作者单位
摘要
南昌大学 物理与材料学院,江西 南昌 330000
针对现有的大多数超短焦投影设备成本高、体积大、垂轴色差和畸变校正困难等问题,设计了一款基于DMD芯片的超短焦微型投影镜头,并对其进行了公差分析和热分析。该系统由7片镜片组成,大大简化了结构并降低了成本。系统的F数为1.7,焦距为1.65 mm,系统总长79.39 mm,投射比达到0.16,具有大孔径、大视场、小型化等特点。设计结果表明:系统全视场的调制传递函数(MTF)在空间截止频率93 lp/mm处均大于0.65,接近衍射极限;系统的垂轴色差控制在1.2 μm以内,最大畸变为?2.17%,全视场相对照度大于0.95,满足设计要求。
光学设计 超短焦 投影镜头 DMD芯片 optical design ultra-short focal projection lens DMD chip 
应用光学
2023, 44(6): 1294
作者单位
摘要
先进光电子功能材料研究中心,紫外光发射材料与技术教育部重点实验室,国家级物理实验教学示范中心,东北师范大学,吉林 长春,130024
为提高微阵列电极 (Microarray electrodes, MAE) 的检测效率,降低生产成本,提出了一种将数字微镜器件 (DMD) 无掩模投影光刻与电化学沉积相结合的技术。首先,利用光刻系统压电平台 (PZS) 的高分辨率运动和DMD生成图案的灵活性等优点,制备了用户可自定义的微结构阵列,接着,通过电化学沉积获得Au导电层,实现了均匀的Au微阵列电极 (Au/MAE) 的制备。然后通过循环伏安法,比较了不同结构的Au/MAE的电化学性能,获得了优化的结构参数。最后,研究了优化后的Au/MAE对于不同浓度和pH值的葡萄糖的电流响应,并通过计时电流法对Au/MAE检测葡萄糖的抗干扰能力进行了测试。电化学分析表明,这种简单的Au/MAE对葡萄糖的电化学检测具有显著的安培响应和较强的抗干扰能力,其灵敏度为101 μA·cm−2·mM−1。这种微阵列电极的制备方法,具有分辨率高、一致性高、工艺简单、成本低的优点,为生物传感阵列的制造提供了切实可行的操作方案。
DMD光刻 电化学沉积 微结构阵列 电极 DMD lithography electrochemical deposition microstructure array electrode 
中国光学
2022, 15(3): 592
作者单位
摘要
上海航天控制技术研究所,上海 201109
为了能评估中长波红外双色探测系统抗干扰性能,对双色目标和干扰模拟仿真技术开展了研究。基于多波段红外目标以及干扰生成技术,建立多波段目标和干扰光谱辐射模型、运动模型。同时,基于中长波双色半实物仿真系统,通过MOS电阻阵+DMD目标模拟器构成的中长波红外图像模拟器,多通道复合定向光学系统以及安装被测探测系统的弹目姿态模拟系统,将目标模拟器生成的中长双色图像经多通道复合定向光学系统复合、准直、扩束后提供给被测双色探测系统,验证仿真模拟效果。
MOS电阻阵 DMD目标模拟器 半实物仿真 红外干扰 MOS resistance arrays DMD target simulator hardware-in-the-loop simulation infrared jamming 
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210208
姚雪峰 1高毅 2,*龙兵 3,*于晨阳 4[ ... ]李晓天 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国刑事警察学院 痕迹检验鉴定技术公安部重点实验室,辽宁 沈阳 110035
3 刑事检验四川省高校重点实验室(四川警察学院),四川 泸州 646000
4 中国电子科技集团公司第十研究所,四川 成都 610036
5 中国科学院大学,北京 100049
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。
数字微镜器件 微镜单元 杂散光分析 成像特性 精密测量 DMD micro-mirror unit stray light analysis imaging properties precision measurement 
中国光学
2022, 15(2): 339
作者单位
摘要
1 苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
2 苏州苏大维格科技集团股份有限公司, 江苏 苏州 215026
3 苏州大学 光电科学与工程学院, 江苏 苏州 215006
为解决在激光直写系统中利用数字微镜器件(DMD)无法对纵向像素数大于768的灰度图像进行滚动显示的问题,文章在其控制电路的数据传输、存储及显示驱动技术方面开展了研究。利用FPGA中丰富的逻辑资源实现了图像数据传输方式的改进,通过移位寄存器对数据进行拆分和位宽转换。提出间隔存储方法实现大尺寸灰度图像数据的存储,基于此方法可实现灰度图像滚动显示时的数据读取。同时,省去在上位机中进行位平面拆分和图像分割的预处理步骤,简化了上位机操作流程并提高了系统数据传输效率。实验结果表明,该系统能够以419.6Hz的刷新率对大尺寸灰度图像进行滚动显示。
数字微镜器件 现场可编程门阵列 数据存储 激光直写 DMD FPGA data storage direct laser writing 
半导体光电
2021, 42(5): 741
作者单位
摘要
电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南洛阳 471003
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。
红外场景产生器 数字微镜器件 非均匀校正 变尺度稀疏网格 infrared scene simulator, DMD, nonuniformity corre 
红外技术
2021, 43(1): 21
作者单位
摘要
1 吉林大学 仪器科学与电气工程学院 地球信息探测仪器教育部重点实验室,吉林 长春 130021
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130021
3 通化师范学院,吉林 通化 134002
数字微镜器件小型近红外光谱仪器具有检测速度快、灵敏度高、无损伤检测、仪器小型化等优点,广泛应用于化学成分分析和质量检测。然而,作为仪器设计的前提,整个光谱范围的光学优化设计是系统的难点。文中研究了基于数字微镜器件小型近红外光谱仪的光谱成像系统的理论设计方法。该方法采用双配消像差透镜,结合几何像差理论,对小型数字微镜器件近红外光谱仪的设计进行了优化,以降低整个系统的像差。然后,利用光学仿真软件对准直接成像系统进行光学仿真。最终达到设计仿真要求。仿真结果表明,该分光计的整体尺寸小于150 mm×150 mm×150 mm,在工作波段1000~1700 nm范围内,其分辨率优于15 nm。因此,该方法能满足设计要求,在实际应用中具有广阔的应用前景。
near-infrared spectroscopy instrument DMD principle and optimum analysis 近红外光谱仪器 数字微镜器件 原理与优化分析 
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200427
代雨 1,2,3程欣 1,3张文明 1,3,*李杰 1吕升林 4
作者单位
摘要
1 中国科学院 光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院 空间光电精密测量技术重点实验室,四川 成都 610209
4 空军装备部驻成都地区第五军事代表室,四川 成都 610000
为满足高动态星模拟器的使用要求,设计了一套适用于DMD的投影光学系统和照明光学系统。投影系统采用二次成像方式,解决了大视场长出瞳距情况下长后工作距和系统像差校正难的问题,采用复眼透镜阵列设计了相应的照明系统,利用全反射棱镜实现照明系统和投影系统的同向排列。设计结果表明:系统出瞳为60 mm,视场为28.6°,畸变小于0.045%,80%的能量集中在直径为8 μm的圆内,照明系统的照明均匀度大于94%,满足设计指标要求,适用于大视场长出瞳距DMD型动态星模拟器的光学系统。
光学设计 动态星模拟器 数字微镜阵列 光学系统 optical design dynamic star simulator DMD optical system 
应用光学
2020, 41(5): 891
Author Affiliations
Abstract
Department of Biomedical Engineering The Chinese University of Hong Kong, N.T., Hong Kong, China
There is an ongoing technological revolution in the field of biomedical instruments. Consequently, high performance healthcare devices have led to remarkable economic developments in the medical hardware industry. Until now, nearly all optical bio-imaging systems are based on the 2-dimensional imaging chip architecture. In fact, recent developments in digital micromirror devices (DMDs) are gradually making their way from conventional optical projection displays into biomedical instruments. As an ultrahigh-speed spatial light modulator, the DMD may offer a range of new applications including real-time biomedical sensing or imaging, as well as orientation tracking and targeted screening. Given its short history, the use of DMD in biomedical and healthcare instruments has emerged only within the past decade. In this paper, we first provide an overview by summarizing all reported cases found in the literature. We then critically analyze the general pros and cons of using DMD, specifically in terms of response speed, stability, accuracy, repeatability, robustness, and degree of automation, in relation to the performance outcome of the designated instrument. Particularly, we shall focus our discussion on the use of Micro-Electro-Mechanical System (MEMS)-based devices in a set of representative instruments including the surface plasmon resonance biosensor, optical microscopes, Raman spectrometers, ophthalmoscopes, and the micro stereolithographic system. Finally, the prospects of using the DMD approach in biomedical or healthcare systems and possible next generation DMD-based biomedical devices are presented.
DMD MEMS micromirrors spatial light modulators biomedical instruments 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2020, 13(6): 2030011
作者单位
摘要
长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130000
在DMD光刻设备中, 由于机械装调产生的机械误差导致曝光图像间产生拼接误差, 进而造成曝光图像出现错位、交叠等问题。为了消除 DMD在大面积曝光过程中的曝光误差, 对误差校正方法进行研究。首先, 利用显微镜对曝光后的基板进行测量得到曝光误差。然后, 在曝光误差的基础上建立误差模型。最后, 根据误差模型提出了基于运动补偿的 DMD光刻系统误差校正的方法, 该方法有别于目前已有的误差校正方法。实验结果表明, 在微米级图像曝光过程中, 曝光误差减少了 80%以上, DMD曝光中心偏移距离由 175 μm减少为 21 μm。有效提高曝光图像的拼接精度, 满足对大面积曝光图像的高质量、高精度等要求。
DMD光刻 DMD大面积曝光 运动补偿 倾角误差 DMD lithography DMD large area exposure motion compensation inclination error 
光电工程
2020, 47(6): 190387

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