随着自主导航市场的不断扩大,对微惯性器件的需求也日益增加,微机械陀螺作为微小型导航组件的关键传感器,是高精度微惯性器件的重要研究方向。实际应用对微陀螺检测精度的要求逐年提高,微弱科氏力的检测是高精度微机械陀螺的关键技术,但是常规的检测手段已经到达分辨率极限,未来的微陀螺研究将重点在结构设计和检测原理上进行创新研究。光学测量具有很高的检测精度,本文将光栅干涉测量引入微陀螺的效应检测中,对光机电微陀螺展开设计和研究。本文首先介绍了微陀螺的工作原理,对微陀螺动力学特性进行分析研究,得出微陀螺结构灵敏度、品质因数和带宽等参数计算方法,分析了微陀螺阻尼类型和计算模型,论述了用于闭环驱动的电磁驱动原理,以及检测所采用的光栅干涉理论。基于以上理论指导,设计一种光栅检测与微机械结构结合的新型微陀螺,振动模态为面内驱动、离面检测,通过模态频率匹配、有限元分析结果显示微陀螺结构灵敏度达到了80nm/°/s;对光栅光学特性进行分析计算得到其效应灵敏度为0.00625mW/nm,电学灵敏度为400mV/mW,得到微陀螺总的灵敏度为105.75mV/°/s。最后对整个微陀螺进行系统级仿真,验证了表头机械模型的可行性,并计算了微陀螺的量程、分辨率和噪声等预期指标。结合微陀螺结构特点和目前的工艺加工能力,研究了光栅检测的微陀螺工艺,设计了微陀螺具体的加工工艺流程和光刻版图,微陀螺的关键技术是微位移的检测,本文初步完成了光栅样品的制备,搭建了光栅检测微位移测试平台,为后续的微陀螺光电测试奠定了良好的实验基础。