光柵光閥新結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能分析【開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)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(lái)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(guò)大批量生產(chǎn)來(lái)獲得低成本。GLV技術(shù)提供了完成光的開(kāi)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(kāi)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(chēng)輻條）和3根固定梁

3、交叉相間組成像素陣列，再與一塊基底組成。可動(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(mǎn)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

4、同一平面上，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(guò)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3光柵光閥工作時(shí)的光學(xué)簡(jiǎn)圖如圖1所示。圖1光柵光閥光學(xué)簡(jiǎn)圖其中和分別

5、為入射角和衍射角，光柵的周期為Λ，可動(dòng)梁與固定梁之0?i?間的高度差為h。由夫瑯禾費(fèi)衍射理論以及光柵的周期性可以得到：?????????10NnperiodjkpxjkpxdxFeCepEn?????????periodjkpxjkpjNkpdxFeCee11式中E是衍射復(fù)振幅，C是歸一化常數(shù)，是光柵的傳遞函數(shù)，是入射光F?波長(zhǎng)，是波矢量，，N是光柵的周期數(shù)，F(xiàn)是一個(gè)周??2?k0sinsin????ip期內(nèi)的傳遞函數(shù)。圖2和圖3是光柵