一种法布里-珀罗谐振腔共振发光悬臂梁系统
阅读：353发布：2023-01-30
专利汇可以提供一种法布里-珀罗谐振腔共振发光悬臂梁系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种法布里－珀罗 谐振腔 共振发光 悬臂梁 系统，它主要由光电转换元件、基底、Fabry－Perot谐振腔固定反射镜、谐振腔内 光源 、样品室、Fabry－Perot谐振腔动反射镜、谐振腔外光源、激励用上压电陶瓷、 硅 微悬臂梁 、激励用下压电陶瓷和探针组成。本发明的Fabry－Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统能够主动发射振动调制的变化谐振 频率 光；可以检测待测样品 光谱 成分以及外界因素引起的悬臂梁挠曲、 变形 的能 力 。另外，还可应用于化学成分、分子 生物 样品传感、检测，超精密 机械表 面轮廓测量，物理谱成份分析等多种技术领域。，下面是一种法布里-珀罗谐振腔共振发光悬臂梁系统专利的具体信息内容。
1.一种法布里-珀罗谐振腔共振发光悬臂梁系统，其特征在于，它主要由光电转 换元件、基底、Fabry-Perot谐振腔固定反射镜、谐振腔内光源、样品室、 Fabry-Perot谐振腔动反射镜、谐振腔外光源、激励用上压电陶瓷、硅微悬 臂梁、激励用下压电陶瓷和探针组成。所述激励用上压电陶瓷和激励用下压 电陶瓷均固定在硅微悬臂梁的固定端处。Fabry-Perot谐振腔固定反射镜位 于硅微悬臂梁的固定端处，Fabry-Perot谐振腔动反射镜位于硅微悬臂梁的 自由端处；Fabry-Perot谐振腔固定反射镜和Fabry-Perot谐振腔动反射镜 组成Fabry-Perot谐振腔，样品室置于Fabry-Perot谐振腔内。探针位于硅 微悬臂梁的自由端处。
2.根据权利要求1所述法布里-珀罗谐振腔共振发光悬臂梁系统，其特征在于， 所述激励用上压电陶瓷含驱动上电极，所述激励用下压电陶瓷含驱动下电极。
3.根据权利要求1所述法布里-珀罗谐振腔共振发光悬臂梁系统，其特征在于， 所述谐振腔内光源为分离或集成发光二极管、激光二极管或量子点发光元件。
技术领域
本发明属于传感和控制技术领域，特别地，涉及一种Fabry-Perot(法布里 -珀罗)谐振腔共振发光悬臂梁系统。
背景技术
悬臂梁，尤其微型悬臂梁，是微机电(MEMS)技术领域中的专用构件。用 于原子力显微镜中的微型悬臂梁多数由集成技术加工的氮化硅构制，而其他现 有的国内外结合传感器的微悬臂梁系统正处于应用研究阶段，它们的主要结构 包括压阻或压电型的微悬臂梁系统，现有悬臂梁系统存在的主要问题是系统灵 敏度有待于进一步提高，以及具有的功能太过于单一化。原因有两方面：一是 系统本身存在设计的局限性和加工误差，二是信号的提取和检测方法不够先进 和完善。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种法布里-珀罗谐振腔共振发 光悬臂梁系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种法布里-珀罗谐振腔共振 发光悬臂梁系统，其特征在于，它主要由光电转换元件、基底、Fabry-Perot谐 振腔固定反射镜、谐振腔内光源、样品室、Fabry-Perot谐振腔动反射镜、谐振 腔外光源、激励用上压电陶瓷、硅微悬臂梁、激励用下压电陶瓷和探针组成。 所述激励用上压电陶瓷和激励用下压电陶瓷均固定在硅微悬臂梁的固定端处。 Fabry-Perot谐振腔固定反射镜位于硅微悬臂梁的固定端处，Fabry-Perot谐 振腔动反射镜位于硅微悬臂梁的自由端处；Fabry-Perot谐振腔固定反射镜和 Fabry-Perot谐振腔动反射镜组成Fabry-Perot谐振腔，样品室置于 Fabry-Perot谐振腔内。探针位于硅微悬臂梁的自由端处。
本发明的有益效果是：本发明的Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统 能够主动发射振动调制的变化谐振频率光；可以检测待测样品光谱成分以及外 界因素引起的悬臂梁挠曲、变形的能力。另外，还可应用于化学成分、分子生 物样品传感、检测，超精密机械表面轮廓测量，物理谱成份分析等多种技术领 域。
附图说明
图1是本发明Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统的分离元件的结构简图；
图2是同向和反向分离元件或集成式悬臂梁对偶子的结构示意图，其中(a)表 示撑下(简称下)悬臂梁，(b)表示撑上(简称上)悬臂梁；(c)表示左右两 个下悬臂梁构成的双悬臂梁对偶子(d)表示左为下悬臂梁，右为上悬臂梁构成 的双悬臂梁对偶子；
图3(a)是同向和(b)是交叉对排向分离元件或集成式悬臂梁线状阵列；
图4(a)是同向和(b)是交义对排向分离元件或集成式悬臂梁三角形排列；
图5(a)是同向和(b)是交叉对排向分离元件或集成式悬臂梁圆周阵列；
图中，1、光电转换元件，2、基底，3、Fabry-Perot谐振腔固定反射镜， 4、谐振腔内光源，5、样品室，6、Fabry-Perot谐振腔动反射镜，7、谐振腔外 光源，8、激励用上压电陶瓷，9、硅微悬臂梁，10、激励用下压电陶瓷，11、 探针。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种法布里-珀罗谐振腔共振 发光悬臂梁系统，其特征在于，它主要由光电转换元件、基底、Fabry-Perot谐 振腔固定反射镜、谐振腔内光源、样品室、Fabry-Perot谐振腔动反射镜、谐振 腔外光源、激励用上压电陶瓷、硅微悬臂梁、激励用下压电陶瓷和探针组成。 所述激励用上压电陶瓷和激励用下压电陶瓷均固定在硅微悬臂梁的固定端处。 Fabry-Perot谐振腔固定反射镜位于硅微悬臂梁的固定端处，Fabry-Perot谐 振腔动反射镜位于硅微悬臂梁的自由端处；Fabry-Perot谐振腔固定反射镜和 Fabry-Perot谐振腔动反射镜组成Fabry-Perot谐振腔，样品室置于 Fabry-Perot谐振腔内。探针位于硅微悬臂梁的自由端处。
本发明的有益效果是：本发明的Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统 能够主动发射振动调制的变化谐振频率光；可以检测待测样品光谱成分以及外 界因素引起的悬臂梁挠曲、变形的能力。另外，还可应用于化学成分、分子生 物样品传感、检测，超精密机械表面轮廓测量，物理谱成份分析等多种技术领 域。
附图说明
图1是本发明Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统的分离元件的结构简图；
图2是同向和反向分离元件或集成式悬臂梁对偶子的结构示意图，其中(a)表 示撑下(简称下)悬臂梁，(b)表示撑上(简称上)悬臂梁；(c)表示左右两 个下悬臂梁构成的双悬臂梁对偶子(d)表示左为下悬臂梁，右为上悬臂梁构成 的双悬臂梁对偶子；
图3(a)是同向和(b)是交叉对排向分离元件或集成式悬臂梁线状阵列；
图4(a)是同向和(b)是交义对排向分离元件或集成式悬臂梁三角形排列；
图5(a)是同向和(b)是交叉对排向分离元件或集成式悬臂梁圆周阵列；
图中，1、光电转换元件，2、基底，3、Fabry-Perot谐振腔固定反射镜， 4、谐振腔内光源，5、样品室，6、Fabry-Perot谐振腔动反射镜，7、谐振腔外 光源，8、激励用上压电陶瓷，9、硅微悬臂梁，10、激励用下压电陶瓷，11、 探针。
具体实施方式
如图1所示，Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统由光电转换元件1、 基底2、Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3、谐振腔内光源4、样品室5、 Fabry-Perot谐振腔动反射镜6、谐振腔外光源7、激励用上压电陶瓷8、硅微 悬臂梁9、和探针11构成。其中，激励用上压电陶瓷8含驱动上电极，激励用 下压电陶瓷10含驱动下电极。
将谐振腔外光源7、Fabry-Perot谐振腔动反射镜6、光电转换元件1和样 品室5合理地布置在悬臂梁上，系统以光信号同时输出由悬臂梁感应的相互作 用力和样品池中的待分析样品的化学、生物谱成份。
1.作为相互作用力传感器的工作原理
首先，附图1中激励用上压电陶瓷8和激励用下压电陶瓷10电激励中硅微 悬臂梁9产生共振。谐振腔内光源4和谐振腔外光源7包括：分离或集成发光 二极管、激光二极管、量子点发光元件等发射光辐射的光器件，主动发光；当 硅微悬臂梁9的悬臂梁自由端针尖与样品表面微观粒子发生相互作用时，无论 它工作在弯曲模式还是谐振模式，都能对输入的各种相互作用力输出相应的挠 曲或共振频率的变化，而此类变化目前在本发明中，引起置于悬臂梁自由端的 Fabry-Perot谐振腔动反射镜6的运动，Fabry-Perot谐振腔动反射镜6和 Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3构成Fabry-Perot谐振腔，从而使光束受到幅 值、相位或频率的调制，然后由光电转换元件1将接受到的光信号转换成电信 号，最后实现对相互作用力的传感作用。
2.作为待测样品光谱成份分析的工作原理
CO，CO2，H2，O2等化学物质都有自身的吸收光谱，由于置于Fabry-Perot谐 振腔内的样品室5对光谱成份具有吸收作用，检测光信号的谱成份就可以确定 样品的成份。另外如果用特定的吸附膜作为样品平台，由于吸附膜对特定生物 分子吸附作用使硅微悬臂梁9受到的压力发生变化，进一步产生挠曲或共振频 率的变化，因此它也能作为生物传感器检测生物样品中的有机高分子物质。
除了前述作为工作原理说明的该发明的分离元件结构系统以外，还可以应 用先进的集成光学技术和微机电系统(MEMS)加工技术构造或以绝缘体上硅 (SOI)或铌酸锂作为基片的Fabry-Perot谐振腔共振发光微悬臂梁系统。此时， 由于将整个系统构造在一块基片上，提高了稳定性或系统的鲁棒性，同时由于 主要的悬臂梁构件为μm级水平，有效质量达到2.6×10-13Kg，可以使传感器的灵 敏度得到显著的提高，例如：已有的单纯性微悬臂梁质量传感器可分辨的称重 在理论上达到原子级水平[1]，而采用本发明提出的集成光学和MEMS技术构造的 系统，由于采用现代光学检测技术，能使该系统的灵敏度比现有其他系统得到 更大的改进。
除上述说明以外，本发明还包括：1、两个及两个以上直线排列的同向或反 向悬臂梁对偶子；2、圆形环列的同向或交叉悬臂梁阵列。
特点：1、可以类似栅形传感器(如：光栅、磁栅)那样地均衡或补偿由加 工和环境变化产生的多种误差影响；2、通过对后继信号的相应处理可以大大地 提高该类传感器的信噪比。
结构：首先说明最基本的同向或反向悬臂梁对偶子的构造，用图2a表示单 一悬臂梁，而图2b表示在与图2a中悬臂梁的自由端在受到相同的相互作用力 情况下，产生反向挠曲变形的悬臂梁，则有图2c构成同向悬臂梁对偶子，图2d 构成反向悬臂梁对偶子。对应这两种对偶子，经过后续信号的同向叠加或反向 叠加，至少在理论上可以实现补偿由加工和环境变化产生的各种误差影响，同 时成倍增加传感器的信噪比。
由图3～图5分别表示各种典型的分离元件或集成式悬臂梁阵列
该发明专利权涉及到有主要结构包括基于悬臂梁的Fabry-Perot谐振腔共 振发光所有传感系统的权利，它主要涉及以下三种类型：1、分离元件构成的 Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁传感系统；2、集成光学或MEMS加工技术形 成的Fabry-Perot谐振腔共振发光微悬臂梁集成系统。3、组合型多种式样分离 元件或集成式悬臂梁阵列。
1.工作原理
首先由以下公式(1)表示谐振频率与相互作用力的关系。
探针与样品之间相互作用力引起的悬臂梁谐振频率变化
Δω＝(ωres/2k)f′(1)
其中 为悬臂梁谐振频率，k为悬臂梁刚度系数，meff为悬臂梁 有效质量，f′＝Δf/Δx为相互作用力梯度，x为自由端的位移变化。从公式(1) 可以得出悬臂梁谐振频率变化正比于相互作用力梯度。
公式(2)表示悬臂梁自由端挠度
δ＝Ml/kθ＝fl2/kθ (2)
其中kθ＝M/θ，M＝fl分别为悬臂梁转动刚度和施加在悬臂梁自由端的力矩， f为相互作用力，l为悬臂梁长度，θ为悬臂梁绕固定端的转动角。由公式(2) 可以得出在相互作用力的影响下，悬臂梁会产生自由端的移动。
相位调制Fabry-Perot谐振腔的工作原理由公式(3)表示它的透射光强
其中I0为输入光强，F＝4R/(1-R)2为Fabry-Perot谐振腔的精巧系数， 为两端面镜的光强反射率，R1和R2分别为镜面1和镜面2的光强反射 率，ωm为调制频率，为光位相变化量，Jn(x)为n阶宗量x的第一类贝塞尔 函数，其中x＝4πnx0/λ，λ为光波长，x0为振荡产生的谐振腔长度变化量。 (参见朱若谷主编，陈本永、郭斌副主编，激光应用技术，北京：国防工业出 版社，2006，188-189)。由公式(3)得出当光位相变化量为零时，输出光强的 基频为2ωm，振幅为FJ2(x)I0，可见，当波长已知时，由它得出x0而x0与悬臂梁 自由端挠度有关联，因此最后实现了对自由端挠度的测量，然而当x0为已知时， 我们又可以得到波长值，从而实现对被测样品的成分分析。又当光位相变化量 不为零时，输出光强的基频为ωm，振幅为同样，当波长已知时，由 它得出x0而x0与悬臂梁自由端挠度有关联，因此也实现了对自由端挠度的测量， 然而当x0为已知时，我们也可以得到波长值，从而也实现对被测样品的成分分 析。综上所述，Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统的工作原理已被说明。
本发明装置的具体结构可参见图1，它主要由光电转换元件1、基底2、 Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3、谐振腔内光源4、样品室5、Fabry-Perot谐 振腔动反射镜6、谐振腔外光源7、激励用上压电陶瓷8、硅微悬臂梁9、激励 用下压电陶瓷10和探针11构成。其中，激励用上压电陶瓷8含驱动上电极， 激励用下压电陶瓷10含驱动下电极。
谐振腔内光源4为分离或集成发光二极管、激光二极管或量子点发光元件 这些发射光辐射的光器件，主动发光；谐振腔外光源7为光纤导入的外光源； 激励用上压电陶瓷8和激励用下压电陶瓷10贴附在硅微悬臂梁9的固定端处； Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3位于硅微悬臂梁9的固定端处，此处还有一通 光孔使输出光能射及光电转换元件1；Fabry-Perot谐振腔动反射镜6位于硅微 悬臂梁9的自由端处；Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3和Fabry-Perot谐振腔 动反射镜6组成Fabry-Perot谐振腔，样品室5置于Fabry-Perot谐振腔内； 探针11位于硅微悬臂梁9的自由端处。
3.装置的工作过程
首先通过激励用上压电陶瓷8和激励用下压电陶瓷10电激励硅微悬臂梁9 产生谐振。
由谐振腔内光源4，或谐振腔外光源7得到Fabry-Perot谐振腔输入光I0； 当探针11与样品表面微观粒子发生相互作用时，无论它工作在弯曲模式还是谐 振模式，都能对输入的各种相互作用力输出相应的挠曲或共振频率的变化，而 此类变化目前在本发明中，引起置于悬臂梁自由端的Fabry-Perot谐振腔动反 射镜6的移动，该球面镜和Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3构成Fabry-Perot 谐振腔，从而使光束受到幅值、相位或频率的调制，然后由光电转换元件1将 接受到的光信号转换成电信号，最后实现对相互作用力和样品室被测物光谱成 分的传感作用。
将谐振腔外光源7、Fabry-Perot谐振腔动反射镜6、光电转换元件1和样 品室5合理地布置在悬臂梁上，系统以光信号同时输出由悬臂梁感应的相互作 用力和样品池中的待分析样品的化学、生物谱成份。
1.作为相互作用力传感器的工作原理
首先，附图1中激励用上压电陶瓷8和激励用下压电陶瓷10电激励中硅微 悬臂梁9产生共振。谐振腔内光源4和谐振腔外光源7包括：分离或集成发光 二极管、激光二极管、量子点发光元件等发射光辐射的光器件，主动发光；当 硅微悬臂梁9的悬臂梁自由端针尖与样品表面微观粒子发生相互作用时，无论 它工作在弯曲模式还是谐振模式，都能对输入的各种相互作用力输出相应的挠 曲或共振频率的变化，而此类变化目前在本发明中，引起置于悬臂梁自由端的 Fabry-Perot谐振腔动反射镜6的运动，Fabry-Perot谐振腔动反射镜6和 Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3构成Fabry-Perot谐振腔，从而使光束受到幅 值、相位或频率的调制，然后由光电转换元件1将接受到的光信号转换成电信 号，最后实现对相互作用力的传感作用。
2.作为待测样品光谱成份分析的工作原理
CO，CO2，H2，O2等化学物质都有自身的吸收光谱，由于置于Fabry-Perot谐 振腔内的样品室5对光谱成份具有吸收作用，检测光信号的谱成份就可以确定 样品的成份。另外如果用特定的吸附膜作为样品平台，由于吸附膜对特定生物 分子吸附作用使硅微悬臂梁9受到的压力发生变化，进一步产生挠曲或共振频 率的变化，因此它也能作为生物传感器检测生物样品中的有机高分子物质。
除了前述作为工作原理说明的该发明的分离元件结构系统以外，还可以应 用先进的集成光学技术和微机电系统(MEMS)加工技术构造或以绝缘体上硅 (SOI)或铌酸锂作为基片的Fabry-Perot谐振腔共振发光微悬臂梁系统。此时， 由于将整个系统构造在一块基片上，提高了稳定性或系统的鲁棒性，同时由于 主要的悬臂梁构件为μm级水平，有效质量达到2.6×10-13Kg，可以使传感器的灵 敏度得到显著的提高，例如：已有的单纯性微悬臂梁质量传感器可分辨的称重 在理论上达到原子级水平[1]，而采用本发明提出的集成光学和MEMS技术构造的 系统，由于采用现代光学检测技术，能使该系统的灵敏度比现有其他系统得到 更大的改进。
除上述说明以外，本发明还包括：1、两个及两个以上直线排列的同向或反 向悬臂梁对偶子；2、圆形环列的同向或交叉悬臂梁阵列。
特点：1、可以类似栅形传感器(如：光栅、磁栅)那样地均衡或补偿由加 工和环境变化产生的多种误差影响；2、通过对后继信号的相应处理可以大大地 提高该类传感器的信噪比。
结构：首先说明最基本的同向或反向悬臂梁对偶子的构造，用图2a表示单 一悬臂梁，而图2b表示在与图2a中悬臂梁的自由端在受到相同的相互作用力 情况下，产生反向挠曲变形的悬臂梁，则有图2c构成同向悬臂梁对偶子，图2d 构成反向悬臂梁对偶子。对应这两种对偶子，经过后续信号的同向叠加或反向 叠加，至少在理论上可以实现补偿由加工和环境变化产生的各种误差影响，同 时成倍增加传感器的信噪比。
由图3～图5分别表示各种典型的分离元件或集成式悬臂梁阵列
该发明专利权涉及到有主要结构包括基于悬臂梁的Fabry-Perot谐振腔共 振发光所有传感系统的权利，它主要涉及以下三种类型：1、分离元件构成的 Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁传感系统；2、集成光学或MEMS加工技术形 成的Fabry-Perot谐振腔共振发光微悬臂梁集成系统。3、组合型多种式样分离 元件或集成式悬臂梁阵列。
1.工作原理
首先由以下公式(1)表示谐振频率与相互作用力的关系。
探针与样品之间相互作用力引起的悬臂梁谐振频率变化
Δω＝(ωres/2k)f′(1)
其中 为悬臂梁谐振频率，k为悬臂梁刚度系数，meff为悬臂梁 有效质量，f′＝Δf/Δx为相互作用力梯度，x为自由端的位移变化。从公式(1) 可以得出悬臂梁谐振频率变化正比于相互作用力梯度。
公式(2)表示悬臂梁自由端挠度
δ＝Ml/kθ＝fl2/kθ (2)
其中kθ＝M/θ，M＝fl分别为悬臂梁转动刚度和施加在悬臂梁自由端的力矩， f为相互作用力，l为悬臂梁长度，θ为悬臂梁绕固定端的转动角。由公式(2) 可以得出在相互作用力的影响下，悬臂梁会产生自由端的移动。
相位调制Fabry-Perot谐振腔的工作原理由公式(3)表示它的透射光强
其中I0为输入光强，F＝4R/(1-R)2为Fabry-Perot谐振腔的精巧系数， 为两端面镜的光强反射率，R1和R2分别为镜面1和镜面2的光强反射 率，ωm为调制频率，为光位相变化量，Jn(x)为n阶宗量x的第一类贝塞尔 函数，其中x＝4πnx0/λ，λ为光波长，x0为振荡产生的谐振腔长度变化量。 (参见朱若谷主编，陈本永、郭斌副主编，激光应用技术，北京：国防工业出 版社，2006，188-189)。由公式(3)得出当光位相变化量为零时，输出光强的 基频为2ωm，振幅为FJ2(x)I0，可见，当波长已知时，由它得出x0而x0与悬臂梁 自由端挠度有关联，因此最后实现了对自由端挠度的测量，然而当x0为已知时， 我们又可以得到波长值，从而实现对被测样品的成分分析。又当光位相变化量 不为零时，输出光强的基频为ωm，振幅为同样，当波长已知时，由 它得出x0而x0与悬臂梁自由端挠度有关联，因此也实现了对自由端挠度的测量， 然而当x0为已知时，我们也可以得到波长值，从而也实现对被测样品的成分分 析。综上所述，Fabry-Perot谐振腔共振发光悬臂梁系统的工作原理已被说明。
本发明装置的具体结构可参见图1，它主要由光电转换元件1、基底2、 Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3、谐振腔内光源4、样品室5、Fabry-Perot谐 振腔动反射镜6、谐振腔外光源7、激励用上压电陶瓷8、硅微悬臂梁9、激励 用下压电陶瓷10和探针11构成。其中，激励用上压电陶瓷8含驱动上电极， 激励用下压电陶瓷10含驱动下电极。
谐振腔内光源4为分离或集成发光二极管、激光二极管或量子点发光元件 这些发射光辐射的光器件，主动发光；谐振腔外光源7为光纤导入的外光源； 激励用上压电陶瓷8和激励用下压电陶瓷10贴附在硅微悬臂梁9的固定端处； Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3位于硅微悬臂梁9的固定端处，此处还有一通 光孔使输出光能射及光电转换元件1；Fabry-Perot谐振腔动反射镜6位于硅微 悬臂梁9的自由端处；Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3和Fabry-Perot谐振腔 动反射镜6组成Fabry-Perot谐振腔，样品室5置于Fabry-Perot谐振腔内； 探针11位于硅微悬臂梁9的自由端处。
3.装置的工作过程
首先通过激励用上压电陶瓷8和激励用下压电陶瓷10电激励硅微悬臂梁9 产生谐振。
由谐振腔内光源4，或谐振腔外光源7得到Fabry-Perot谐振腔输入光I0； 当探针11与样品表面微观粒子发生相互作用时，无论它工作在弯曲模式还是谐 振模式，都能对输入的各种相互作用力输出相应的挠曲或共振频率的变化，而 此类变化目前在本发明中，引起置于悬臂梁自由端的Fabry-Perot谐振腔动反 射镜6的移动，该球面镜和Fabry-Perot谐振腔固定反射镜3构成Fabry-Perot 谐振腔，从而使光束受到幅值、相位或频率的调制，然后由光电转换元件1将 接受到的光信号转换成电信号，最后实现对相互作用力和样品室被测物光谱成 分的传感作用。
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