Klemmvorrichtung zur genauen Positionierung von 120° Silizium Doppelspiegeln in einem MOEMS-Gyroskop

Abstract:
In diesem Beitrag werden mikrotechnisch hergestellte Silizium Doppelspiegel beschrieben, die eigens für die Entwicklung eines neuartigen mikro-optischen Gyroskops entwickelt wurden. Durch einen Winkelversatz zur (100)-Ebene bei der Waferproduktion kann beim nasschemischen Ätzen mit KOH ein Ätzwinkel von 60Grad erreicht werden. Zwei derartig strukturierte Wafer werden mittels Siliziumdirektbonden zu Doppelspiegeln mit einem Flankenwinkel von 120Grad verbunden. Ein großer Vorteil dieser Spiegel ist es, dass kleine Fehler beim Einbau, wie beispielsweise Verschiebungen in x- und y-Richtung, sowie Drehungen um die Hochachse, durch den Spiegel kompensiert werden und es zu einem fixen Reflexionswinkel kommt. Für eine präzise Ausrichtung der Spiegelelemente in einem optischen Resonator, der für das mikrooptische Gyroskop benötigt wird, wurde eine Klemmvorrichtung entwickelt. Durch eine Federstruktur, die sich zum Einsetzen der Spiegelelemente zurück schieben lässt, werden die Spiegel an zwei definierte Anschläge gedrückt. Unterschiedliche Designs dieser Klemmvorrichtung wurden hergestellt und auf ihre Eignung in einem optischen Gyroskop untersucht.