分享空间光调制器的MEMS技术应用
点击量422     发布日期2018-08-20    作者中科微星    来源原创

空间光调制器使用具有一个单点探测器基于光学微机电系统 (MEMS) 阵列技术的全新方法可以克服传统光谱分析方法中的很多限制在基于单点探测器的系统中一个固态光学MEMS阵列用简单空间波长滤波器取代了传统的电动光栅

这个空间光调制器方法可以在消除精细控制电动系统中问题的同时利用单点探测器的性能优势近些年此类系统已经度生产其中扫描光栅被取代并且MEMS器件过滤每一个特定波长进入单点探测器

这个方法在实现更有巧和稳健耐用光谱分析仪的同时也表现出很高的性能

相对于线性阵列探测器架构光学MEMS阵列的使用具有数个优势首先可以使用更大的单元素探测器以提高采光量并极大降低系统成本透杂度这对于红外系统更是如此

此外空间光调制器由于不使用阵列探测器像素到像素噪声被消除了而这可以极大地提升信噪比(SNR)性能SNR性能的提高可以在更短时间内获得更加准确的测量结果

在一个使用MEMS技术的光谱分析系统中衍射光栅和聚焦元件的功能与之前一样但来自聚焦元件的光在MEMS阵列上成像

要选择一个用于分析的波长一个特定的光谱响应波段被激活这样的话就可以将光引入到单点探测器中进行采集和测量

如果MEMS器件高度可靠能够生成可预计的滤波器响应并以不同的时间和温度下保持恒定那么这些优势就可以实现

将一个DLP® 芯片或数字微镜器件(DMD)用作一个空间光调制器并以一个光谱分析仪系统架构中将其用作MEMS器件的话可以克服数个难题

空间光调制器

首先使用一组铝制微镜来接通和关闭进入单点探测器的光这在广泛的波长段内是光学有效的

其次数字微镜的打开和关闭状态由机械止动装置和互补金属氧化物半导体(CMOS)静止随机访问存储器(SRAM)单元的锁存电路控制从而提供固定的电压镜控制

空间光调制器这个固定电压静止控制意味着这个系统不需要机械扫描或模拟控制仿并且能够简化校准它还使得光谱分析仪设计更能免受温取老化或振动等错误源的影响

DMD的可编程属性具有很多优势其中某项优势会在进行光谱分析仪架构设计时显现如果以被用作滤波器的微镜的寻址列为基础

由于DMD分辨率通常高于所需的光谱DMD区域会出现欠填充的情况并一对光谱过采样这使得波长选择完全可编程并以光引擎出现极端机械位移的情况下将额外微镜用作重新校准列

此外 DMD是一个二维可编程阵列这为用户提供高度的灵活性通过选择不同的列数量可以调节分辨率和吞吐量

扫描时间可动态调整如此一来用户可对所需波长进行更长时间更加详细的检查从而更好地使用仪器时间和功能

此外空间光调制器相对于固定滤波器器具1诸如采用的Hadamard图形等高级孔径编码技术可实现高度的灵活性透高性能

总之与目前的光谱分析系统相比使用DMD的光谱分析器件可实现更高分辨率更高灵活性更加稳健耐用更小的外形尺寸透低的成本从而使得它们对于广泛的商业和工业应用更有吸引力

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