基于数字微镜阵列的平顶光束空间整形

为了满足激光光斑质量高、扫描快速的目的,采用数字微镜阵列和误差扩散法对单平顶和多平顶的光束整形原理仿真,利用680nm激光建立了实验系统,并进行了光束整形验证。采用光束填充因子、光场调制度、均方根误差3种评价参量对整形结果进行评价,并对采用数字微镜阵列进行光束整形的能量利用率进行了测量和分析。结果表明,单平顶和多平顶整形的光束填充因子由整形前的36.1%分别提高到62.3%和56.7%;光场调制度由73.3%分别降到25.6%和30.3%。利用该光束空间整形方法,可得到高质量的多平顶光束,在快速激光扫描领域有一定的应用价值。     

数字微镜器件的时空特性

数字微镜器件是一种新型的微电子、微机械、微光学集成器件，可广泛的用于大屏幕投影显示。实际上，数字微镜器件作为一种新型的空间光调制器，在光学信息处理和结构照明型三维传感中也具有广泛的应用前景。本文介绍了数字微镜器件和数字光处理器的基本原理，分析这种器件的时间空间特征，讨论了这种时空特性对结构照明型三维传感应用的影响。本文还给出了反映这种时空特性的实验结果。     

数字微镜器件DMD

１ 前言美国德州仪器公司（ＴＩ）对ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）的开发,始于２２年前,当时ＴＩ在原始的可变型薄膜显示阵列（Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）基础上发明了数字微镜器件ＤＭＤ。自那时起,ＴＩ一直在对ＤＭＤ进行深入研究。现在,ＤＭＤ芯片和数字光线处理ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）技术已经得到广泛的应用。中国电视界对ＤＬＰ技术还比较陌生,下面对ＤＭＤ的发展过程作一点介绍。ＤＭＤ的中文意义是数字微镜器件。值得指出的…     

数字微镜工作原理与应用

数字微镜器件是一种新型的电寻址空间光调制器,具有较高的响应速度、精度和带宽等优势,近几年其应用领域得到较大扩展。     

基于数字微镜器件的Hadamard变换编码模板设计及空间光谱调制分析

研究了利用数字微镜器件生成 Hadamard光调制编码模板的方法,深入分析了利用该编码模板进行光调制的工作原理及设计中应注意的技术细节。采用原型样机光谱仪对入射激光进行编码成像实验,光谱反演后提取图像上样本区域内少量像素点的光谱曲线,发现其光谱峰值恰好在激光波长所在的光谱通道内,反演后的图像中只有激光波长所在光谱通道的光谱图像有能量分布。实验结果表明运用数字微镜设计的Hadamard编码模板达到了理想的空间光调制效果。     

数字微镜器件及其应用

数字微镜器件是一种新型的全数字化的平板显示器件，以其为主要组件的大屏幕投影显示技术获得了良好的市场反映。本文将具体介绍数字微镜器件的工作原理、像素结构、制作工艺及图像显示原理等。     

激光整形器件在光镊中的应用及进展北大核心CSCD

光镊是一门利用光的动量与物质相互作用产生光势阱效应以实现粒子捕获的重要技术,该技术被广泛应用于纳米或微米级微粒的捕获及操控领域。当今技术和需求的发展对光镊系统的光束变换提出了更高的要求,因此需要对捕获光源的光束进行整形,获得光镊所需的光场分布。以激光光束整形的器件为主线,分别介绍在光镊系统中使用棱镜、衍射光学元件、液晶空间光调制器、数字微镜器件、光纤等光学元件进行捕获光源光束整形的情况。列出了这些器件组成的典型整形光路,以及近年来这些器件在光束整形方面的研究进展。同时还介绍了在捕获光源的整形设计中,上述方法的各自特点及相应的捕获能力。     

数字微镜器件(DMD)

数字式光处理(DLP-Digital light processing)投影显示技术的核心是数字微镜器件(DMD-Digital micromirror device)，它是一种基于半导体制造技术，由高速数字式光反射开关阵列组成的器件，采用二进制脉宽调制技术能精确地控制光源。叙述了用于DLP投影系统的DMD的原理、制造、性能和特点。     

数字微镜器件(DMD)在相干光照明下的空间光调制特性

分析了DMD的微结构和工作原理;引入占空比因子,通过空间分区建立了较为完善的DMD空间光调制理论模型;根据该模型预测了经DMD调制后的频谱中,存在2个互补图像区域;沿这2个互补区域的对称轴方向各级衍射不含图像调制信息;设计了相干光照明下DMD空间光调制特性实验,理论与实验符合得很好.     

基于数字微镜器件的计算全息3维显示

为了进一步研究计算全息3维显示的方法,以数字微镜器件为空间光调制器,采用层析法,结合菲涅耳衍射积分算法中的角谱法,探讨了全息图的计算与数字微镜器件参量之间的关系,并利用修正立轴参考光编码的方式,得到了菲涅耳计算全息图。通过对计算全息图进行数值模拟及实验验证,均得到了较好的再现像。结果表明,该方法实现了3维物体的再现,为计算全息3维显示提供了一种有效的方法。     

数字微镜器件在光电设备中的应用

鉴于数字微镜器件(DMD)良好的空间光调制性能,对其在光电设备中的应用及关键技术进行了深入研究。在分析DMD在数字投影系统中所能实现的最大帧频与系统结构形式、灰度级及DMD类型的关系基础上,给出了多DMD串联实现高灰度级的方案。探讨了利用DMD空间调制特性增强系统性能的具体实现方式,包括高动态范围成像、像素内目标特征检测、探测器像元几何超分辨、压缩感知及成像光谱仪等,并给出了应用过程中涉及的关键技术,如高动态范围成像中各像元曝光时间的确定、DMD微镜与探测器像元之间的几何配准、运动平台条件下探测器和目标之间相对运动以及DMD微镜填充率对系统性能的影响。各微镜角度可灵活控制、存储单元更新频率更高的DMD应用于可编程成像系统将是未来的发展方向。     

数字掩模技术

数字掩模技术的核心器件是数字微镜芯片,它具有较高的分辨率和灰度等级等优点。利用计算机辅助设计绘制的掩模图形经IO口输入到数字微镜芯片中的SRAM,从而控制无数多个微小镜片的翻转,实现掩模图形的数字化输出。结合高倍精缩投影系统,可快速实现图形转印。为进一步说明该技术的可行性,进行了实验验证。由于实验条件的限制,文中仅实现了2.2μm最小线宽的制作。利用该技术成功制作了5×5达曼光栅、8台阶闪耀光栅和菲涅尔透镜。     

用数字微反射镜器件合成体视全息图拍摄系统

本文介绍了数字微反射镜器件（DMD）的工作原理和使用DMD的合成体视动态全息图拍摄系统。本系统采用计算机图形输入和处理技术,以在DMD上分别产生的数十幅分立时间序列的物体的不同角度图像制做出有体视效果的动态全息图。     

一种适用于数字微镜无掩模光刻的图形拼接方法

针对数字投影光刻技术大面积图形曝光的需求,提出了一种基于灰度模板调制的图形拼接方法,包括图形分割、模板设计、子图形灰度调制、子图形曝光4个步骤。图形曝光前,需要将曝光图形分割为多帧大小为1024pixel×768pixel的多个子图形,然后每个子图形与对应模板相乘,实现曝光子图形的预处理。基于数字微镜(DMD)对灰度图形的调制原理,设计了可行的边界灰度调制模板。给出了图形分割的基本方法以及模板设计的原则。计算机仿真实验展示了图形拼接的过程。实验结果表明,该方法能较好地解决大面积图形曝光存在的拼接问题,改善了图形刻蚀的质量。     

液晶空间光调制器用于光束偏转控制的衍射效应

液晶空间光调制器(LC-SLM)能实现光束动态偏转,而它的像素结构以及相位回卷方法造成的衍射效应使其光效率降低.通过数值仿真和实验分析了像素结构造成的衍射效应,给出了像素填充因子和衍射效率的关系.利用256 pixel×256 pixel的液晶空间光调制器构建动态光束偏转实验装置,使入射光束偏转不同角度时测量远场光斑强度,得到衍射效率随光束偏转角的变化关系.理论分析与实验结果表明,填充比越小,像素结构造成的衍射效应越强,衍射效率降低;当填充比为0.85时衍射效率的测量值仅为51.3%.相位回卷方法使液晶空间光调制器形成类似闪耀光栅结构,随着光束偏转角度的增大,衍射效率降低.     

用于衍射微光学元件制备的无掩模光刻技术

提出了一种新的基于数字微镜的无掩模光刻技术,将以往的模拟掩模发展为数字掩模,为大规模、快速、灵活制作衍射微光学元件开辟了一条新的道路;重点研究了数字掩模技术的实现原理,并进行了验证。     

基于DMD的编码孔径成像光谱仪编码矩阵设计

针对现有编码矩阵存在的不足,提出了一种编码孔径成像光谱系统编码矩阵设计方法.首先阐述了称重设计原理和优良性准则;然后研究了单矩阵编码方法和互补矩阵编码方法,并推导得到H+N/HN双矩阵编码的平均均方误差性能公式;最后基于数字微镜器件(DMD)结构特点,提出SN单矩阵和H+N/HN双矩阵相结合的双模式编码方法,以及共享硬件加速处理资源的解码方法.实验结果表明,新方法相比原有编码矩阵能够进一步提高信噪比,同时解码加速处理保证了实时性能.