红外技术, 2015, 37 (6): 492, 网络出版: 2015-09-08  

MEMS红外光源定向辐射结构设计与分析

Design and Analysis of Directional Radiation Structure of MEMS Infrared Light Source
作者单位
中北大学电子测试技术国防重点实验室, 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
摘要
红外光源辐射利用率是制造高性能红外系统的关键, 准直透镜因其减少红外光源的广角散射而大幅提高红外光源利用率。针对 MEMS红外光源设计 CaF2高红外透射材料的双凸曲面结构准直辐射透镜, 使红外光线收敛呈准直辐射; 由 MEMS红外光源封装确定透镜最佳口径 r=6.48 mm, 透镜焦距 f=7.2 mm, 透镜厚度 d.≤2 mm, 用 Zemax光学软件仿真优化, 得出中间层厚度 d=0.309 mm。并进行透镜的聚光光路仿真分析和效果验证, 为定向辐射 MEMS红外光源研发提供最优的原型尺寸参数, 极大提高设计效率。
Abstract
In this paper, a double convex surface radiation collimating lens for MEMS infrared source is designed with high infrared transmission material CaF2. The highlight of the lens is to bring out infrared light convergence to collimating radiation, which is the key of improving infrared light radiation efficiency and the nature of making high performance infrared system. According to MEMS infrared source encapsulation, the lens aperture r=6.48 mm; focal length f=7.2 mm; lens thickness d.≤2 mm. Moreover, after simulation and optimization by Zemax optical software, it is concluded that the middle layer thickness d is 0.309 mm. In addition, by simulation analysis the converging optical path and the result verification, the optimal size parameters are provided in the MEMS infrared source research, which can dramatically improve the design efficiency.
参考文献

[1] 田英, 熊继军, 关新锋, 等. MEMS 红外光源研究及其应用[J]. 微纳电子技术, 2012, 49(9): 607-612.

[2] 孙玉虹, 曹嘉峰, 王成, 等. 硅基MEMS红外光源光谱特性测试研究[J].红外技术, 2015, 37(4): 347-350.

[3] 周南权. 基于红外成像光学系统的光源设计研究[D]. 重庆: 重庆大学,2008.

[4] 郁道银, 谈恒英. 工程光学[M]. 北京: 机械工业出版社, 2011.

[5] 熊华平, 曹明翠. 微型准直透镜的研究与设计[J]. 激光技术, 2003,27(5): 437-439.

[6] 杨永佳, 周自刚, 韩艳玲, 等. 方形自聚焦透镜的折射率分布研究[J].激光技术, 2010, 34(2): 268-271.

[7] 张尹馨, 周革, 井文才, 等. 准直光学系统在红外无线互连传输中的应用[J]. 光电子激光, 2002, 13(9): 904-907.

[8] 周镇, 苏成悦, 付倩, 等. 一种基于自由曲面的LED 准直透镜设计[J].应用光学, 2012, 33(6): 1058-1062.

[9] R Gappinger, G Williby, J Greivenkamp, et al. Design of afocal components[C]//Optical Fabrication and Testing, OSA Technical Digest (Optical Society of America), 2000, OTuC6(doi:10.1364/OFT.2000.OTuC6).

孔龄婕, 贺婷, 陈东红, 燕乐, 张鹏, 丑修建. MEMS红外光源定向辐射结构设计与分析[J]. 红外技术, 2015, 37(6): 492. KONG Ling-jie, HE Ting, CHEN Dong-hong, YAN Le, ZHANG Peng, CHOU Xiu-jian. Design and Analysis of Directional Radiation Structure of MEMS Infrared Light Source[J]. Infrared Technology, 2015, 37(6): 492.

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!