本發明涉及微電子機械，特別是涉及一種基于mems的法布里-珀羅腔及其封裝方法。
背景技術：
1、紅外光譜檢測是一種可靠穩定的分析方法，微機電系統(mems)法布里-珀羅(f-p)可調諧濾波器是紅外光譜儀、手機攝像頭、便攜式高光譜成像儀和遙感儀等儀器的核心器件。傳統紅外分析系統和光譜儀的體積大、功耗高且價格昂貴，很難應用到小型化器件中。相比傳統類型的濾波器，mems?f-p可調諧濾波器具有尺寸小、分辨率高、易于集成和功耗低等優勢，因此在光譜檢測方面發揮著重要作用。
2、目前，傳統的濾波器尺寸較大、成本較高、且難于集成，為適應光譜檢測中小型化、便攜式、低功耗的發展需求，基于mems的法布里-珀羅腔具有功耗低、尺寸小、精度高的特點，適應了光譜檢測中小型化、低功耗、便攜的發展需求，因此基于mems的法布里-珀羅腔成為近期發展的熱點。然而，目前基于mems的法布里-珀羅腔以靜電平板電容驅動、壓電驅動、熱驅動為主，存在著結構設計復雜、控制精度不高等問題。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種基于mems的法布里-珀羅腔及其封裝方法，以解決上述相關技術存在的問題，提高基于mems的法布里-珀羅腔的控制精度，同時簡化整體結構，實現傳感器微型化，提高傳感器的適應性。
2、為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
3、本發明提供一種基于mems的法布里-珀羅腔，包括：
4、靜電驅動器，所述靜電驅動器包括自下而上依次設置的基底層、埋氧層以及器件層，所述器件層包括固定單元和可動單元，所述固定單元包括外框架和固定梳齒，所述外框架為環狀結構，所述固定梳齒設置于所述外框架的內壁上，所述可動單元包括內框架和可動梳齒，所述內框架為環狀結構并設置于所述外框架內，所述可動梳齒設置于所述內框架的外壁上，所述固定梳齒以及所述可動梳齒均為懸臂結構，所述可動梳齒伸入相鄰的兩所述固定梳齒之間且二者之間具有間隙，所述固定梳齒以及所述可動梳齒均具有電極且能夠與外部控制電路連接，以在所述固定梳齒以及所述可動梳齒之間形成梳齒電容；
5、fp腔，所述fp腔包括平行設置的第一面板和第二面板，所述第一面板位于所述第二面板的頂部且二者之間具有間隙，所述第一面板與所述靜電驅動器的所述器件層相連。
6、優選地，所述可動單元還包括支撐梁，所述支撐梁的一端與內框架相連，所述支撐梁的另一端朝向遠離所述內框架的方向延伸，并與動梳齒電極連接；所述外框架具有與所述支撐梁以及所述動梳齒電極相匹配的安裝位，所述支撐梁以及所述動梳齒電極與所述外框架之間均具有間隙。
7、優選地，所述支撐梁遠離所述內框架的一端由所述外框架伸出，所述支撐梁伸出所述外框架外部的一端連接有橫梁。
8、優選地，所述外框架以及所述內框架均為矩形框架，所述固定梳齒于所述外框架的內壁上均布設置并圍成矩形，所述可動梳齒于所述內框架的外壁上均布設置并圍成矩形。
9、優選地，所述固定梳齒的高度為40μm，所述可動梳齒的厚度為50μm，所述固定梳齒與所述可動梳齒之間的間距為4μm；
10、于平行于所述固定梳齒以及所述可動梳齒高度方向的平面內，所述固定梳齒以及所述可動梳齒的投影重合部分的長度為200μm。
11、優選地，所述fp腔還包括支撐柱和cmos基板，所述第二面板利用所述支撐柱固定于所述cmos基板上。
12、優選地，所述第一面板以及所述第二面板均為矩形板狀結構，所述支撐柱的數量為四根，所述支撐柱設置于所述第二面板的底部四角。
13、優選地，所述第一面板與所述第二面板之間的間距范圍為1μm～20μm，所述第一面板與所述第二面板均由石英材質制成。
14、優選地，所述的基于mems的法布里-珀羅腔，還包括封裝結構，所述封裝結構包括多層主體封裝層和密封玻璃，多層所述主體封裝層依次層疊設置并構建出封裝腔體，所述靜電驅動器以及所述fp腔均設置于所述封裝腔體內，所述密封玻璃設置于多層所述主體封裝層的頂部，以對所述封裝腔體進行密封，所述主體封裝層由低溫共燒陶瓷材質制成。
15、本發明還提供一種上述的基于mems的法布里-珀羅腔的封裝方法，采用層疊壓制、燒結的方式制備所述主體封裝層，然后將所述靜電驅動器以及所述fp腔通過光固化方式固定于所述封裝腔體內，并利用所述密封玻璃密封所述封裝腔體的開口。
16、本發明相對于相關技術取得了以下技術效果：本發明的基于mems的法布里-珀羅腔，包括靜電驅動器和fp腔，其中，靜電驅動器包括自下而上依次設置的基底層、埋氧層以及器件層，器件層包括固定單元和可動單元，固定單元包括外框架和固定梳齒，外框架為環狀結構，固定梳齒設置于外框架的內壁上，可動單元包括內框架和可動梳齒，內框架為環狀結構并設置于外框架內，可動梳齒設置于內框架的外壁上，固定梳齒以及可動梳齒均為懸臂結構，可動梳齒伸入相鄰的兩固定梳齒之間且二者之間具有間隙，固定梳齒以及可動梳齒均具有電極且能夠與外部控制電路連接，以在固定梳齒以及可動梳齒之間形成梳齒電容；fp腔包括平行設置的第一面板和第二面板，第一面板位于第二面板的頂部且二者之間具有間隙，第一面板與靜電驅動器的器件層相連。
17、本發明的基于mems的法布里-珀羅腔，向靜電驅動器施加驅動電壓，在靜電吸引力的作用下，可動梳齒相對于固定梳齒產生位移，通過控制施加在固定梳齒和可動梳齒之間的電壓，可以精確控制可動梳齒的移動距離和速度，進而帶動與靜電驅動器相連的fp腔，調整fp腔的光學特性，通過精確移動保證了基于mems的法布里-珀羅腔的檢測精度。本發明的基于mems的法布里-珀羅腔，可動單元采用內框架帶動可動梳齒運動，結構緊湊，有利于實現基于mems的法布里-珀羅腔的整體結構微型化，提高基于mems的法布里-珀羅腔的適應性。
1.一種基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述可動單元還包括支撐梁，所述支撐梁的一端與內框架相連，所述支撐梁的另一端朝向遠離所述內框架的方向延伸，并與動梳齒電極連接；所述外框架具有與所述支撐梁以及所述動梳齒電極相匹配的安裝位，所述支撐梁以及所述動梳齒電極與所述外框架之間均具有間隙。
3.根據權利要求2所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述支撐梁遠離所述內框架的一端由所述外框架伸出，所述支撐梁伸出所述外框架外部的一端連接有橫梁。
4.根據權利要求1所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述外框架以及所述內框架均為矩形框架，所述固定梳齒于所述外框架的內壁上均布設置并圍成矩形，所述可動梳齒于所述內框架的外壁上均布設置并圍成矩形。
5.根據權利要求1-4任一項所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述固定梳齒的高度為40μm，所述可動梳齒的厚度為50μm，所述固定梳齒與所述可動梳齒之間的間距為4μm；
6.根據權利要求1所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述fp腔還包括支撐柱和cmos基板，所述第二面板利用所述支撐柱固定于所述cmos基板上。
7.根據權利要求6所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述第一面板以及所述第二面板均為矩形板狀結構，所述支撐柱的數量為四根，所述支撐柱設置于所述第二面板的底部四角。
8.根據權利要求1所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：所述第一面板與所述第二面板之間的間距范圍為1μm～20μm，所述第一面板與所述第二面板均由石英材質制成。
9.根據權利要求1所述的基于mems的法布里-珀羅腔，其特征在于：還包括封裝結構，所述封裝結構包括多層主體封裝層和密封玻璃，多層所述主體封裝層依次層疊設置并構建出封裝腔體，所述靜電驅動器以及所述fp腔均設置于所述封裝腔體內，所述密封玻璃設置于多層所述主體封裝層的頂部，以對所述封裝腔體進行密封，所述主體封裝層由低溫共燒陶瓷材質制成。
10.一種如權利要求9所述的基于mems的法布里-珀羅腔的封裝方法，其特征在于：采用層疊壓制、燒結的方式制備所述主體封裝層，然后將所述靜電驅動器以及所述fp腔通過光固化方式固定于所述封裝腔體內，并利用所述密封玻璃密封所述封裝腔體的開口。