国家自然科学基金(60578023)
- 作品数：10 被引量：34H指数：4
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- 反射镜平动式光栅光调制器的光学特性分析被引量：8
- 2006年
- 提出了一种反射镜平动式光栅光调制器,每个像素主要由一个可动反射镜和上面的固定光栅组成,通过控制可动反射镜和固定光栅的距离达到对入射光的调制·依据标量衍射理论对反射镜平动式光栅光调制器工作状态的光学特性进行了详细的理论分析;并仿真了光调制器的结构参量对衍射效率和对比度的影响·发现:当可动平板和光栅的距离为λ0和5λ0/4,像素表现为暗态和亮态;这种光调制器的工作原理决定了其有效面积大,具有形成面阵的潜力;固定光栅占空比为1/2时,对比度最优;同时给出了对比度随入射光带宽的关系,即带宽越大,对比度急剧下降·
- 张洁黄尚廉闫许伍艺张智海
- 关键词：光调制器对比度衍射效率
- 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：2
- 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
- 反射镜平动式光栅光调制器光学分析与仿真被引量：1
- 2006年
- 提出一种基于MEMS的光栅光调制器,可用于投影显示等相关领域。介绍了其结构、工作原理及其加工流程,对器件进行傅里叶光学分析。分析得出,器件单像素在±1级对比度和光学衍射效率最大值分别为1225和51.4%,形成阵列后理论上最大值分别为无穷大和81%。采用Coventor软件进行光学仿真,得到器件实际情况下衍射花样,器件由于残余应力以及器件下拉时静电力作用产生翘曲变形,光学性能有所降低。
- 闫许黄尚廉张洁张智海付红桥陈伟民
- 关键词：微光机电系统空间光调制器光栅衍射傅里叶光学
- 基于人眼视觉特性优化的灰度算法被引量：3
- 2007年
- 介绍了主流显示器件的灰度调制方法,分析了现有方法的缺陷。以人眼视觉特性为基础建立数学模型,提出了一种灰度优化算法,并通过FPGA验证了其可行性。仿真表明该算法的结果更贴近理想亮度曲线,在256灰度等级下能提高多达32倍的闪烁频率,有效减小由于闪烁给人眼带来的不适,增强在播放动态画面时的稳定性。
- 韩磊黄尚廉张智海张洁伍艺
- 关键词：脉宽调制灰度级微光机电系统数字光处理
- 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
- 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
- 光栅平动式光调制器结构参量的优化分析被引量：20
- 2006年
- 提出的光栅平动式光调制器是一种基于微机电系统(MEMS)工艺的光调制器,利用其表面具有的变形部分(可动光栅)提供衍射光栅,通过控制可动光栅的位移实现光调制器的两种工作状态,即亮态和暗态。根据衍射理论和傅里叶光学对光栅平动式光调制器工作状态的光学特性进行了详细的理论分析和仿真。重点讨论了可动光栅占空比、长度L1、垂直光栅周期方向上边框长度、光栅栅条宽度、整个器件的光栅周期数等对光调制器工作性能的影响。结果表明,可动光栅与反射镜的距离为入射波长的一半时,调制器工作在暗态;而当可动光栅向反射镜方向下移入射波长的1/4时,光调制器工作在亮态;要达到最佳的衬比度,需满足可动光栅的栅条宽度为光栅周期的一半,L1应该为光栅周期的整数倍;在不满足L1为光栅周期d的整数倍时,可动光栅在垂直于光栅周期方向上的边框越小越好;光栅栅条越宽、光栅周期数越多,衬比度越高。
- 张洁黄尚廉闫许陈伟民张智海付红桥
- 关键词：傅里叶光学衍射光调制器微机电系统
- 光谱分析方法测试GMLM微间距的实验和方法推广
- 2008年
- 基于MEMS的光栅平动式光调制器(GMLM)依靠结构中可动光栅和下反射镜之间的微间距的变化来实现光的调制作用,被应用于显示领域。可动光栅和下反射镜之间的微间距是一个关键的参数,传统的测试方法如台阶仪等要破坏结构,WYKO白光干涉仪测量成本高,所以要寻求一种测试成本较低、测量精度较高的测试方法。文章采用非接触的波长扫描式光谱分析方法进行了GMLM可动光栅和下反射镜之间的微间距测试实验研究。实验表明:实验结果和理论分析吻合,验证了理论模型的正确性;对比WYKO白光干涉仪测试,该方法的相对测试误差小于1%;具有很好的重复性。对该光谱分析方法进行了推广,从理论上推导了该方法可以实现准动态测量GMLM器件吸合电压、共振频率以及其他基于衍射/干涉的MEMS器件的微小间距测试等。
- 张洁黄尚廉张智海孙吉勇史玲娜朱永
- 关键词：光谱光调制器微机电系统
- MEMS光栅光调制器阵列的控制系统设计
- 2007年
- 针对光栅光调制器阵列的显示控制,提出了一种控制系统设计方案。设计应用软件,产生显示数据源,由USB数据线发送到FPGA芯片,在FPGA芯片上实现格式转换、乒乓操作、脉宽调制等模块电路。实验结果表明,该控制系统操作灵活方便,为测试光栅光调制器的显示参数提供了有力的技术支持。
- 李志张智海付红桥金珠
- 关键词：光栅光调制器FPGA乒乓操作脉宽调制
