数字微镜器件

摘要： 为了获得数字微镜器件(DMD)的真实光学特性,提出了微镜单元杂散光分布测试方法,并搭建实验装置对2×2阵列区域微镜单元的杂散光分布情况进行测试。提出了一种杂散光测试方法,并针对微镜单元尺寸小、配置方式灵活的特点,设计了汇聚光斑大小连续可调的照明系统以及可以对微镜单元清晰成像的成像系统。通过实验得到了2×2阵列区域微镜单元的杂散光分布情况。测试结果表明,单个微镜单元中心孔道位置附近反射的能量较强,靠近边缘位置反射的能量则相对较弱。此外,测试区域之外的微镜单元也会反射一部分能量,测试区域内微镜单元杂散光绝对强度最大值出现在中心孔道附近,其灰度值为6.86,紧邻测试区域微镜单元杂散光绝对强度最大值同样也出现在中心孔道附近,其灰度值为4.01,由此可以说明中心孔道位置附近的杂散光较强;测试区域内微镜单元的杂散光相对强度相对较弱,从测试区域边缘开始急剧增大,经过大约两个微镜单元后达到峰值,数值为293.5%,此后开始急剧下降。

摘要： 利用数字微镜器件将目标图案投影在样品面的方法相比于传统光照明方式大大提高了光刺激系统的空间选择性,但其光能利用率较小。全息光照射通过调制频谱面实现光能量的重新分布,在实现复杂的选择性光刺激同时,还具备较高的空间分辨率和光能利用率。构建了基于数字微镜器件的高时空分辨率的选择性逐点光刺激系统,通过在数字微镜器件上加载结构变化的二维达曼光栅相位图实现对视场内任意位置和任意时序的选择性逐点光刺激。研究表明,系统不仅能够以不同轨迹(如方形点阵、圆、螺旋线等)对全视场进行逐点的二维扫描,还能够选取感兴趣区域以自定义路径进行逐点扫描。该系统的最大扫描视场可达到400μm,最小扫描步长为0.204μm,单个扫描光斑的峰值半高宽最小可达到1.5μm,单点扫描速度可达10 kHz。本系统适用于需要对样品进行高分辨光刺激或需要对感兴趣区域进行实时刺激的光遗传研究中。

摘要： 针对基于数字微镜器件的全息显示分辨率受限的问题,提出了一种大尺寸、高分辨率计算全息显示方法。本文利用计算机渲染或相关变换方法生成高分辨率输入图像,利用菲涅尔衍射算法和傅立叶变换并行计算提升全息图的分辨率,根据数字微镜器件特性进行衍射图像的时空复用与动态融合,有效提升计算全息显示的分辨率与动态效率。实验结果表明,该方法可实现大尺寸、高分辨率的动态全息显示效果,突破了数字微镜器件固有的像素数目及分辨率限制,使用像素分辨率为2K的数字微镜器件可显示8K甚至更高分辨率的重建图像,尺寸可以达到82 mm甚至更大。

摘要： 光源温度是决定数字微镜器件(DMD)红外场景产生器出瞳辐射范围的外部唯一可设参数,是影响红外场景仿真逼真度的关键因素,因此,对于红外场景仿真过程中DMD红外场景产生器光源最优温度的研究是非常必要的。首先,从光源辐射和背景辐射两个方面分析了DMD红外场景产生器的出瞳辐射影响因素;然后,建立了光源温度与红外场景量化范围的数学模型,并基于该模型确定了光源温度最优值的求解方法;最后,以某红外场景产生器为例进行测试,验证了该方法的可行性和合理性,可在红外成像类装备内场仿真试验中为DMD红外场景产生器光源温度的设定提供参考。

摘要： 基于空间光调制器的无掩膜光刻是光刻技术重要发展方向之一。近年来,随着数字微镜器件芯片集成度与性能的提高,数字微镜器件无掩膜光刻成为一种主要的数字光刻技术。由于可灰度调制的光反射式“数字掩膜”替代了传统光刻中使用的预制物理光掩膜版,该技术极大地简化了光刻制版流程,提高了光刻的灵活性,广泛应用于平面微纳器件、超材料、微流控器件、组织生物研究等领域。从数字无掩膜光刻原理出发,简要介绍了典型匀光照明系统结构与微缩投影系统结构,进而介绍了面向平面光刻的空间分辨率增强技术、灰度光刻技术以及三维微立体光刻技术的进展。最后,列举了几类典型的数字无掩膜光刻应用,并对其发展方向进行了展望。

摘要： 为了获得数字微镜器件的真实光学特性,提出了其反射特性测试方法,并搭建实验装置对数字微镜器件的相对反射效率进行了测试,搭建了测试光路;利用该光路分别测得数字微镜器件和铝反射镜作为反射元件时相机接收到的光斑能量分布曲线,并对曲线进行积分;将2种测试条件下获得的积分值做除法,得到数字微镜器件的相对反射效率。测试结果表明,在使用632.8 nm波长激光器作为光源时数字微镜器件的相对反射效率为45.33%,在使用白光LED作为光源时数字微镜器件的相对反射效率为71.75%,经过多次测试发现2种测试模式下的重复精度均为±5%左右。上述测试结果可对今后使用数字微镜器件开发相关仪器时的能量传递效率计算以及器件选择起到一定参考作用。

摘要： 非均匀性是影响数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)红外场景产生器投射红外场景质量的主要因素之一,DMD红外场景产生器必须经过非均匀性校正才能满足复杂环境下红外成像设备内场仿真试验的应用要求.给出了DMD红外场景产生器的非均匀性校正流程;提出了一种更适合于现有测试条件的变尺度稀疏网格非均匀性测量方法;采用线性化和分段校正进行离线数据处理;采用"在线查表法"进行实时非均匀性校正.仿真结果表明:经过变尺度稀疏网格测试法及非均匀性实时校正算法,可将非均匀性降低至0.5％左右,显著提高了DMD红外场景产生器的红外场景仿真质量.

摘要： 在氢化物发生-原子荧光光谱仪(HG-AFS)非色散检测系统基础上,增加基于紫外数字微镜器件(DMD)的色散检测系统,当测试样品存在光源光谱干扰或散射干扰时,选择色散系统检测样品,可以有效抑制干扰.由于增加了分光部件,色散系统的检出限(LOD)性能降低.为提高色散检测法的分析性能,本研究在光电倍增管(PMT)前增加柱面镜和扩大光电倍增管的最小有效区域,以增强信号强度,针对DMD翻转检测提出了定点模式,优化了元素检测时谱峰选取等分析方法,并对影响信号强度的仪器参数进行了优化.结果表明,本系统使180～320 nm范围内信号的检测强度提高至2倍以上,光谱分辨率提高至1.2倍以上,同时获得了Cd、Te、Sn和Zn的光源发射谱线和激发荧光谱线.利用本系统测试了10种HG-AFS常测元素,其中,Cd的检出限低于0.005 ng/mL,Sn的检出限低于0.02 ng/mL,Sb、Pb和Te的检出限低于0.05 ng/mL,As、Bi和Hg的检出限低于0.1 ng/mL,Se和Zn的检出限低于0.2 ng/mL.将此系统用于检测生活饮用水中As的浓度,加标回收率为93％ ～101％,RSDs为0.6％ ～3.3％,实际食品样品中As的加标回收率为95％ ～106％,RSDs为0.9％ ～3.4％.通过对紫外DMD光谱仪的改进、DMD翻转检测模式的升级以及分析方法的优化,有效改善了色散检测系统的检出限和分辨率,其检测能力满足生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)毒理指标限值的检测需求,在实际食品样品检测中也具有良好的检测准确度、灵敏度及稳定性.

摘要： 针对数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)衍射效应对系统成像影响严重的问题,对DMD元件产生的杂散光进行研究.基于严格耦合波理论构建了DMD衍射模型,分析不同波段和入射角度对其衍射效率的影响,分析结果表明,在长波红外波段DMD衍射效应较明显,且随着入射角度增大,DMD衍射效应更为显著.分析投影系统中DMD的衍射杂光产生途径,通过改变系统的F数来控制入射角度,计算出DMD衍射效应产生的杂光能量占比,给出不同波长下,不同F数的光学系统杂光随衍射效应的变化曲线,即F数越大,DMD衍射效应对系统杂光影响越小.

摘要： 目前对于超分辨成像技术的研究主要集中在超分辨重建算法方面,光学系统本身的装调误差对超分辨成像结果的影响尚未见报道.针对这一问题,开展了装调误差对超分辨成像影响的研究,建立了基于数字微镜器件(DMD)的超分辨成像光学系统的基本成像模型,设计了一个工作波段为8～12 μm的DMD超分辨成像光学系统,提出了装调误差对超分辨成像质量影响的分析方法.在成像模型中分别引入适当的偏心、倾斜、镜片间隔误差、离焦等装调误差,对超分辨重建结果进行仿真分析,得出了该超分辨成像光学系统装调时的公差范围:该系统在加工装调时X方向总体偏心误差控制在±0.07 mm以内,Y方向总体偏心误差控制在±0.05 mm以内,X方向和Y方向的总体倾斜误差控制在±0.06°以内,总体镜片间隔误差控制在±0.02 mm以内,成像物镜的离焦量控制在±0.04 mm以内,投影物镜的离焦量控制在±0.05 mm以内,在此范围内超分辨成像光学系统可以保证超分辨成像的质量.

摘要： 本文提出了一种基于空间光调制器--数字微镜器件(DMD)的柔性显微镜照明调制系统.该系统将传统的照明结构(如科勒照明)与数字微镜器件相结合，可将入射光调制成为预设的空间图形，并作为显微镜的光源.显微镜光源的强度、形状、分布、照明范围及照明时间等特性均可以通过计算机来对其进行精确控制.这一改进在生物技术及半导体光刻等领域有着良好的应用前景.

摘要： 光学遥感器的高精度定标需求不断地对定标光源提出新要求.定标光源能够溯源于高精度的光辐射基准(低温绝对辐射计),能够近似于遥感器的工作场景,能够对遥感器进行系统级定标有利于提高遥感器的定标精度,也是未来实验室定标光源技术的发展方向.本文介绍了一种基于空间光调制器的新型定标光源,对其工作原理、功能属性进行了详细说明.该光源具有窄带、宽波段两种工作模式,能够实现光源量值溯源于低温绝对辐射计、目标光谱的模拟,在遥感器的高精度定标方面具有重要意义.该光源系统将扩展成具有场景光谱信息和空间分布信息的场景模拟光源,实现与遥感器定标场景的匹配,在高光谱成像光谱仪的系统级定标中具有巨大的应用潜力.

摘要： 为了提高加工质量,改善加工性能,需要对加工工具的复杂表面形貌特征进行精密测量.一些加工工具(如砂轮)的表面分布着磨粒,测量时既要精确测量磨粒的微观结构,又要从宏观上探测这些磨粒的分布规律,因而需引入跨尺度的测量方法.分析了现有跨尺度测量方法的优劣,提出了基于数字微镜器件(DMD)的测量方案,在不对测量系统硬件做任何修改的前提下,仅通过软件编程完成对基于DMD的光探针参数的改变,从理论上实现从纳米级到毫米级的跨尺度测量.仿真和实验结果表明,在目前20×光学系统下,能够达到优于1μm的测量精度.该方法可以较好地解决目前诸多表面形貌中存在的多尺度测量问题。

摘要： 主要研究基于Opengl的数字微镜器件(Digital Micromirror Device，简称DMD)多路并行共焦检测系统三维重建方法，将实验采集的DMD特定图像经过高斯拟合法滤波得到三维数据顶点坐标，将其网格化后，采用C++ Builder下Opengl编写的三维重建软件系统重建三维图形，实验结果成功还原了被测物表面的微结构。

摘要： 动态红外投影技术是红外成像测试与评估的关键技术。本文描述了数字微镜器件(DMD)的动态红外景象投影系统的基本原理，设计了一种准直投影光学系统。此光学系统为透射式，工作在(8.12)μm波段，焦距为250mm，相对孔径为1∶2.5，视场角为5°。最后对设计结果进行了分析、优化，给出了系统的调制传递函数曲线和点列图，表明光学系统的像质满足使用要求。

摘要： 动态红外场景生成技术是红外成像武器系统动态性能参数测试、半实物仿真的关键技术之一.本文在归纳总结目前主要的动态红外场景生成技术的基础上,重点讨论了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外场景生成方案,并就未来动态红外场景生成技术进行了展望.

摘要： 重点讨论了数字微镜器件(DigitalMicromirrorDevices,DMD)的空间调制特性以及灰度等级控制特性,在此基础上提出了基于DMD器件的激光成像雷达目标模拟器反射图像的灰度级的控制方法.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,可作为空间光调制器.在激光成像雷达半实物仿真系统中,由计算机图像生成器产生图像信号,图像信号转换成脉冲宽度调制控制信号,驱动DMD目标模拟器,产生不同灰度级的反射图像,验证了DMD目标模拟器在激光成像雷达半实物仿真中的可行性.

摘要： 介绍了MEMS封装技术的特点和发展现状,重点介绍了圆片级、单片全集成级、MCM 级、模块级、SIP 级等几种很有前景的封装技术在实际中的应用,并且对MEMS封装的发展趋势进行分析.

摘要： 介绍了MEMS封装技术的特点和发展现状,重点介绍了圆片级、单片全集成级、MCM 级、模块级、SIP 级等几种很有前景的封装技术在实际中的应用,并且对MEMS封装的发展趋势进行分析.

摘要： 介绍了MEMS封装技术的特点和发展现状,重点介绍了圆片级、单片全集成级、MCM 级、模块级、SIP 级等几种很有前景的封装技术在实际中的应用,并且对MEMS封装的发展趋势进行分析.

摘要： 本发明的基于压电驱动方式的微镜器件以低电力化为目的，微镜器件具备：反射镜部(12)；环状的第1致动器(14)；环状的第2致动器(16)；第1连接部(21)，在第1轴上连接反射镜部(12)和第1致动器(14)，并且将反射镜部(12)支承为能够绕第1轴转动；第2连接部(22)，在与第1轴正交的第2轴上连接第1致动器(14)和第2致动器(16)，并且将第1致动器(14)支承为能够绕第2轴转动；第3连接部(23)，在第2轴上连接于第2致动器(16)的外周；及固定部(20)，连接有第3连接部(23)，并经由第3连接部(23)支承第2致动器(16)。

摘要： 本发明提供一种微镜器件的筛选方法、微镜器件筛选装置以及无掩膜曝光装置。该微镜器件筛选装置用于在无掩膜曝光装置中获得在宽度方向和厚度方向上都无凹陷的线性良好的描画图案。在该微镜器件筛选装置中具备：将照明光照射到微镜器件(2)的微镜(21)的照明系统；使通过微镜(21)产生的衍射光入射到摄像元件(79)的光学系统；以及对通过摄像元件(79)拍摄到的衍射光分布图像进行处理，进行微镜器件(2)为合格品或不合格品的判定的处理系统(9)。

摘要： 微镜器件具备第1及第2致动器，该第1及第2致动器为具备在振动板上层叠有下部电极、压电膜及上部电极的压电元件的压电致动器。各压电元件的各上部电极由以第1应力反转区域及第2应力反转区域分离的多个个别电极部构成，并且该各压电元件包括由多个个别电极部分别规定的多个压电部，该第1应力反转区域中，在以使反射镜部绕第1轴产生倾斜位移的第1共振模式驱动时的最大位移状态下，在压电膜的面内方向上产生的主应力中绝对值最大的主应力成分的正负反转，该第2应力反转区域中，在以使反射镜部绕第2轴产生倾斜位移的第2共振模式驱动时在压电膜的面内方向上产生的主应力中绝对值最大的主应力成分的正负反转。

摘要： 本发明的基于压电驱动方式的微镜器件以低电力化为目的，微镜器件具备：反射镜部(12)；环状的第1致动器(14)；环状的第2致动器(16)；第1连接部(21)，在第1轴上连接反射镜部(12)和第1致动器(14)，并且将反射镜部(12)支承为能够绕第1轴转动；第2连接部(22)，在与第1轴正交的第2轴上连接第1致动器(14)和第2致动器(16)，并且将第1致动器(14)支承为能够绕第2轴转动；第3连接部(23)，在第2轴上连接于第2致动器(16)的外周；及固定部(20)，连接有第3连接部(23)，并经由第3连接部(23)支承第2致动器(16)。

摘要： 一种基于数字微镜器件的微流控芯片加工与检测实验装置，包括紫外LED光源、第一双凸透镜、第一反射镜、DMD器件、双色镜、第一显微镜物镜、三维电动平台、第二显微镜物镜、第二双凸透镜、白光LED光源、第二反射镜、滤光镜、第三双凸透镜、CCD相机以及计算机。该实验装置能够有效的工作在光刻胶曝光、微流控芯片可见光和紫外荧光检测两个模式；所述的计算机通过信号线分别与紫外LED光源、白光LED光源、DMD器件、三维电动平台、CCD相机相连。本发明既可以实现微流控芯片制作过程中微流道图样的软光刻曝光，也可以实现对微流控芯片中微量样品的可见光和紫外荧光实时检测。

摘要： 本发明公开了一种非接触式数字微镜器件微镜片一致性检测仪，该检测仪包括白光光源、会聚透镜、光阑、透镜、散射镜、光波长滤波器、半透分光反射镜、变焦透镜组、正光焦度透镜、单凸透镜、单凹透镜、双胶合透镜、平面透光板、凹凸单透镜、盖玻片、双凸正光焦透镜、反光镜、ICCD、数字微镜器件、高度可调节平台、手动调节旋钮、平台自动调节驱动器、光波长滤波器驱动单元、光源控制器、图像采集和控制终端、计算机、封闭式机壳、样本窗、滑动开关门、传送带、滚珠及传送带控制器。本发明能够根据不同微镜片能清晰成像时对应的光波长不同，通过计算波长差异来换算微镜片之间的水平高度差，从而对微镜器件表面一致性进行无接触检测。

摘要： 本发明公开一种去除数字微镜器件微镜抖动的装置及方法，装置包括激光光源、DMD、第一CCD相机及第二CCD相机；激光光源发出光束照射在DMD表面，经由DMD表面的微镜反射后，于反射空间内出现一对互补像，该一对互补像的对应反射光束分别被第一CCD相机和第二CCD相机同时接收，将所接收的一对互补像进行叠加处理，即实现消除DMD微镜抖动，从而可以消除DMD用于表面形貌测量时所产生的重要误差源。去除抖动装置结构简单，去除抖动方法简洁、易于控制，所达到的去除抖动效果优良。

摘要： 本发明公开了一种基于数字微镜器件衍射效应的微透镜阵列制备与检测装置，该装置包括紫外LED光源、氦氖激光器光源、DMD器件、扩束器、第一双凸透镜、空间滤波器、第二双凸透镜、第三双凸透镜、双色镜、显微镜物镜、三维电动平台、第四双凸透镜以及CCD相机。该装置能有效地工作在光刻胶曝光和微透镜光学性能检测两个模式；所述的计算机通过信号线分别与紫外LED光源、氦氖激光器光源、DMD器件、三维电动平台、CCD相机相连。本发明既可以实现在光刻微加工中的微透镜阵列制备，也可以实现对微透镜阵列结构的光学性能进行检测。

摘要： 一种基于数字微镜器件的微流控芯片加工与检测实验装置，包括紫外LED光源、第一双凸透镜、第一反射镜、DMD器件、双色镜、第一显微镜物镜、三维电动平台、第二显微镜物镜、第二双凸透镜、白光LED光源、第二反射镜、滤光镜、第三双凸透镜、CCD相机以及计算机。该实验装置能够有效的工作在光刻胶曝光、微流控芯片可见光和紫外荧光检测两个模式；所述的计算机通过信号线分别与紫外LED光源、白光LED光源、DMD器件、三维电动平台、CCD相机相连。本发明既可以实现微流控芯片制作过程中微流道图样的软光刻曝光，也可以实现对微流控芯片中微量样品的可见光和紫外荧光实时检测。

摘要： 本发明公开了一种非接触式数字微镜器件微镜片一致性检测仪，该检测仪包括白光光源、会聚透镜、光阑、透镜、散射镜、光波长滤波器、半透分光反射镜、变焦透镜组、正光焦度透镜、单凸透镜、单凹透镜、双胶合透镜、平面透光板、凹凸单透镜、盖玻片、双凸正光焦透镜、反光镜、ICCD、数字微镜器件、高度可调节平台、手动调节旋钮、平台自动调节驱动器、光波长滤波器驱动单元、光源控制器、图像采集和控制终端、计算机、封闭式机壳、样本窗、滑动开关门、传送带、滚珠及传送带控制器。本发明能够根据不同微镜片能清晰成像时对应的光波长不同，通过计算波长差异来换算微镜片之间的水平高度差，从而对微镜器件表面一致性进行无接触检测。