投影显示器件正向多元化方向发展，而基于MEMS的微显示器件以其优异的性能已成为带动下一代显示产业发展的一个重要分支，但国内对这类器件研究较晚，且受到国外专利限制，因此开发一种具有自主知识产权的微显示器件具有重要科学意义和潜在的应用价值。本文在综述国内外微显示器件基础上，提出一种基于MEMS光栅平动式光调制器，建立器件理论模型，进行器件特性、结构参数分析与仿真。采用器件衍射实验论证了理论模型正确性，通过波长扫描实验实现器件可动光栅与下反射镜之间距离测量。主要完成以下研究工作： ① 建立基于平行平板的器件机电模型，通过描述器件光学透过率函数建立两种器件光学模型，通过机电和光学特性分析得出器件结构参数与吸合电压、共振频率、衍射效率和对比度之间关系，理论分析与CoventorWare仿真结果一致。 ② 综合器件参数分析与加工条件，得出器件性能指标如下：衍射效率15.6％，对比度2946.5，工作电压3.9V，吸合电压5V，共振频率2.41MHz。 ③ 利用CoventorWare仿真，采用不等厚光栅边距、正方形电极、阶梯型电极、减薄悬臂梁，分别将有效光学面积由50％约提高至60％, 70％, 75％, 85％。 ④ 通过对器件衍射实验的衍射能量分布进行数字图像处理得出衍射光强分布曲线，与理论模型曲线相符合，验证了理论模型正确性，且考虑悬臂梁的光学模型更优。 ⑤ 采用波长扫描实验及其解调方法，可间接测量器件可动光栅与下反射镜之间距离，计算结果与VEECO公司WYKO激光干涉仪测量结果相差仅为0.8％，最后从理论上提出采用该实验测量器件吸合电压、共振频率以及残余应力的方案。
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