空间光调制器DMD多级谱复频成像的研究觹.pdfVIP

与开发 空间光调制器 DMD多级谱复频成像的研究木 黄 云，李耀棠，张世超 ，黄泽文，范少武，杜俊斌 (中科院广州电子技术有限公司， 广东广州 510070) 设计 了一个紧凑 的4f傅立叶变换系统，对 DMD的多级衍射谱进行复 光亮度 、利用 DMD空间光调制器复频成像输 出装置构建的一个合成全 图。 中图分类号：TP391．41 文献标识码 ：A 文章编号：1009—9492(2011)01-0054—04 1引言 链结构允许镜片倾斜±l2。，支柱连接下面 的偏置／复位总 数字微镜 (DigitalMicro—mirrorDevice)DMD是一种 线 ，偏置 ／复位总线使偏置和复位 电压能够提供给每个镜 集 成了微电子 、微机械 、微光学 于一体的 M0EMS器件 ， 片。镜片 、铰链结构及支柱都在互补金属氧化半导体上 (CMOS)地址 电路及一对地址 电极上形成 。在一个地址电 1987由美 国德州仪器 (TI)公司发明。Tl公司还发展 了一 种基于 DMD的数字光处理技 术 (DigitalLightProcess， 极上加上 电压 ．就可把偏置／复位 电压加到镜片结构上 ， 偏置／复位 电在镜片与地址 电极一侧产生一个静 电吸引， DLP)，从而实现了从常规的视频信号输入到光显示信号输 出全过程 的数字控制 [1-2~。与其它类型 的电寻址空间光调 镜片倾斜直到与具有同样电压的着陆点 电极接触为止。在 这点 ．镜片以机电方式锁定在位置上 。在存储单元 中存入 制器相 比较 ．DMD同时具有分辨率高、反射率高、对 比度 高和响应速度快的特性 ，作为非相干光图像读出的空问光 一 个二进制数字 “l”使镜片倾斜+12。，同时在存储单元 调制器 ．DMD已在多媒体投影显示及高清晰度 电视得到广 }『1存入一个二进制数字 “0”使镜片倾斜一l2。，形成一个 泛 的应用并显示出优越 的光学性能 。 目前利用 DMD作为 “跷跷板”的结构 。 图 l是一个 DMD上单个像素 (微反射镜)的结构分 空间光调制器图像输 出的合成全息系统 [i-3]，由于多级谱 解示意图。它包括三个物理层和两个 “空气隙”层 ， “空 的复频成像较为困难 ．仅仅局限于其零级衍射谱 的复频图 像读出．这样多级谱能量没充分利用 ．导致丁读 出图像的 气隙”层分隔三个物理层并且允许镜片倾斜±l2。。DMD的 每个微反射镜都能将入射光从两个方向反射 去 ，实际的 亮度不够 ，影响合成全息阁像的效果 。 本 文详 细研究 了DMD卒间光 调制器 的结构和T 作原 反射方向则视底层存储单元的状态而定 ：当存储单元处于 理 ，依据 DMD空 间光调制器对入射光的调制特性及复频 [ON]状态时 ，反射镜会旋转至+12。，若存储单元处于 成像特性 ，设计 了一个紧凑 的 傅立 叶变换 系统用于 O『FF]状态 ，反射镜会旋转至一l2。。只要将光线 以适当的 DMD多级衍射谱 的复频成像 ，实验表明，该系统极大改善 角度入射于 DMD并配置合适 的光学成像系统，反射镜就 了读 出图像 的亮度 。作为一个应用实例 ，利用 DMD空间 会把入射光反射进入或是离开投影成像镜头的透光孑L，使 光调制器及多级谱复频成像装置构建了一个合成全息图的