射率低的通光層射向光折射率高的通光層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光傳感裝置，其特征在于:所述光傳輸通道包括發(fā)射端光傳輸通道和接收端光傳輸通道，所述發(fā)射端光傳輸通道設(shè)置在光源和微機(jī)電單元之間，所述接收端光傳輸通道設(shè)置在光接收器和微機(jī)電單元之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感裝置，其特征在于:還包括一襯底，所述光源、微機(jī)電單元和光接收單元依次設(shè)置在所述襯底上。
11.一種基于微機(jī)電系統(tǒng)的光傳感方法，其特征在于，包括步驟: A、輸出光子信號，并將光子信號輸入微機(jī)電單元中； B、所述微機(jī)電單元包括相互連接的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊和光變模塊，所述感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊感應(yīng)外界信息并根據(jù)外界信息進(jìn)行機(jī)械變化，所述光變模塊通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)模塊帶動(dòng)進(jìn)行機(jī)械變化，并改變光子信號的物理特征； C、接收通過所述微機(jī)電單元的光子信號，并將光子信號轉(zhuǎn)換成電信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光傳感方法，其特征在于:所述步驟B中的機(jī)械變化包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、彎曲、扭曲和伸縮。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光傳感方法，其特征在于:所述步驟B中的光子信號物理特征包括強(qiáng)度分布、頻率、相位和偏振。
【文檔編號】G01D5/26GK104501842SQ201410746796
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】周秀娟 申請人:周秀娟