微型近红外光谱仪关键技术研究进展 被引量：14

1

作者 庾繁 温泉 +2 位作者 雷宏杰 黄良坤 温志渝 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第10期24-30,共7页

综述了近年来国内外阵列检测型、光栅扫描型、滤光片型、傅里叶变换型和阿达玛变换型等多种类型微型近红外光谱仪关键技术的研究进展,详细讨论了各种类型的优缺点、适合的应用领域及存在的问题。最后,对微型近红外光谱仪的应用和发展趋... 综述了近年来国内外阵列检测型、光栅扫描型、滤光片型、傅里叶变换型和阿达玛变换型等多种类型微型近红外光谱仪关键技术的研究进展,详细讨论了各种类型的优缺点、适合的应用领域及存在的问题。最后,对微型近红外光谱仪的应用和发展趋势进行了总结和展望。 展开更多

关键词 光谱学 微型光谱仪 微光机电系统 近红外波段

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一种新型谐振式微机电系统扫描镜及其利萨如图形显示 被引量：5

2

作者 燕斌 苑伟政 +1 位作者 乔大勇 刘耀波 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期215-221,共7页

研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型谐振式扫描镜,该扫描镜采用绝缘体上硅(SOI)加工工艺,静电梳齿驱动,利用工艺中残余应力的释放产生垂直梳齿偏差,作为启动电极。针对该器件的机电性能,设计并搭建了一套光学系统测试其性能... 研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型谐振式扫描镜,该扫描镜采用绝缘体上硅(SOI)加工工艺,静电梳齿驱动,利用工艺中残余应力的释放产生垂直梳齿偏差,作为启动电极。针对该器件的机电性能,设计并搭建了一套光学系统测试其性能。结果表明,该器件具有加工工艺简单、低成本、低电压和大的扫描角度等优点。此外,将所制造的两个扫描镜进行合理组合,搭建了利萨如图形的显示装置,显示图案与Matlab软件仿真结果基本一致。 展开更多

关键词 集成光学 微光机电系统 扫描镜 绝缘体上硅 利萨如图形 激光投影

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MOEMS光开关中双光纤耦合对准误差仿真与试验研究 被引量：2

3

作者 刘浩田 曹云 +2 位作者 席占稳 聂伟荣 徐娜 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期143-149,共7页

为了提高激光点火/起爆系统中微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical system,MOEMS)光开关的传能效率,研究了双光纤耦合对准误差对开关传能特性的影响。利用ZEMAX仿真软件建立了双光纤耦合模型,仿真分析了不同偏移方式对传能效率... 为了提高激光点火/起爆系统中微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical system,MOEMS)光开关的传能效率,研究了双光纤耦合对准误差对开关传能特性的影响。利用ZEMAX仿真软件建立了双光纤耦合模型,仿真分析了不同偏移方式对传能效率和输出光束分布的影响;进一步搭建了双光纤耦合传能效率测试平台,通过设计系列尺寸的光纤偏移固定微通道,实现了双光纤轴向、横向和角度多种方式不同误差的偏移。试验得到了双光纤在不同偏移情况下的传输效率及光斑图像,为后续MOEMS光开关的设计及改进提供一定依据。 展开更多

关键词 微光机电系统 光开关 激光点火 光纤耦合 传能特性

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基于Fabry-Perot干涉仪的闭环微光机电加速度计 被引量：3

4

作者 冯丽爽 刘惠兰 +1 位作者 林恒 张春熹 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期691-694,共4页

设计了一种闭环反馈差动式双FP腔的微光机电(MOEMS)加速度计,介绍了其工作原理及系统构成.利用惯性敏感单元将对载体加速度的测量转变为对载体位移的测量,利用光纤自聚焦透镜的端面与质量块组成的FP腔测量载体位移.为了提高系统的测量... 设计了一种闭环反馈差动式双FP腔的微光机电(MOEMS)加速度计,介绍了其工作原理及系统构成.利用惯性敏感单元将对载体加速度的测量转变为对载体位移的测量,利用光纤自聚焦透镜的端面与质量块组成的FP腔测量载体位移.为了提高系统的测量灵敏度和抑制温度等环境因素的影响,设计了一种差动式双FP腔测量机构.为提高微加速度计的输出线性度和动态测量范围,提出了采用静电力平衡技术构成闭环加速度计.建立了其数学模型,对所设计的加速度计重要参数指标———灵敏度、敏感头受载、固有频率等一一进行了详细计算和分析.在此基础上完成了设计背景要求下加速度计参数的优化设计,结果表明:该系统精度可以达到5×10-6g以上. 展开更多

关键词 微光机电系统 加速度计 法布里-珀罗干涉仪 闭环

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微光机电系统加速度计技术现状与应用展望 被引量：1

5

作者 朱启举 王小旭 +2 位作者 梅春波 杨鹏翔 卢乾波 《前瞻科技》 2022年第4期81-98,共18页

微光机电系统(MOEMS)加速度计具有精度高、抗电磁干扰、环境适应性好、可靠性高及易小型化的特点,是未来惯性仪表的重要发展方向。根据光学检测原理对现有微光机电系统加速度计进行了分类:基于直接光强调制、基于光的波动性、基于光与... 微光机电系统(MOEMS)加速度计具有精度高、抗电磁干扰、环境适应性好、可靠性高及易小型化的特点,是未来惯性仪表的重要发展方向。根据光学检测原理对现有微光机电系统加速度计进行了分类:基于直接光强调制、基于光的波动性、基于光与物质相互作用的微光机电系统加速度计;基于测量原理和典型案例,分析了这3类微光机电系统加速度计的优缺点和适用场景;结合微光机电系统加速度计的研究进展,提出了其未来发展的趋势和重点方向。 展开更多

关键词 加速度计 微光学 微光机电系统 高精度加速度测量

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一种用于微型光谱仪的光栅光调制器件

6

作者 王伟 温志渝 +3 位作者 张智海 金珠 郭媛君 莫祥霞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2010年第3期107-113,共7页

提出了一种改进型的可应用于微型光谱仪的光栅光调制器(GLM),器件由可动光栅和底层反射层组成。通过静电驱动由多个GLM组成的线阵单元,下拉栅条至不同高度可实现对不同波长光进行开关选通调制。介绍了该器件的工作原理、结构和工艺流程... 提出了一种改进型的可应用于微型光谱仪的光栅光调制器(GLM),器件由可动光栅和底层反射层组成。通过静电驱动由多个GLM组成的线阵单元,下拉栅条至不同高度可实现对不同波长光进行开关选通调制。介绍了该器件的工作原理、结构和工艺流程,利用Coventor软件对器件进行建模。通过有限元分析了器件的机电耦合特性,得到了器件的吸合电压和响应频率,并得出不同结构参数对器件栅条平坦度的影响关系。仿真结果表明:通过增加栅条厚度,改进底电极结构,且采用减薄的折叠型支撑梁,能够有效改善光栅面平坦度,使其较好地实现对光的开关选通。 展开更多

关键词 光栅光调制器 微光机电系统 有限元仿真 微型光谱仪 器件结构设计

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微型光机电系统及其制作 被引量：1

7

作者 白立芬 李庆祥 +1 位作者 薛实福 于水 《电子工业专用设备》 2000年第3期1-7,12,共8页

微型光机电系统 (MOEMS)是将微光学、微电子和微机械系统结合发展出一种新型、宽广的应用领域 ,从早期的分立光学元件与电子电路向独立完整的光学系统发展。阐述了实现MOEMS的 2种技术手段 :光波导和微型光学平台的原理、制作工艺和关... 微型光机电系统 (MOEMS)是将微光学、微电子和微机械系统结合发展出一种新型、宽广的应用领域 ,从早期的分立光学元件与电子电路向独立完整的光学系统发展。阐述了实现MOEMS的 2种技术手段 :光波导和微型光学平台的原理、制作工艺和关键技术 ,在此基础上概要介绍了几种典型的MOEMS系统。最后对其的发展作了展望。 展开更多

关键词 微型光机电系统 制作 集成电路工艺

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外参数激励MOEMS扫描镜动力学过程与追踪控制 被引量：1

8

作者 王肖伊 王琪 +1 位作者 李赟玺 杨亚非 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期135-141,共7页

随着MOEMS扫描镜的发展,其较高的谐振频率及IC兼容的低成本等优点在激光3D图像传感器中应用前景广阔,研究外参数激励MOEMS扫描镜动力学特性与控制问题具有重要的理论和应用价值。从欧拉方程出发,建立静电驱动MOEMS扭转动力学模型,利用四... 随着MOEMS扫描镜的发展,其较高的谐振频率及IC兼容的低成本等优点在激光3D图像传感器中应用前景广阔,研究外参数激励MOEMS扫描镜动力学特性与控制问题具有重要的理论和应用价值。从欧拉方程出发,建立静电驱动MOEMS扭转动力学模型,利用四阶Runge-Kutta算法仿真表明:在外参数指令信号激励下,MOEMS扫描镜扭转状态经历阻尼运动、周期、倍周期和混沌等动力学过程,其中周期运动存在着一个较大的参数控制范围。根据Lyapunov稳定性理论,设计了一种连续混沌系统追踪控制器,使受控的MOEMS扫描镜扭转状态收敛于任意期望的指令信号。实验表明,李萨如图指令信号适用于激光3D图像传感器;几何矢量指令信号适用于激光3D打印系统,理论分析与实验相一致。 展开更多

关键词 激光图像传感器 光学微机电系统 振动分析 机器人和机器控制

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基于WGM谐振腔系统的陀螺仪光学检测方法研究 被引量：1

9

作者 宫旭亮 夏敦柱 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第8期31-34,共4页

提出微光机电系统陀螺仪的光学检测方法,设计了由光栅耦合器、回音壁模式谐振腔和光波导组成的微光学检测器件,实现与盘式谐振陀螺仪的单片集成。理论分析了谐振腔的谱线漂移和耦合机制,通过调整结构参数得到品质因数为5 303.1。分析了... 提出微光机电系统陀螺仪的光学检测方法,设计了由光栅耦合器、回音壁模式谐振腔和光波导组成的微光学检测器件,实现与盘式谐振陀螺仪的单片集成。理论分析了谐振腔的谱线漂移和耦合机制,通过调整结构参数得到品质因数为5 303.1。分析了光栅周期、刻蚀深度、入射角和上包层对光栅耦合器耦合效率的影响,通过不断优化调整最终实现了51.5%的水平耦合。最后对实验测试结果进行讨论。 展开更多

关键词 微光机电系统 回音壁模式 品质因数 光栅耦合器 耦合效率

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自组装方法制作三维微纳米结构现状与展望

10

作者 桂维魁 《电子技术（上海）》 2010年第12期79-80,78,共3页

MOEMS在很多领域有着潜在的应用,然而制作三维MOEMS是一个很复杂的过程。利用晶格失配的外延层自组装制作三维微纳米结构是一种很有发展前景的方法。该方法主要应用由于应变层中晶格常数不同而带来的应变效应。利用这种技术可以完成在... MOEMS在很多领域有着潜在的应用,然而制作三维MOEMS是一个很复杂的过程。利用晶格失配的外延层自组装制作三维微纳米结构是一种很有发展前景的方法。该方法主要应用由于应变层中晶格常数不同而带来的应变效应。利用这种技术可以完成在同一平台上自组装不同元件,在MOEMS中有广阔的应用前景。我们分析了该技术存在的问题并对今后发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 MOEMS 自组装 微镜面 有限元分析

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Development of Miniature Spectrometers

11

作者 ZHANG Zhi-guo 《Semiconductor Photonics and Technology》 CAS 2007年第2期132-135,共4页

Spectrometer is an essential and necessary optical element used for measuring the chemical components and content of the matter. The development of miniature spectrometers can be traced back to 1980s. The development ... Spectrometer is an essential and necessary optical element used for measuring the chemical components and content of the matter. The development of miniature spectrometers can be traced back to 1980s. The development state and different manufacturing methods of micro-spectrometers are presented. Finally, we analyze the miniaturization trend of spectrometers. Some groundwork for the scientific research is offered by introducing micro-spectrometers development. 展开更多

关键词 micro-SPECTROMETER micro-opto-electro-mechanical system （MOEMS） Fourier transform interferometer（FTS） spectroscopy

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新型傅里叶变换光谱仪信号采集系统光学设计及仿真

12

作者 杨艺宁 朱永 +3 位作者 陈建君 李阳 刘宇 王宁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期184-187,共4页

将基于微光机电系统的微镜阵列与倾斜反射镜相结合,构建应用于中红外波段的微型化便携式傅里叶变换光谱仪.在阐述了该光谱仪工作原理的基础上,通过对微镜衍射特性分析,提出了信号采集系统光路设计要求,并结合ZEMAX软件进行了光学设计与... 将基于微光机电系统的微镜阵列与倾斜反射镜相结合,构建应用于中红外波段的微型化便携式傅里叶变换光谱仪.在阐述了该光谱仪工作原理的基础上,通过对微镜衍射特性分析,提出了信号采集系统光路设计要求,并结合ZEMAX软件进行了光学设计与仿真,结果表明:在2.5~3.5μm波长范围内,保证微镜选通列与非选通列间反射光互不干扰的情况下,本文所设计的信号采集系统可将80%以上的干涉信号会聚到5mm×5mm的单点探测器中. 展开更多

关键词 微光机电系统 中红外 傅里叶变换 光学设计

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MOEMS在光通信网络中的应用

13

作者 周建明 张永康 《新技术新工艺》 北大核心 2003年第7期3-4,共2页

主要介绍了微光机电系统 (MOEMS)在光通信领域中的应用 ,重点介绍了 MOEMS光开关等器件应用在光通信网络中的原理及优势 ,并对微光机电系统技术在光网络通信中的应用前景作了展望。

关键词 微光机电系统 光通信 光开关 MOEMS 通信网

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用于微型光谱仪的硅基多级微反射镜设计与制作研究 被引量：10

14

作者 王波 梁中翥 +8 位作者 孔延梅 梁静秋 付建国 郑莹 朱万彬 吕金光 王维彪 裴舒 张军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期907-912,共6页

提出了一种基于微光机电系统技术实现的空间调制方式的微型傅里叶变换光谱仪,介绍了其分光干涉系统结构及工作原理.对其核心部件多级微反射镜的制作方法进行了研究,采用硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀方法制作多级微反射镜,硅腐蚀后形成的... 提出了一种基于微光机电系统技术实现的空间调制方式的微型傅里叶变换光谱仪,介绍了其分光干涉系统结构及工作原理.对其核心部件多级微反射镜的制作方法进行了研究,采用硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀方法制作多级微反射镜,硅腐蚀后形成的(111)反射面的表面粗糙度均方根小于10nm. 展开更多

关键词 傅里叶变换光谱仪 多级微反射镜 微光机电系统 空间调制

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静电驱动MOEMS保险机构的设计与试验 被引量：6

15

作者 刘加凯 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期334-340,共7页

为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信... 为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信安全与解除保险的目的。设计了MOEMS保险机构的总体结构和耦合光路,并对它进行SOI+DRIE工艺设计和加工。通过开展静电微驱动器性能测试试验和光路性能测试试验得出,静电微驱动器能够实现130μm的大位移输出,MOEMS保险机构的解除保险时间和恢复保险时间分别为13 ms和5 ms,光能传输效率为46.1%。所设计的MOEMS保险机构能够满足功能要求,具备天然的抗电磁干扰能力,有效提高了引信的本征安全性。 展开更多

关键词 微光机电系统 引信 保险机构 静电微驱动器 光路耦合

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基于单质量块微纳光栅泰伯效应的双轴MOEMS加速度计

16

作者 杜艺鑫 金丽 +2 位作者 解琨阳 吴倩楠 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期98-104,共7页

对一种基于单质量块微纳光栅泰伯效应双轴微光机电系统(MOEMS)加速度计进行了设计、加工与测试。利用有限元分析和时域有限差分法分别对双轴加速度计的敏感结构和光栅参数进行仿真优化。在保证加速度计高集成度的同时,为了实现双轴加速... 对一种基于单质量块微纳光栅泰伯效应双轴微光机电系统(MOEMS)加速度计进行了设计、加工与测试。利用有限元分析和时域有限差分法分别对双轴加速度计的敏感结构和光栅参数进行仿真优化。在保证加速度计高集成度的同时,为了实现双轴加速度的高精度测量,采用不同周期的两组光栅进行双轴加速度检测,通过磁控溅射工艺将两组光栅结构沉积在质量块的不同区域,最终通过阳极键合方式实现该双轴MOEMS加速度计的制备。实验结果表明,光栅泰伯效应双轴MOEMS加速度计x轴与y轴的灵敏度分别为3.36和3.54 V/g,零偏稳定性分别为25.53和20.91μg@1 s。该研究为实现高精度多轴加速度计提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 微光机电系统(MOEMS) 双轴MOEMS加速度计 泰伯效应 微纳光栅 阳极键合

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微纳光栅MOEMS加速度计优化设计与测试

17

作者 王策 张晓玉 +4 位作者 金丽 解琨阳 贾鑫瑞 张鹏 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期114-120,共7页

提出了一种基于微纳光栅泰伯效应的微光机电系统(MOEMS)加速度计,通过Comsol软件对加速度计结构和光栅结构参数进行优化,使其在20g量程范围内获得较大的结构灵敏度和衍射效应灵敏度,同时通过仿真分析了该结构的交叉轴串扰情况。由于受... 提出了一种基于微纳光栅泰伯效应的微光机电系统(MOEMS)加速度计,通过Comsol软件对加速度计结构和光栅结构参数进行优化,使其在20g量程范围内获得较大的结构灵敏度和衍射效应灵敏度,同时通过仿真分析了该结构的交叉轴串扰情况。由于受外界温度起伏影响,双层光栅结构间距受热膨胀系数的影响产生相对位移。为了减小由于温度起伏对光栅加速度计零偏的影响,采用温度闭环反馈控制技术将加速度计温度变化控制在±10 mK范围内。经实验测试,加速度计零偏稳定性达3.7μg,相较于无温控情况提升了近7倍。最终实现光栅MOEMS加速度计的灵敏度达5.23 V/g,线性相关系数为99.9%,分辨率达286.8μg。 展开更多

关键词 微光机电系统(MOEMS) 光栅加速度计 泰伯效应 温度闭环反馈控制 零偏稳定性

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光传送网中光开关器件的进展 被引量：4

18

作者 谢世钟 陈明华 王国忠 《中兴通讯技术》 2002年第4期13-17,共5页

随着波分复用技术的广泛应用和光联网的发展,光开关将成为组建未来光网络的关键器件。光开关的类型有光微电机械开关、马赫-曾德干涉仪型开关、热光效应光开关、液晶光开关、喷墨气泡光开关、光栅开关和声光开关等。文章概述了这些光开... 随着波分复用技术的广泛应用和光联网的发展,光开关将成为组建未来光网络的关键器件。光开关的类型有光微电机械开关、马赫-曾德干涉仪型开关、热光效应光开关、液晶光开关、喷墨气泡光开关、光栅开关和声光开关等。文章概述了这些光开关的原理,并进而介绍了光开关器件的最新进展。 展开更多

关键词 光传送网 光开关器件 光联网 光微电机械开关 多功能集成 波分复用

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光栅MOEMS加速度计温度特性

19

作者 邰鹏 金丽 +2 位作者 解琨阳 张敏娟 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第5期127-133,共7页

由于硅微机械加速度计受温度影响,导致硅弹性模量和热膨胀系数发生变化,造成微光机电系统(MOEMS)加速度计标度因数漂移、测量稳定性下降等问题。首先,采用COMSOL软件对光栅MOEMS加速度计微机械结构部分进行了温度特性仿真,分析了硅弹性... 由于硅微机械加速度计受温度影响,导致硅弹性模量和热膨胀系数发生变化,造成微光机电系统(MOEMS)加速度计标度因数漂移、测量稳定性下降等问题。首先,采用COMSOL软件对光栅MOEMS加速度计微机械结构部分进行了温度特性仿真,分析了硅弹性模量温度系数和热膨胀系数对光栅MOEMS加速度计微机械结构标度因数和零位的影响。其次,设计了温控精度达0.1℃的温度控制系统,并利用该系统对加速度计进行温度控制。最后,对光栅泰伯效应MOEMS加速度计温度特性展开测试,结果表明,加速度计的标度因数随温度升高而增大,零偏稳定性随温度的升高而降低,加速度计标度因数温度系数为0.30 V·g^(-1)·℃^(-1),零偏稳定性温度系数为-7.78μg/℃,其变化趋势与仿真结果一致。这为实现全温范围下高精度MOEMS加速度计奠定了基础。 展开更多

关键词 微光机电系统(MOEMS)加速度计 光栅泰伯效应 热仿真 温度特性 温控电路 标度因数 零偏稳定性

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一种新型SOG周期可调光栅的制作及其衍射性能测试 被引量：5

20

作者 燕斌 苑伟政 +3 位作者 虞益挺 乔大勇 孙瑞康 李太平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期3128-3132,共5页

研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型微型可编程光栅——周期可调光栅。该光栅采用玻璃体上硅(SOG)加工工艺,静电梳齿驱动,具有操作简单、连续可调和宽调制等特点。该光栅在静电驱动力的作用下,周期的变化引起特定级次下单色... 研制了一种基于微光机电系统(MOEMS)技术的新型微型可编程光栅——周期可调光栅。该光栅采用玻璃体上硅(SOG)加工工艺,静电梳齿驱动,具有操作简单、连续可调和宽调制等特点。该光栅在静电驱动力的作用下,周期的变化引起特定级次下单色光衍射角的变化及复色光光谱的偏移。针对该光栅的衍射特性,设计及搭建两套光学系统,根据光栅结构设计参数的理论计算与测量结果基本一致,充分表明该光栅能对光具有良好的调制作用。为该器件在微型光谱仪和光开关的应用提供了技术参考。 展开更多

关键词 微光机电系统(MOEMS) 微型可编程光栅 周期可调光栅 玻璃体上硅(SOG) 衍射特性

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