Оптические МЭМС. Актуаторы для оптических МЭМС-микрозеркала. Технология DLP

Оптические МЭМС.
Миниатюрное гексагональное зеркало, состоящее из 127 более мелких подвижных зеркальц, интегрировано на управляющую плату (Air Force Institute of Technology)
Раскладное поликремниевое зеркало.Управляется электростатическими комбинированными приводами, позиционирующими отражающую поверхность зеркала с очень большой скоростью и точностью. Зеркало создано в университете Беркли (США), интегрировано на одном кристалле с полупроводниковым лазером.

Оптические МЭМС.
Лазерная головка для считывания информации с оптических дисков выполненная на одном кристалле (Калифорнийский университет, 1996 г)
Микрозеркальная матрица разработки Фраунгоферовского института полупроводниковых технологий

МЭМС-дисплеи
Технология IMOD (Interferometric MODulation — интерферометрическая модуляция).
Преимущества:
Высокое разрешение (размеры «ядер» от 10мкм)
Низкое энергопотребление
Высокое качество изображения даже при ярком освещении

Технология DLP
Схема пикселя DMD-матрицы (Digital Micromirror Device):
Микрозеркало крепится на гибком подвесе
Два положения, отличающихся ровно на 20 градусов
Электростатическое управление
Пружинные наконечники для предотвращения залипания
Элемент SRAM-памяти для хранения состояния (направления) зеркала

Технология DLP
Снимок DMD-матрицы с размером микрозеркал 16мкм

Технология DLP
Принцип формирования изображения с разрешением 3840x2160
Максимальное доступное
разрешение DMD-матрицы - 2560x1600

Адаптивное (деформируемое) зеркало
Характеристики адаптивных МЭМС зеркал (MEMS-based Deformable Mirrors):
Перемещение (ход) сегментов до 8 мкм
Шаг перемещения менее 1 нм
Время отклика от 500 до 2 мкс
Отсутствие гистерезиса
Квадратичная зависимость перемещения от приложенного напряжения
Прикладываемые напряжения до 300 В.
Применение - коррекция волнового фронта, устранение аберраций:
наземные астрономические телескопы, системы оптической коммуникации, промышленная лазерная техника, оптическая микроскопия.
Схема гексагонального адаптивного зеркала компании Boston Micromachines Corporation.

Сканирующие МЭМС зеркала
Особенности:
Аналоговый характер управления положением зеркала
Работа в режиме резонанса (частоты в кГц диапазоне)
Углы наклона 36-25о (1280x600px)
Точность позиционирования 1/5px
Размер зеркала 1 мм
Сканирующее двухосевое зеркало на карданном подвесе производства Maradin Ltd.
Применение - лазерные проекционные системы:
Проекторы
HUD-дисплеи
Лазерная гравировка
Оборудование для лазерных шоу

Сканирующие МЭМС зеркала
Особенности:
Размеры зеркал от 0,8 до 2,4 мм
Углы наклона в статическом режиме до 6о, в режиме резонанса до 7о
Точность позиционирования 0,0005о
Резонансные частоты более 3кГц
Электростатические актуаторы
Возможность помимо наклона осуществлять вертикальное перемещение
Сканирующие двухосевые зеркала производства Mirrorcle Technologies.
Integrated Mirror Devices

Сканирующие МЭМС зеркала
Сканирующие двухосевые зеркала производства Mirrorcle Technologies.
Bonded Mirror Devices - размеры зеркал от 2 до 5 мм

Сканирующие МЭМС зеркала
Еще один вариант применения — коммутация оптоволоконных сетей