DMD系统的环形光栅的设计和制作.pdfVIP

2007年第3期 九江学院学报 (总第140期) No，3，2007 Journal of Jiujiang University (Sum N0 14o) DMD系统的环形光栅的设计和制作 孙智华。 洪月辉 吴华明2 (I浙江工业大学信息工程学院 浙江杭州 310000；2华中科技大学光电国家实验室 湖北武汉 430000) 摘要：本文讨论了基于数字微镜系统(DMD)的环形光栅的设计和制作方法。利用DMD 系统，我们可以制作出低成本、半径可调的环形光栅，为使其集成到微光机电系统提供了一 种可能。通过实验，我们获得了最大外半径为42．7 m的环形光栅。 关键词：数字微镜系统(DMD)；环形光栅；二元光学 中图分类号：TP 35 文献标识码：A 文章编号：1673—4580(2007)03—0016一(02) 1 引盲 等组成。 由于具有非常小的光束分散角和良好的单纵 如图1所示，光源发出的He—Cd激光(波长为 模特性…，环形光栅目前广泛运用于分布布拉格反 441．8mm)首先进入电子快门，再经扩束和准直后 馈(DBR)激光器 】，光学扫描全息，半导体激光器 平行照射到反射L 上，然后反射到反射镜 上，经 的滤波器，表面发射激光耦合器[3】，光学远程传感， 反射的光束打到DMD芯片上，而DMD芯片受计 准直测量【4 以及光通信等中。目前，制作环形光栅 算机输出的图形控制(DMD芯片是由1024×个微 的方法主要有机械刻划法，干涉法，电子束刻蚀法 小的镜子组成，每个小镜子对应于灰阶图形的每个 等。但机械刻划法制作成本高，精度差，效率低；干 像素点，不同的灰阶等级对应于每个小镜子不同的 涉法则需要用圆锥镜，而圆锥镜加工困难，加工精 偏转角度，从而DMD芯片能根据不同的灰阶图形 度也难以达到要求；电子束刻蚀法需要复杂且极其 反射不同的光能量)经过DMD芯片调制的光通过 昂贵的设备，生产周期长[5】。鉴于此，本文提出了利 精缩透镜组，聚焦在涂用光刻胶的基板上，计算机 用DMD系统来制作环形光栅，这种方法可以方便 输出图形的变被刻蚀到了基板上了。 调整环形光栅的半径，以及台阶数，为把环形光栅 3 环形光栅的制作 集成到光电系统中提出了一种切实可行的方法。 3．1计算机控制软件 2 DMD系统简介 图1 DMD制作系统结构示意图 图2 环形光栅输出控制界面 本实验中所采用的制作系统如图1所示。基于 为了实验计算机对DMD芯片的实时控制，我 数字微镜(DMD)环形光栅制作系统由DMD及驱 们用VC++语言编制了环形光栅的掩模图形控制 动电路、计算机、He—cd激光器、电子快门、空间滤 软件。在曝光之前，先打开此软件，选择所需的环形 波器、扩柬准直器、反射镜、精缩投影合透镜、三维 光栅台阶数，灰阶等级，最大外半径，外形光栅掩模 可调DMD安装支架，三维基片载物平台、防震平台 收稿日期：2007—01—28 作者简介：孙智华(1981一 )，浙江工业大学研究生，研究方向为数字音频信息的处理、传输及光通信器件设计 。 200