1、畢業(yè)設計文獻綜述畢業(yè)設計文獻綜述電信多媒體電信多媒體光柵光閥新結構的光學性能分析光柵光閥新結構的光學性能分析摘要摘要：光柵光閥(GLV:GratingLightValve)技術最早由斯坦福大學DavidBloom教授及其研究小組于1992年提出，1994年成立了SLM（SiliconLightMachine）公司來推廣這一技術在投影顯示方面的應用。光柵光閥是一種基于MEMS技術的衍射光器件，它是由一列懸空的粱組成的一個相位光柵。光柵光閥

2、是光線反射元件由一條條帶狀的反射面所組成反射面在靜電力的作用下進行上下移動使得光柵光閥形成衍射光柵工作在“開”態(tài)和“關”態(tài)再加上其反射裝置的超高切換速度以達成影像的再生。衍射的作用使得光柵光閥在“開”、“關”態(tài)存在一定的光能量的泄漏降低以光柵光閥為核心器件的投影機的投影性能所以有必要對光柵光閥的光學特性進行分析。本文主要討論了GLV的基本特點和原理；綜合GLV的特點并舉例說明了它的典型應用，比如成像設備，包括投影系統(tǒng)、便攜式通信設備、打

3、印機、激光照排機、計算機直接制版機以及光纖通信等；介紹了Matlab仿真軟件的模擬分析方法，并比較分析Matlab仿真軟件的優(yōu)勢所在；最后討論了由于GLV在不同領域得到的成功和應用，受到越來越多的重視，展示了其在數(shù)據傳輸速度、適用光譜范圍、結構等方面的新的發(fā)展趨勢。關鍵詞關鍵詞：光柵光閥（GLV）；微機電系統(tǒng)（MEMS）；衍射光柵；光學性能參數(shù)；計算機模擬仿真1.1.引言引言光柵光閥(GLV)是一種基于微機電系統(tǒng)技術的新型微型反射光柵在

4、靜電力的作用下可動梁彎曲從而獲得所需要的光強分布，具有響應速度快、光學效率高、成像穩(wěn)定、可經受極高光強等優(yōu)點。光柵光閥是一種衍射型相位光柵器，于1992年首次被提出。1994年美國加州硅光機公司開始開發(fā)GLV產品，并于1998年進行了首次投影機的公開展示，后來GLV又不斷的被成功運用到光通信、高清晰打印等領域，并在數(shù)字電視等方面有所新的發(fā)展和突破。2.2.背景背景MEMS微型可編程光柵是一種全新概念下的光柵具有軟件可編程控制的高靈活性特

5、點并表現(xiàn)出獨特的能量再分布能力是一種新型的多功能光學器件。而MEMS技術的采用不僅實現(xiàn)了光柵的微型化和集成化易于構造大面陣光柵陣列同時顯著降低了制造成本、提高了器件的工作性能并且使光學片上系統(tǒng)(systemonachipSoC)的最終實現(xiàn)成為可能其中在結合了MEMS技術、微電子技術、精密機械加工技術和封裝技術等的基礎上發(fā)展起來的微型光譜儀就是最典型的例子。這是其它光閥技術所無法比擬的。?光學效率高，成像清晰非凡相對于其它光閥技術所采用的

6、透射或反射成像，GLV利用光的衍射技術進行成像，它具有更高的光學效率。而GLV光柵光閥與激光光源共同使用，可輕易達到3O00：1的成像對比度。使得成像無比清晰這也是sony公司利用GLV生產高清晰電視(HDTV)的原因之一。?成像穩(wěn)定，使用壽命長GLV技術采用簡單的機械和電子設計，從而決定了其內在品質是穩(wěn)定可靠的。GLV可彎曲的晶片從不與其它物件接觸，根本不存在磨損的問題。實驗測試表明GLV晶片可以經受高于6X10次的彎曲彈回周期。這可

7、以保證GLV可以連續(xù)15年每天24小時不停的正常運轉。?可擴展性用于形成衍射光柵的GLV芯片是可擴展的，將多個基本的GLV單元并排排列在一起，確保臨近的GLV單元之間沒有間隙，就可以使一個均勻照明線形陣列的輸出是平滑均勻的扁平光線。GLV單元越多，同時成像的像素就越多，從而成像速度可以有無限的擴展空間。?能經受極高的光能強度一般的光閥技術只能承受低于1瓦／平方厘米的光強，而對于GLV技術而言，當光強增加到幾千瓦／平方厘米時，其操作性能沒

8、有受到任何影響。具有這種特性的GLV技術對于采用大功率紅外830nm激光進行成像的直接制版設備來說無疑是最佳的選擇。?制造成本低且容易實現(xiàn)與CMOS邏輯的集成GLV器件是采用標準CMOS工藝制造的，因此容易集成相關的驅動和外圍電路。另外，單塊晶圓上可以制造出多個器件，從而在大批量生產時，具有成本優(yōu)勢。但是GLV器件也存在一些不足如光帶的可調范圍一般只有幾百納米、單個光帶不能單獨控制、像素單元中的衍射單元數(shù)少等。5.5.GLVGLV的典型

9、應用的典型應用由于GLV器件具有響應速度快(約20ns)、衍射效率高(70%)、插入損耗低(約1.5dB)、可承受大的能量密度(數(shù)十kWcm2)、可靠性高、使用壽命長、與標準CMOS工藝兼容(適合批量生產、成本低)等顯著優(yōu)點目前已經在投影顯示、印刷制版、光通信等領域得到了廣泛應用。?投影顯示方面由于其無與倫比的響應速度只需要在一維像素單元陣列(通常為1080像素)的垂直方向上進行掃描就可以達到顯示二維圖像的目的與目前廣泛使用的LCD、D