光柵光閥新結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能分析【開題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)光柵光閥新結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能分析光柵光閥新結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能分析一、選題的背景與意義一、選題的背景與意義光柵光閥（Gragtinglightvalue，GLV）是一種基于微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)工藝的一種新型器件光調(diào)制器利用其表面具有的可選擇的變形部分(可動(dòng)光閥)提供衍射光柵。GLV技術(shù)由斯坦福大學(xué)教授DavidBloom及其研究組于1992年發(fā)明，1994年成立了SLM公司(

2、現(xiàn)為Cypress公司子公司)來推廣這一技術(shù)的應(yīng)用。GLV技術(shù)可提供高速度、高可靠性，并可通過大批量生產(chǎn)來獲得低成本。GLV技術(shù)提供了完成光的開關(guān)、調(diào)制和衰減的一種可靠方法?；贕LV技術(shù)的器件同時(shí)結(jié)合了高速度、高精度、高可靠性和容易制造等特點(diǎn)，已經(jīng)在仿真、顯示、直接制版和光通信等要求苛刻的市場(chǎng)領(lǐng)域中得到了實(shí)際應(yīng)用和驗(yàn)證。目前更多新應(yīng)用正在開發(fā)之中。早期的GLV結(jié)構(gòu)和制作材料比較簡(jiǎn)單，其典型結(jié)構(gòu)主要由3根可動(dòng)梁（或稱輻條）和3根固定梁交

3、叉相間組成像素陣列，再與一塊基底組成?？蓜?dòng)梁的材料為SiN2，基底材料為硅，基底與可動(dòng)梁之間鍍上一層反射材料（空氣層），如鋁膜。為了在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下盡可能的滿足較小黑區(qū)范圍，提高光學(xué)效率的要求，并且盡可能的簡(jiǎn)化制造工藝，改進(jìn)了傳統(tǒng)GLV結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了光柵光閥的新結(jié)構(gòu)。光柵光閥結(jié)構(gòu)仍然由基底、可動(dòng)梁、固定梁以及金屬鋁層組成。但是這種光柵光閥結(jié)構(gòu)中固定梁的材料不是傳統(tǒng)光柵光閥中的氮化硅，而是蒸鍍的鋁膜；初始狀態(tài)下固定梁和可動(dòng)梁也不同時(shí)懸空在同

4、一平面上，而是緊貼著基底表面，固定梁與可動(dòng)梁之間的初始高度差就是空氣層（被掏空的犧牲層）厚度。在制作過程中，可動(dòng)梁與固定梁并非同步制作，而是先用光刻、離子刻蝕、化學(xué)腐蝕等工藝淘空犧牲層完成可動(dòng)梁的懸空結(jié)構(gòu)，再蒸鍍鋁層完成固定梁的制作。這樣分層的結(jié)構(gòu)一方面有效的提高了器件工作區(qū)的填充因子數(shù)值，減小了可動(dòng)梁與固定梁之間的黑區(qū)范圍，從而提高了衍射效率；另一方面簡(jiǎn)化了器件的制作工藝，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下降低了加工制作的難度。實(shí)際上，GLV的核心就

5、是可動(dòng)梁的形變量的大小，通過改變其移動(dòng)距離，從而獲得相位光柵。由理論推算和分析得知，衍射光強(qiáng)是一個(gè)與可動(dòng)梁的形變量、衍射角以及外加電壓相關(guān)的量。本課題主要利用模擬仿真軟件對(duì)影響衍射光強(qiáng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析測(cè)試，圖1光柵光閥光學(xué)簡(jiǎn)圖其中和分別為入射角和衍射角，光柵的周期為Λ，可動(dòng)梁與固定梁之間的高0?i?度差為h。由夫瑯禾費(fèi)衍射理論以及光柵的周期性可以得到：?????????10NnperiodjkpxjkpxdxFeCepEn??????