基于可调超表面的激光散斑抑制方法

发布时间：2024-02-28 19:43

　　为抑制激光散斑现象,利用时间平均抑制散斑理论的基本思想,设计了一个具有高透射率、随机相位功能的超表面结构,并结合MEMS技术实现了微纳旋转载台的设计制造,实现了超小型的散斑抑制器件制造.实验结果显示激光散斑对比度可降低至2.63%,满足激光投影领域使用需求.该激光散斑抑制器件使用方法简单、能量利用率高、成本低且易于批量制造.

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1散斑抑制器件原理图

本文提出的方案为，设计具有随机相位功能的超表面作为随机相位板，采用MEMS微纳旋转振动技术实现超表面的可调.其原理如图1所示，当相干光经过超表面后，相位已经被打散呈随机分布，如图1(b）所示，当它再叠加微纳旋转机构周期振动，散斑图案随时间和空间不断变化，探测器每一个像元在一个采集....

图2随机相位的超表面设计

需要构成图1(b）中的随机相位波前，首先要设计相位单元，本文采用圆孔结构作为相位子单元，如图2(a）左下角所示，蓝灰色结构为衬底石英、红色结构为相位单元结构，单元结构的周期为U、孔径为D、孔深为H.设计方法参见文献[13-14]，介质材料选择TiO2(n=2.483),U=550....

图3微纳旋转载台的设计

微纳旋转平台的旋转振动模态如图3(b）所示，通过仿真得到f=10.708kHz，此时仿真模型中包含了超表面结构；当施加驱动电压110V时，可产生约10°的机械旋转角度，满足设计需求.2实验与结果

图4散斑抑制器件及其驱动电压

根据上述的设计，进行了器件制造.制作出的随机相位超表面结构如图4(a）所示，结构特征尺寸符合预期设计值，在工作波长850nm，其透过率约82%；微纳旋转载台如图4(b）所示，结构符合预期设计值，中心孔区域是为了搭载超表面结构后光线可以很好的传播；采用微组装技术将两者进行键合，形....

本文编号：3913932