為抑制激光散斑現(xiàn)象,利用時(shí)間平均抑制散斑理論的基本思想,設(shè)計(jì)了一個(gè)具有高透射率、隨機(jī)相位功能的超表面結(jié)構(gòu),并結(jié)合MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了微納旋轉(zhuǎn)載臺(tái)的設(shè)計(jì)制造,實(shí)現(xiàn)了超小型的散斑抑制器件制造.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示激光散斑對(duì)比度可降低至2.63%,滿足激光投影領(lǐng)域使用需求.該激光散斑抑制器件使用方法簡單、能量利用率高、成本低且易于批量制造.

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖1散斑抑制器件原理圖

本文提出的方案為，設(shè)計(jì)具有隨機(jī)相位功能的超表面作為隨機(jī)相位板，采用MEMS微納旋轉(zhuǎn)振動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)超表面的可調(diào).其原理如圖1所示，當(dāng)相干光經(jīng)過超表面后，相位已經(jīng)被打散呈隨機(jī)分布，如圖1(b）所示，當(dāng)它再疊加微納旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)周期振動(dòng)，散斑圖案隨時(shí)間和空間不斷變化，探測器每一個(gè)像元在一個(gè)采集....

圖2隨機(jī)相位的超表面設(shè)計(jì)

需要構(gòu)成圖1(b）中的隨機(jī)相位波前，首先要設(shè)計(jì)相位單元，本文采用圓孔結(jié)構(gòu)作為相位子單元，如圖2(a）左下角所示，藍(lán)灰色結(jié)構(gòu)為襯底石英、紅色結(jié)構(gòu)為相位單元結(jié)構(gòu)，單元結(jié)構(gòu)的周期為U、孔徑為D、孔深為H.設(shè)計(jì)方法參見文獻(xiàn)[13-14]，介質(zhì)材料選擇TiO2(n=2.483),U=550....

圖3微納旋轉(zhuǎn)載臺(tái)的設(shè)計(jì)

微納旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模態(tài)如圖3(b）所示，通過仿真得到f=10.708kHz，此時(shí)仿真模型中包含了超表面結(jié)構(gòu)；當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓110V時(shí)，可產(chǎn)生約10°的機(jī)械旋轉(zhuǎn)角度，滿足設(shè)計(jì)需求.2實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

圖4散斑抑制器件及其驅(qū)動(dòng)電壓

根據(jù)上述的設(shè)計(jì)，進(jìn)行了器件制造.制作出的隨機(jī)相位超表面結(jié)構(gòu)如圖4(a）所示，結(jié)構(gòu)特征尺寸符合預(yù)期設(shè)計(jì)值，在工作波長850nm，其透過率約82%；微納旋轉(zhuǎn)載臺(tái)如圖4(b）所示，結(jié)構(gòu)符合預(yù)期設(shè)計(jì)值，中心孔區(qū)域是為了搭載超表面結(jié)構(gòu)后光線可以很好的傳播；采用微組裝技術(shù)將兩者進(jìn)行鍵合，形....

本文編號(hào)：3913932