重庆市科学技术委员会院士基金(8883)
- 作品数：14 被引量：37H指数：4
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- 基于微机电系统光栅平动式光调制器实验和优化设计被引量：4
- 2007年
- 基于微机电系统(MEMS)的光栅平动式光调制器(光栅平动式光调制器)调制性能的实验研究关系到其进一步应用。设计了光栅平动式光调制器的相干光学信息处理系统实验方案,He-Ne激光器出射的光束经扩束器和准直透射后成为平行光入射光栅平动式光调制器,被测光栅平动式光调制器放置在相干光学信息处理系统的输入面,滤波器在频谱面上,显微镜放大像面上的信号,经CCD在计算机上记录存储;实验结果和理论分析吻合。对光栅平动式光调制器进行方案优化,将可动光栅边框和悬臂梁表面处理成不反光,使可动光栅和下反射镜构成的整个反射面为光栅周期的整数倍。经理论计算,在光栅周期为8μm,光栅占空比为0.5,光栅边距为2μm,周期数为6的条件下,光栅平动式光调制器图像填充率为74.67%,光学效率为81.06%,衬比度大于5000∶1。
- 张洁黄尚廉张智海孙吉勇史玲娜朱永
- 关键词：信息光学光栅光调制器
- LED照明的光栅光调制器光学特性分析与实验被引量：6
- 2008年
- 针对一种新型的光调制器——光栅光调制器,研究用LED作为其照明光源时对光学调制特性的影响。以部分相干光理论为依据,结合MATLAB仿真,推导出用LED照明光栅光调制器时,光源带宽对成像对比度具有较大的影响,通过滤色片将光源带宽减小到13nm时,像面上的对比度约为150,进一步减小带宽至10nm,对比度将达到225。光源的尺寸在与光源到光栅光调制器之间的距离相比小于0.03时,对光栅光调制器的光学信息处理不会有影响,并通过实验加以证实,从而说明采用LED作为光栅光调制器照明光源的可行性。
- 史玲娜黄尚廉孙吉勇张洁张智海
- 关键词：微机电系统光栅光调制器带宽发光二极管
- 光栅光调制器阵列翘曲问题分析
- 2007年
- 提出了一种新颖的面向大屏幕高清晰度显示的光栅光调制器(GLM)阵列.它利用光衍射原理对入射光进行调制.GLM是在硅片上分层构造的器件,采用以铝膜工艺为主的表面微加工工艺.在研制过程中器件翘曲成为制约器件性能的关键问题.从残余应力分析入手,分析了产生残余应力的原理,并提出使用单金属膜并控制工艺参数的改进方案.另外,采用"减薄梁"的工艺,使大部分应力释放在刚性较弱的支撑梁上.加工结果印证了理论分析和仿真,最终器件获得了较为平坦的表面.
- 张智海黄尚廉张洁孙吉勇付红桥
- 关键词：光栅光调制器衍射翘曲残余应力
- 二维光栅光调制器阵列的光学分析与实验被引量：12
- 2008年
- 基于标量衍射理论分析了二维光栅光调制器的衍射特性,提出了投影系统的光学处理方法,利用Matlab软件进行了仿真分析。分析结果表明,二维光栅光调制器的衍射光强分布是单个像素衍射光强的干涉叠加,其分布趋势与单个光调制器的衍射光强分布类似;通过反傅里叶变换可将各个调制器的衍射光重新分开而成像。如果用±1级衍射光的成像,相位为2kπ的调制器在投影面得到一个明亮的像,而相位为(2k-1)π的调制器在投影像面上得到一个黑暗的像。通过一个基于静态微光电系统光栅光调制器的投影光学系统得到了一幅明暗调制的像,证明了光栅光调制器用于投影显示的可行性。
- 孙吉勇黄尚廉张洁张智海王宁
- 关键词：微机电系统光栅光调制器衍射
- 蟹型悬臂梁对光栅平动式光调制器性能的影响被引量：2
- 2007年
- 基于MOEMS(Micro-opto-electro-mechanical Systems)的光栅平动式光调制器依靠结构中的蟹型悬臂梁在静电力作用下的上下运动来改变可动光栅和下反射面的距离,从而实现对光能量的调制。本文依据傅里叶光学对光栅平动式光调制器(Grating Moving Light Modulator,GMLM)工作状态的光学特性进行了详细的理论分析和计算机仿真。分析了可动光栅的光栅周期数为偶数和奇数时,由于几何中心的不同,使得采用傅里叶光学分析时透过率函数不同的问题,并对GMLM衍射光能量的分布进行了详细的理论推导;重点讨论了GMLM结构中边框和蟹型悬臂梁对对比度的影响。结果表明,为了得到较高的对比度,应减小边框宽度、悬臂梁的宽度和长度,文章用图形给出了直观说明。
- 张洁黄尚廉张智海孙吉勇付红桥
- 关键词：衍射光栅傅里叶光学MEMS光栅平动式光调制器
- 基于MEMS光栅平动式光调制器信号处理分析被引量：3
- 2007年
- 依据傅里叶光学理论,采用在频谱面上放置两种空间滤波器的方法进行信号处理,分析了光栅平动式光调制器在成像面上的强度分布情况,实现了对光能量的调制.分析表明:当滤出±1级谱时,像面上可以得到完全均匀的暗场;但是由于边框和悬臂梁的影响,得不到完全均匀的亮场;当滤出零频谱时,由于边框和悬臂梁的影响,得不到完全均匀的暗场和亮场.设计时,为了要在像面上得到更高的亮度均匀性,需要满足可动光栅栅条宽度为光栅周期的一半,同时应尽量减少悬臂梁和边框的宽度.
- 张洁黄尚廉张智海孙吉勇史玲娜
- 关键词：衍射光栅傅里叶光学光栅平动式光调制器信号处理
- 波长扫描方法测试光栅平动式光调制器的微间距被引量：2
- 2006年
- 基于MEMS的光栅平动式光调制器(GratingMovingLightModulator,简称GMLM)是通过改变结构中可动光栅上表面和下反射面之间的微间距来实现光能量的调制.对GMLM工艺进行了简单的介绍,采用波长扫描方法对GMLM测试样品的可动光栅上表面和下反射面之间的微间距进行了测试.重点分析了微间距的测试方法,并提出了双峰法和多峰法的数据处理方法.结果表明:采用多峰法使微间距测试精度提高了k倍,波长扫描方法测试结果和理论结果吻合.与VEECO公司测量结果(h=1.24μm)对比,利用波长扫描方法的相对测试误差小于1%;该测试方法精度达到纳米量级.
- 张洁黄尚廉张智海孙吉勇
- 关键词：光栅调制器波长扫描峰值波长
- 陷阱电荷对GMLM工作电压的影响
- 2008年
- 光栅平动式光调制器(GMLM)依靠可动光栅在静电力作用下向下反射镜移动,从而改变光程差,实现光调制.结构中SiO2绝缘层在外加电场作用下产生陷阱电荷,对器件的驱动特性产生影响.作者依据高斯定理,建立GMLM存在陷阱电荷情况下的电力学模型,分析了外加电场作用下,GMLM极板电荷的分布,以及外加电压与可动光栅位移的关系;比较了两种情况下(考虑与不考虑绝缘层陷阱电荷影响)工作电压变化情况.设计了实验方案,进行了实验研究.结果表明:由于陷阱电荷产生陷阱电压,使得产生相同位移需要的工作电压增加;充电时间越长,陷阱电荷产生的陷阱电压越大;实验结果与理论分析吻合.
- 张洁黄尚廉孙吉勇张智海朱永
- 关键词：光栅陷阱电荷工作电压
- 光栅平动式光调制器机械特性分析与仿真被引量：5
- 2008年
- 光栅平动式光调制器是基于MOEMS技术的新型光调制器,利用静电力驱动可动光栅对入射光进行调制,因其具有高速开关特性与面阵化等特点使其在显示与打印方面有广阔的应用前景。但是其结构相对复杂,本文通过建立光栅平动式光调制器的机电模型,并依据力学理论及虚功原理对器件的机械特性进行了相应的分析,得出器件的载荷挠度特性。并利用Coven-torWare软件进行相应的有限元仿真分析。仿真表明,在工作距离范围内,理论数据与仿真数据具有很好的拟合度,其平均误差在5%左右。
- 韩磊黄尚廉张洁贺学峰伍艺
- 关键词：微机电系统光调制器挠度方程机械特性有限元仿真
- 用于显示的透射型法布里-珀罗光调制器被引量：4
- 2007年
- 提出了一种用于显示的,基于透射型法布里-珀罗干涉的微机电系统(MEMS)光学调制器。基于多光束干涉原理分析了调制器的光学特性,推导出了调制器结构的特征参量。分析表明,当调制器的腔长为cλ/4时,透射光可以实现暗态显示;当调制器的腔长取为零或cλ/2时,透射光可以实现亮态显示。通过控制法布里-珀罗腔长,就可实现调制器的明暗调制。理论上证明了该调制器用于显示的可行性。设计了一种基于微机电系统的透射型法布里-珀罗光学调制器结构,该调制器的理论衬比度达到150。仿真结果表明,该调制器具有2.4 V的低电压静电驱动性能。
- 孙吉勇黄尚廉张洁张智海史玲娜
- 关键词：微机电系统
