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OAS光学分析软件 | 如何在OAS中建模DMD(MEMS)


数字镜阵列(DMD)或微机电系统(MEMS)由一组小型矩形反射镜组成。每个镜子可以有不同的倾斜度。这些设备可用于许多应用,包括光谱学(镜子可以在不同位置发送不同波长的光)和DLP投影技术-将图像从监视器投影到大屏幕上。OAS可以使用MEMS对象对它们进行建模。

什么是DMD/MEMS

下图显示了一个DMD设备,它由单独倾斜的微镜组成。镜子通常被称为像素。

如何在OAS中建模DMD

打开OAS后,点击主菜单栏中的光学模型,点击透镜,选择MEMS,输入相关参数后即可建模DMD。

如何计算单个像素/镜子的旋转

本节将说明如何设置单个像素的旋转。像素可以按行(在这种情况下,一行镜子将始终处于相同的状态/倾斜)、按列(在这种情况下,一列镜子将始终处于相同的状态/倾斜)或按像素单独设置。
在本节中,我们将解释如何单独设置像素,即模式为元素时。
MEMS可以看作是一个网格,从左下角开始,随着您向右移动,然后向上移动一排,像素数会增加。
如下这个例子,下面是一个 6x6 的网格。类似最多3750个元素的任何网格大小。

MEMS对象一次考虑15个像素/镜子的组。 因此,如果MEMS是 6x6 网格,则意味着它总共有36个像素,所以共有3组:2组15像素和1组6像素:

这些组将由不同的参数设置:

由于每个分组都有一个基数为3的数字来告诉OAS如何指向单个像素,像素的分组可以如下所示进行归一化,每个值对应于您需要将基数3提高到的幂:

每个像素可以具有对应于角度0、角度1和角度2的三个值(0、1、2)之一。
假设角度值定义为:
角度 0 = 12°
角度 1 = 0°
角度 2 = -8°  
下面的网格显示了每个像素的状态:

现在,要计算行/列/镜像1-15的状态值,您需要使用以下等式:

需要对像素16-30和像素31-45重复此过程

在OAS中使用MEMS的实例

让我们看一下示例文件MEMS微反射镜阵列。该示例文件描述了一个4×4的MEMS反射镜,MEMS的参数设置如下图:

因此,该器件可以看作:

现在让我们看看像素处于哪个状态。模式选择行表示镜像按行寻址。
参数“值1-15”= Row1×30+Row2×31+Row3×32+Row4×33,即“值1-15”=Row1×1+Row2×3+Row3×9+Row4×27,而又因为MEMS的“值1-15”为5,所以Row3和Row4均为0,我们可以推导出Row1=2,Row2=1。
像素状态定义如下:

这意味着我们有以下角度。 旋转角度为45度。初始尖端平面沿+X。然后这些角度围绕Z轴旋转以使镜子尖端。

所以布局显示镜子的不同部分有不同的角度:

结论

MEMS可以在OAS中轻松建模。


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