一種消散斑納米光學(xué)MEMS芯片的制作方法
本實(shí)用新型涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種消散斑納米光學(xué)mems芯片。
背景技術(shù)：
散斑是由激光高相干性產(chǎn)生的一種特征，它降低了感光像質(zhì)，給激光應(yīng)用帶來了不利影響。在激光投影、激光光路、激光顯示等領(lǐng)域，散斑現(xiàn)象是一個(gè)常見問題。
目前常采用消散斑調(diào)制技術(shù)路線來降低激光的相干性，據(jù)此，現(xiàn)有的消散斑方案可分為降低激光空間相干性的靜態(tài)散斑抑制方案與降低時(shí)間相干性的動(dòng)態(tài)散斑抑制方案。其中，靜態(tài)散斑抑制方案有多波長(zhǎng)疊加、多散射片級(jí)聯(lián)等方式，多波長(zhǎng)疊加對(duì)激光顯示的顏管理帶來新問題，多散射片級(jí)聯(lián)僅涉及空間相干性，效果有限，增加光路復(fù)雜性且降低光效。動(dòng)態(tài)散斑抑制方案主要通過微型電控馬達(dá)等機(jī)械可動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)隨機(jī)相位板或散射片，但機(jī)械可動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的可靠性帶來挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明人針對(duì)上述問題及技術(shù)需求，提出了一種消散斑納米光學(xué)mems芯片，該消散斑納米光學(xué)mems芯片包括基底、金屬電極、轉(zhuǎn)軸以及納米反射結(jié)構(gòu)，金屬電極制作在基底上，納米反射結(jié)構(gòu)的外側(cè)通過轉(zhuǎn)軸連接至基底的內(nèi)側(cè)，納米反射結(jié)構(gòu)的反射面包括呈隨機(jī)分布的若干種不同相位的納米單元。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，消散斑納米光學(xué)mems芯片包括一根轉(zhuǎn)軸，納米反射結(jié)構(gòu)的外側(cè)直接通過轉(zhuǎn)軸連接基底的內(nèi)側(cè)，消散斑納米光學(xué)mems芯片形成一維掃描mems芯片。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，消散斑納米光學(xué)mems芯片包括兩根轉(zhuǎn)軸，還包括框架，納米反射結(jié)構(gòu)的外側(cè)通過一根轉(zhuǎn)軸連接框架的內(nèi)側(cè)，框架的外側(cè)通過另一根轉(zhuǎn)軸連接基底的內(nèi)側(cè)，兩根轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置，消散斑納米光學(xué)mems芯片形成二維掃描mems芯片。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，消散斑納米光學(xué)mems芯片通過納米反射結(jié)構(gòu)的反射面反射的光線直接出射；或者，消散斑納米光學(xué)mems芯片通過納米反射結(jié)構(gòu)的反射面反射的光線經(jīng)過準(zhǔn)直系統(tǒng)后出射。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，消散斑納米光學(xué)mems芯片的工作波段為可見光波段或者近紅外波段，納米單元的特征尺寸小于消散斑納米光學(xué)mems芯片的工作波段。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，各個(gè)納米單元的特征尺寸對(duì)應(yīng)的相位在0～2π范圍內(nèi)。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，納米反射結(jié)構(gòu)采用鏡面銀或拋光氧化鏡面鋁或金制成。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，納米反射結(jié)構(gòu)包括呈隨機(jī)分布的k種不同相位的納米單元，k≥8。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，納米反射結(jié)構(gòu)由凸起的柱狀結(jié)構(gòu)的納米單元構(gòu)成或者納米反射結(jié)構(gòu)上開設(shè)有孔狀結(jié)構(gòu)的納米單元，納米單元的輪廓形狀為圓形、矩形或橢圓形。
本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：
本技術(shù)：
公開了一種消散斑納米光學(xué)mems芯片，該芯片中采用一種特殊結(jié)構(gòu)的納米反射結(jié)構(gòu)代替常規(guī)的反射鏡面，納米反射結(jié)構(gòu)的反射面包括呈隨機(jī)分布的若干種不同相位的納米單元，納米反射結(jié)構(gòu)可以降低激光的空間相干性，動(dòng)態(tài)的mems芯片降低激光時(shí)間相干性，該mems芯片可以有效地降低激光相干性從而更好地抑制散斑。該mems芯片無外加機(jī)械可動(dòng)結(jié)構(gòu)、體積緊湊、便于系統(tǒng)高度集成、可靠性好，控制簡(jiǎn)單、無需機(jī)械可動(dòng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，無外加光學(xué)結(jié)構(gòu)、光效利用率高，器件穩(wěn)定性好、不受外界溫度影響。
附圖說明
圖1是本申請(qǐng)的消散斑納米光學(xué)mems芯片的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本申請(qǐng)的消散斑納米光學(xué)mems芯片的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是納米單元的特征尺寸與相位的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。
圖4是本申請(qǐng)的mems芯片與常規(guī)的mems芯片在同樣測(cè)試條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)效果對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。
本申請(qǐng)公開了一種消散斑納米光學(xué)mems芯片，請(qǐng)參考圖1和2，消散斑納米光學(xué)mems芯片包括基底1、金屬電極2、轉(zhuǎn)軸3以及納米反射結(jié)構(gòu)4，金屬電極2制作在基底1上，納米反射結(jié)構(gòu)4的外側(cè)通過轉(zhuǎn)軸3連接至基底1的內(nèi)側(cè)，其連接有兩種方式：
該芯片中包括一根轉(zhuǎn)軸3，如圖1所示，納米反射結(jié)構(gòu)4的外側(cè)直接通過該轉(zhuǎn)軸3連接基底1的內(nèi)側(cè)，則該消散斑納米光學(xué)mems芯片形成一維掃描mems芯片。
該芯片包括兩根轉(zhuǎn)軸3，如圖2所示，則此時(shí)通常還包括框架6，納米反射結(jié)構(gòu)4的外側(cè)通過一根轉(zhuǎn)軸3連接框架6的內(nèi)側(cè)，框架6的外側(cè)通過另一根轉(zhuǎn)軸3連接基底1的內(nèi)側(cè)，兩根轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置，則該消散斑納米光學(xué)mems芯片形成二維掃描mems芯片。
無論是形成一維掃描mems芯片還是二維掃描mems芯片，該消散斑納米光學(xué)mems芯片中的納米反射結(jié)構(gòu)4的反射面包括呈隨機(jī)分布的若干種不同相位的納米單元5，納米單元5的特征尺寸小于該消散斑納米光學(xué)mems芯片的工作波段，其單元排列組合符合隨機(jī)分布。在本申請(qǐng)中，該消散斑納米光學(xué)mems芯片的工作波段為可見光波段或者近紅外波段，則各個(gè)納米單元5的特征尺寸對(duì)應(yīng)的相位在0～2π范圍內(nèi)。納米單元5的特征尺寸與相位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。在本申請(qǐng)中，納米反射結(jié)構(gòu)4包括呈隨機(jī)分布的k種不同相位的納米單元5，k≥8，比如常見的可以取k為8或16。
納米反射結(jié)構(gòu)4由若干個(gè)凸起的柱狀結(jié)構(gòu)的納米單元5構(gòu)成，或者，納米反射結(jié)構(gòu)4上開設(shè)有孔狀結(jié)構(gòu)的納米單元5。納米單元5的輪廓形狀為圓形、矩形或橢圓形，因此納米單元4可以為圓柱形、長(zhǎng)方形、圓孔形、方孔形、橢圓柱形、橢圓孔等等。納米反射結(jié)構(gòu)4采用對(duì)可見光波段或近紅外波段高反射率的材料制成，比如鏡面銀或拋光氧化鏡面鋁或金。
該消散斑納米光學(xué)mems芯片在使用時(shí)，納米反射結(jié)構(gòu)4對(duì)入射光進(jìn)行反射出光，散斑抑制效果好。納米反射結(jié)構(gòu)4的反射面反射的光線可以不經(jīng)過準(zhǔn)直系統(tǒng)直接出射，后續(xù)再入射到相應(yīng)的光學(xué)接收系統(tǒng)中。或者納米反射結(jié)構(gòu)4的反射面反射的光線經(jīng)過準(zhǔn)直系統(tǒng)后出射，后續(xù)再入射到相應(yīng)的光學(xué)接收系統(tǒng)，這里的光學(xué)接收系統(tǒng)可以是常見的光譜儀等等。通過試驗(yàn)比對(duì)，本申請(qǐng)的mems芯片與常規(guī)的mems芯片在同樣測(cè)試條件下的像素格點(diǎn)的灰度值的效果對(duì)比圖如圖4所示。
以上所述的僅是本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片包括基底、金屬電極、轉(zhuǎn)軸以及納米反射結(jié)構(gòu)，所述金屬電極制作在所述基底上，所述納米反射結(jié)構(gòu)的外側(cè)通過所述轉(zhuǎn)軸連接至所述基底的內(nèi)側(cè)，所述納米反射結(jié)構(gòu)的反射面包括呈隨機(jī)分布的若干種不同相位的納米單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片包括一根轉(zhuǎn)軸，所述納米反射結(jié)構(gòu)的外側(cè)直接通過所述轉(zhuǎn)軸連接所述基底的內(nèi)側(cè)，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片形成一維掃描mems芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片包括兩根轉(zhuǎn)軸，還包括框架，所述納米反射結(jié)構(gòu)的外側(cè)通過一根轉(zhuǎn)軸連接所述框架的內(nèi)側(cè)，所述框架的外側(cè)通過另一根轉(zhuǎn)軸連接所述基底的內(nèi)側(cè)，兩根轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片形成二維掃描mems芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片通過所述納米反射結(jié)構(gòu)的反射面反射的光線直接出射；或者，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片通過所述納米反射結(jié)構(gòu)的反射面反射的光線經(jīng)過準(zhǔn)直系統(tǒng)后出射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述消散斑納米光學(xué)mems芯片的工作波段為可見光波段或者近紅外波段，所述納米單元的特征尺寸小于所述消散斑納米光學(xué)mems芯片的工作波段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，各個(gè)納米單元的特征尺寸對(duì)應(yīng)的相位在0～2π范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述納米反射結(jié)構(gòu)采用鏡面銀或拋光氧化鏡面鋁或金制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述納米反射結(jié)構(gòu)包括呈隨機(jī)分布的k種不同相位的納米單元，k≥8。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的消散斑納米光學(xué)mems芯片，其特征在于，所述納米反射結(jié)構(gòu)由凸起的柱狀結(jié)構(gòu)的納米單元構(gòu)成或者所述納米反射結(jié)構(gòu)上開設(shè)有孔狀結(jié)構(gòu)的納米單元，所述納米單元的輪廓形狀為圓形、矩形或橢圓形。
技術(shù)總結(jié)
本實(shí)用新型公開了一種消散斑納米光學(xué)MEMS芯片，涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，該MEMS芯片包括基底、金屬電極、轉(zhuǎn)軸以及納米反射結(jié)構(gòu)，利用一種特殊結(jié)構(gòu)的納米反射結(jié)構(gòu)代替常規(guī)的反射鏡面，納米反射結(jié)構(gòu)的反射面包括呈隨機(jī)分布的若干種不同相位的納米單元，納米反射結(jié)構(gòu)可以降低激光的空間相干性，動(dòng)態(tài)的MEMS芯片降低激光時(shí)間相干性，該MEMS芯片可以有效地降低激光相干性從而更好地抑制散斑。該MEMS芯片無外加機(jī)械可動(dòng)結(jié)構(gòu)、體積緊湊、便于系統(tǒng)高度集成、可靠性好，控制簡(jiǎn)單、無需機(jī)械可動(dòng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，無外加光學(xué)結(jié)構(gòu)、光效利用率高，器件穩(wěn)定性好、不受外界溫度影響。
