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相似文献
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1.
一种新型微机电系统可调光衰减器   总被引:4,自引:4,他引:0  
一种新型的低成本、小体积的电磁驱动微机电系统可调光衰减器,可用于密集波分复用系统中各信道的动态增益平衡。该器件采用电磁线圈驱动绕100微轴转动的微反射镜,运动部件行程极小。驱动电压为0~8V,工作范围0~35dB,动态响应时间小于2ms,插入损耗小于0.8dB,回波损耗小于-50.5dB。器件采用微细电火花加工技术制作,加工精度为微米量级。技术成熟,工艺简单,易于批量生产。采用有限元分析软件ANSYS对器件的结构建模,对电磁场及衰减曲线进行了理论分析,并与实测数据进行了比较,得出了相当满意的结果。  相似文献   

2.
就分布折射率平面微透镜阵列的发展现状,以及该器件的特性、制造工艺、测试手段和实际应用等作了简单回顾,并分折了该器件的发展趋势。一、概述梯度透镜是一种折射率按某种规律变化的透镜。  相似文献   

3.
针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求,设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性,首先确定电极宽度、支撑梁宽度和支撑梁厚度等参数,再根据微开关单元结构的数学模型对支撑梁数目及长度进行理论分析,优化设计了微开关阵列主要结构参数。利用电磁场仿真软件和有限元仿真软件对微开关单元的驱动特性进行仿真分析,结果表明,仿真计算的微开关单元驱动电压为106.4 V时可以开启微开关单元,与理论计算结果 114 V基本吻合,验证了微开关阵列设计参数的可行性。此外,利用杂光分析软件对微开关阵列引入系统内的杂散光进行仿真分析,结果表明,微开关阵列的表面反射率对系统杂散光的影响较小,即使80%的表面反射率也不会明显增加视场选通成像系统的杂散光。该研究为视场选通成像系统的微开关阵列提供了一种有效的设计方案,推动了视场选通成像系统的实际应用。  相似文献   

4.
凹折射微透镜阵列的离子束刻蚀制作   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用光刻热熔成形工艺及离子束刻蚀制作 12 8× 12 8元凹微透镜阵列。所制硅及石英凹微透镜的典型基本图形分别为凹球冠形、凹柱形和矩顶凹面形。分析了在光致抗蚀剂柱凹微透镜图形制作过程中的膜系匹配特性 ,与制作该种微透镜有关的光掩模版的主要结构参数 ,以及光致抗蚀剂掩模工艺参数的控制依据等。探讨了在凹微透镜器件制作基础上利用成膜工艺开展平面折射微透镜器件制作的问题。采用扫描电子显微镜 (SEM)和表面轮廓仪测试了所制石英凹微透镜阵列的表面微结构形貌。给出了所制石英凹微透镜阵列远场光学特性的测试结果。  相似文献   

5.
针对中短波碲镉汞(MCT)红外焦平面探测器的使用要求,设计了用于混合集成和单片集成且尺寸大小与探测器像元结构匹配的方形底折射微透镜阵列。采用热熔成形和(反应)离子柬刻蚀转移技术制作了多种红外材料微透镜,如Si、Ge、GaAs、蓝宝石以及红外玻璃(IRG-103和IRG-104)微透镜。针对混合集成和单片集成的不同要求,选用多种光刻胶如AZ6112和AZ6130等不同厚度的胶以及SUN-120P低熔点正型光刻胶,进行热熔和刻蚀实验,遴选分别适用于混合和单片集成的光刻胶。优化光刻胶和衬底材料的刻蚀速率比,得到高填充因子和合适光学参数的微透镜阵列。探究了SUN-120P低熔点正型光刻胶的特性和通过离子柬刻蚀转移视线实现零间距透镜的工艺。最后介绍了与MCT红外焦平面阵列器件的集成方式和工艺进展。  相似文献   

6.
吕赛君  裴旦  白剑  侯西云  杨国光 《光学学报》2007,27(7):271-1274
提出了一种利用热应力改变镜面曲率的可调焦微光学自适应微镜。与传统自适应微镜相比,采用该原理制作的微镜具有驱动电压低和驱动力较大的优点,而且制作简单。以硅为基底进行了表面热氧化、光刻显影、HF酸刻蚀、KOH湿法刻蚀,溅射铝膜等微加工工艺的研究,获得硅铝双金属可调焦微反射镜4×4阵列,单元尺寸3 mm×3 mm,单晶硅基底厚60μm,硅表面溅射的铝膜厚150 nm。该微镜的镜面填充率为100%,可变形镜面占总镜面面积的79%。利用激光波面干涉仪对可调焦微反射镜的动态性能进行了测试。实验表明,该微镜可产生单向连续变形,最大变形量15.8μm,非线性滞后27%,工作电压0~2.5V,可调焦范围∞~0.036 m。  相似文献   

7.
320×240长波非致冷微测辐射热计红外热象仪的研制   总被引:8,自引:1,他引:7  
介绍了基于微测辐射热计320×240长波非致冷红外热象仪的研制,详细说明了其电气系统的设计方法及技术关键,并对其光学系统进行了简要说明.采用高象质的双反射光学系统以减少象差;红外探测器采用320×240长波非致冷集成微测辐射热计红外焦平面阵列(FPA);电气系统采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)完成红外焦平面阵列的驱动,应用数字信号处理(DSP)技术实现红外焦平面阵列的非均匀性校正、图象增强及红外图象实时显示等.  相似文献   

8.
何苗  刘鲁勤 《光子学报》2001,30(1):94-98
为了改善PtSi IRCCD器件的红外响应特性,需要添加长焦距微透镜阵列进行焦平面集光,本文提出了一种新的方法—曲率补偿法用于长焦距微透镜阵列的制作.扫描电子显微镜(SEM)显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱形阵列,表面探针测试结果显示用曲率补偿法制作的微透镜阵列表面光滑,单元重复性好,其焦距可达到685.51μm.微透镜阵列器件与PtSi IRCCD器件在红外显微镜下对准胶合,显著改善了IRCCD器件的光响应特性.  相似文献   

9.
微射流冲击作为一种高热流冷却技术,在大功率激光器、微电子芯片等微型高热流器件冷却方面有广阔应用前景.本文对微射流阵列冲击恒热流表面的换热情况进行数值模拟,详细分析了微射流阵列的换热特点,对比了射流孔顺排和叉排方式的冷却性能,得出射流入口雷诺数、射流孔间距、射流高度等因素对冷却特性的影响规律.  相似文献   

10.
讨论了制作适用于近场集成光学头中的凸形、凹形微透镜和折衍射复合微透镜的灰度掩模技术。定性地给出了与几种典型的凸形、凹形微透镜和折衍射复合微透镜对应的灰度掩模版的设计实例 ,以及将它应用于光刻操作的情况 ,为采用灰度掩模技术制作适用于近场集成光学头中的微透镜器件奠定了基础。灰度掩模技术在微透镜器件的制作方面具有重要的应用前景 ,有助于简化制备工艺 ,降低制作成本 ,优化微透镜阵列的结构参数。  相似文献   

11.
With the increasing demand on infrared (IR) detectors for imaging harsh environment processes, widening the application range of uncooled microbolometer arrays has become an important research area. An efficient way of increasing this range is tuning the thermal conductance of the microbolometer array using electrostatic actuation, which is usually achieved by directly applying an actuation voltage to the substrate. However, this method does not allow pixel-by-pixel actuation, limiting the tunability. In this paper, we present a new method of actuation which uses the micromirror located below the microbolometer as the actuation terminal. We demonstrate that using micromirror actuation, the thermal conductance can be tuned by a factor of three. An analytical model to calculate the thermal conductance of this new type of microbolometer is presented. Results of the model are compared to finite element simulations and experimental measurements on a test structure fabricated for this purpose, showing good agreement. The new tuning mechanism provides a fairly linear thermal conductance tunability, thus making it a promising thermal conductance controlling mechanism for adaptive IR detectors.  相似文献   

12.
A novel design and fabrication approach for a high fill-factor micro-electro-mechanical system(MEMS) micromirror array-based wavelength-selective switch(WSS) is presented. The WSS is composed of a polarization-independent transmission grating and a high fill-factor micromirror array. The WSS is suc-cessfully demonstrated based on the fabricated high fill-factor micromirror array. Test results show that the polarization-dependent loss(PDL) is less than 0.3 dB and that the insertion loss(IL) of the wavelength channel is about -6 dB. The switching function between the two output ports of WSS is measured. The forward switching time is recorded to be about 0.5 ms,whereas the backward switching time is about 7 ms.  相似文献   

13.
For enhancing the micromirror properties like tilting angle and stability during actuation, Fe-based metallic glass (MG) was applied for torsion bar material. A micromirror with mirror-plate diameter of 900?μm and torsion bar dimensions length 250?μm, width 30?μm and thickness 2.5?μm was chosen for the tilting angle tests, which were performed by permanent magnets and electromagnet setup. An extremely large tilting angle of over -270° was obtained from an activation test by permanent magnet that has approximately 0.2?T of magnetic strength. A large mechanical tilting angle of over -70° was obtained by applying approximately 1.1?mT to the mirror when 93?mAwas applied to solenoid setup. The large-tilting angle of the micromirror is due to the torsion bar, which was fabricated with Fe-based MG thin film that has large elastic strain limit, fracture toughness, and excellent magnetic property.  相似文献   

14.
数字微镜器件的相位调制性质   总被引:5,自引:0,他引:5  
王大鹏  韦穗 《光学学报》2007,27(7):255-1260
为了提高数字微镜器件(DMD)的空间光调制性能,发挥其在光信息处理中的作用,研究了的数字微镜器件相位调制性质。通过分析数字微镜器件的微观物理结构,考察了数字微镜器件的光栅特性;从计算的角度研究了其对相干光波的相位调制,并给出数学描述和实验结果。重点研究了数字微镜器件的衍射光栅特性,分析了其工作原理及微镜偏转导致的镜片空间相对位置的改变,利用闪耀光栅理论计算了偏转微镜间的相位差,得出了数字微镜器件光栅的闪耀规律,实现了闪耀状态。提出了利用不同方向的微镜列状态研究数字微镜器件相位调制性质的方法,推导和模拟了关于数字微镜器件的微结构和工作原理,在数字微镜器件光调制研究方面提供了一些结果,对数字微镜器件在信息光学中的更广泛应用有一定意义。  相似文献   

15.
冯飞  焦继伟  熊斌  王跃林 《光学学报》2004,24(10):375-1380
提出了一种新颖的基于硅基法布里珀罗微腔阵列的光读出红外热成像器件 ,该器件利用光学读出技术将红外图像直接转化为可见光图像 ,其焦平面阵列 (FPA)是一个基于微机电系统 (MEMS)制作的法布里珀罗微腔阵列。阐明了器件的工作原理 ;完成了可动微镜结构、热机械、可见光读出部分设计。理论分析表明 ,对Al/SiO2 双材料体系而言 ,SiO2 厚度应大于 0 .3μm ,其最佳厚度比为 0 .5 98,相应的最大热 机械灵敏度可达 10 -8m/K。采用体硅微机电系统技术 ,实验制作出了 5 0× 5 0焦平面阵列。  相似文献   

16.
A microelectromechanical systems (MEMS) micromirror is demonstrated in this paper. The micromirror is actuated by an electrostatic force and can achieve a large out of plane stroke by eliminating the electrostatic pull-in effect. The micromirror consists of a mirror of 400 μm by 400 μm in the center, a spring and three fixed bottom electrodes each side. Design principles and the analytical model are both developed, and they are verified by finite element analysis (FEA). The resonant frequency for the piston movement of the designed micromirror is about 2.5 kHz by FEA simulation. The micromirror prototype has been fabricated by a surface micromachining process and it is successfully tested using a microsystem analyzer. An out of plane stroke of 1.65 μm is observed at 100 V and it agrees well with the predicted result from analytical model.  相似文献   

17.
冯飞  焦继伟  熊斌  王跃林 《光学学报》2004,24(11):543-1546
针对提出的一种光读出热成像系统 ,对其焦平面阵列的光学和热学特性进行了详细的分析 ,主要涉及法布里珀罗微腔两个反射面的反射率、可动微镜的温度响应、噪声等效温差以及响应时间四个方面。理论分析表明 :当法布里珀罗微腔两个反射面的反射率为 0 .5时 ,能获得较大的输出反射光强和反衬度 ,并保证了输出反射光强尽可能地随微镜位移在 0~λ/ 4范围内呈线性变化 ;可动微镜的温度响应值可达 2 .0 5× 10 -4,噪声等效温差为19.5mK ,热响应时间为 1.5 4× 10 -3 s。  相似文献   

18.
Zhou G  VJ L  Chau FS  Tay FE 《Optics letters》2004,29(22):2581-2583
We report a novel digital-deflection programmable micromirror array driven by micromechanical digital-to-analog converters that eliminates the need for electrical digital-to-analog converters for analog displacement control, thus simplifying the driving circuitry and reducing the overall system cost. Furthermore, owing to the bistable and hysteretic characteristics of parallel-plate electrostatic actuators, an array of micromirrors can be controlled by means of row- and column-addressing lines, which drastically reduce the number of routing wires and allow array sizes to increase while they maintain high array quality.  相似文献   

19.
余弦二值编码纯相位全息图的数字微镜器件显示   总被引:1,自引:0,他引:1  
韩超  韦穗 《光学学报》2008,28(4):659-663
分析了采用错误减算法的迭代过程,在已知物波函数傅里叶谱的振幅和物波函数振幅的情况下恢复出纯相位的物波函数,最大限度地保留物波的振幅及相位信息.提出采用余弦二值编码生成二值全息图,即全息图的透射率函数取0或1.二值全息图通过数字微镜器件全息显示系统进行了重构显示,重构效果很好.理论分析了数字微镜器件的衍射效率,表明其最大衍射效率仅和微镜之间的间隔尺寸与微镜边长之比有关.余弦二值编码方法从理论上消除了零级衍射,可以制作像素较多的全息图.  相似文献   

20.
Akatay A  Ataman C  Urey H 《Optics letters》2006,31(19):2861-2863
Imaging or beam-steering systems employing a periodic array of microlenses or micromirrors suffer from diffraction problems resulting from the destructive interference of the beam segments produced by the array. Simple formulas are derived for beam steering with segmented apertures that do not suffer from diffraction problems because of the introduction of a moving linear phase shifter such as a prescan lens before the periodic structure. The technique substantially increases the resolution of imaging systems that employ microlens arrays or micromirror arrays. Theoretical, numerical, and experimental results demonstrating the high-resolution imaging concept using microlens arrays are presented.  相似文献   

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