闪耀角可调微型可编程光栅的优化设计与仿真模拟

基于体硅微加工技术,设计了一种闪耀角可调的微型可编程光栅,对该光栅进行优化设计,并理论计算不同闪耀角、入射角条件下相对光强分布,采用COMSOL有限元仿真软件模拟不同入射参量下远场相对光强分布.结果表明：设计的可编程光栅有效反射面积占光栅总面积的83.63%,比表面微加工技术设计的光栅提高8%以上,最大工作闪耀角为6.84°;当532nm波长垂直入射时,0-10°闪耀角调制范围内最大衍射效率为96.67%.

MEMS微型可编程光栅的研究现状(下)

近十几年来,微机电系统——MEMS技术作为一种使能技术,在各个领域(如机械、生物、光学、射频、能源等)得到了迅速发展,并实现了一定的产业化应用,取得了良好的经济效益。光学MEMS使光学元器件具备了体积小、重量轻、性能稳定、成本及功耗低等显著优点,实现了器件中关键结构的动态可控性,这是传统技术所无法比拟的。本文将在前文的基础上,重点介绍国际上其他的科研机构在MEMS微型可编程光栅相关方面的研究情况,对于每一种光栅结构的特点、制作工艺及其面向的应用领域进行了详细说明,最后讨论了MEMS微型可编程光栅的发展趋势。

MEMS微型可编程光栅的研究现状(上)

近10几年来,微机电系统——MEMS技术作为一种使能技术,在各个领域(如机械、生物、光学、射频、能源等)得到了迅速发展,并实现了一定的产业化应用,取得了良好的经济效益。光学MEMS使光学元器件具备了体积小、重量轻、性能稳定、成本及功耗低等显著优点,实现了器件中关键结构的动态可控性,这是传统技术所无法比拟的。本文以MEMS微型可编程光栅为核心,介绍了它的特点及其优异性能,并重点阐述了国外已经实现商品化应用的3种MEMS微型可编程光栅的工作原理、结构特点及其典型应用。

微型可编程光栅最大闪耀角的理论分析与实验

在微机电系统技术的基础上,采用两层多晶硅表面微加工工艺,设计并加工制作了一种闪耀角可调式的微型可编程光栅。介绍了微型可编程光栅的基本工作原理及结构设计特点,针对其最主要的一个光学参量——最大闪耀角,根据设计的光栅结构尺寸进行了理论计算,并利用ANSYS有限元仿真结合Matlab软件的数据处理功能进行了数值模拟。设计并搭建了一个简单易操作的光学实验系统,对最大闪耀角进行了实际测量。结果表明,理论计算、数值模拟以及实际测量的最大闪耀角非常吻合,制作的微型可编程光栅的最大闪耀角超过5°。

一种新型的微型可编程闪耀光栅及其多光谱成像应用

采用两层多晶硅表面微加工工艺,研制开发了一种新型的微型可编程闪耀光栅.该光栅具有结构简单、工作谱段宽、光谱连续可调等特点.为了实现可工作闪耀角的最大化,有效利用Dimple结构作为栅条的核心功能组件,其高度接近空气间隙.由实验测得,研制的微型可编程闪耀光栅在驱动电压112V作用下能达到的最大可工作闪耀角约5.19°,对应的最大闪耀波长达到中红外4.88μm.在此基础上,以该微型可编程闪耀光栅为核心的分光元件,研究了其在多光谱成像领域应用的可行性,并搭建了多光谱成像系统的原型样机,得到了较好的实验结果.最后,讨论了该成像系统的优点,并提出了进一步研究的建议.

一种新型SOG周期可调光栅的制作及其衍射性能测试

研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型微型可编程光栅——周期可调光栅。该光栅采用玻璃体上硅(SOG)加工工艺,静电梳齿驱动,具有操作简单、连续可调和宽调制等特点。该光栅在静电驱动力的作用下,周期的变化引起特定级次下单色光衍射角的变化及复色光光谱的偏移。针对该光栅的衍射特性,设计及搭建两套光学系统,根据光栅结构设计参数的理论计算与测量结果基本一致,充分表明该光栅能对光具有良好的调制作用。为该器件在微型光谱仪和光开关的应用提供了技术参考。