当前课程知识点:MEMS与微系统 > 第七章 光学MEMS > 第6小节 影像再现III—干涉器件 > 影像再现III—干涉器件
下面我们来看一下空间调制技术里边的
一些干涉技术
在这个里边我们主要介绍由朗讯公司
所开发的一个MARS器件
那么它是薄膜抗反射开关的一个缩写
它的基本原理如这个图所示
这个器件是由一个悬空薄膜构成的
那么这个悬空薄膜一个光的半透膜
它既可以有光的入射
也可以有光的反射
那么由此我们就可以实现
入射光和反射光之间的相互作用
由此来实现不同的亮暗程度
我们来看这幅图的一个工作原理
那么入射光有一部分被透射过去
另外一部分被反射回去
那么随着悬空上表面与衬底之间间距的调整
我们可以得到一个反射光的光强
如这个曲线所示
当间距是大概在0.2个微米左右的时候
反射光几乎是零
也就是这个时候入射光和反射光
产生了相位上的交替作用
因此我们几乎看不到反射光
再随着间距的变化
那么反射光又得到了加强
因此
如果我们通过MEMS的技术
例如通过静电执行器来控制上面的反射层
与衬底反射层之间的间距
我们就可以来控制反射光的强弱
这是这种MARS器件的基本工作原理
那么与此类似还有一个美国Iridigm公司
所开发的一个叫做干涉调制器的器件
我们把它简称为IMOD
那么它是玻璃基板上制造的一个导体的
半透明薄膜以及衬底上的可动金属薄膜构成的
这二者之间有一个间隙
这个间隙的大小可以通过调整
两个膜之间的驱动电压
用静电力来调整上表面薄膜的位置
从而控制间距的大小
这样的一个器件从本质上来讲它是一个
Fabry-Perot的一个谐振腔结构
那么通过调整间隙来形成一个干涉
我们来看这一幅图
给大家看到的它的一个基本工作原理
那么当驱动电压等于0的时候
入射和反射是一个状态
当驱动电压施加到一定幅值来控制
上表面和下表面的间距发生改变的时候
那么它进入到了一个干涉的调制过程
这个时候我们所看到的就是一个亮和一个暗
所以用这样的一个器件我们可以来
做一个显示屏
这个显示屏就是通过入射光和反射光
二者之间所形成的相互作用
利用干涉的效果来实现亮暗
那么这幅图明显的看出来当间距较大的时候
和间距较小的时候
二者所实现的亮暗上的调制过程
那么对于IMOD器件如果想实现彩色
也是采用了三元素并列的一个方式
由于红绿蓝的波长不同
因此
产生相互作用所需要的间隙也不同
这样可以红绿蓝分别制造三个像素
并排放在一起并且通过驱动电压
来控制间距的大小
那么可以实现这一个区域只对红光有效果
而另一个区域只对蓝光有效果
通过这样三个像素并列在一起就可以
构成一个对红绿蓝实现的选择性的影像再现
我们来看这个图
那么对于红光由于波长较长
因此它的间距也较大
而蓝光波长最短所以它的间距也较小
那么这种显示技术有一个非常好的发展前景
特别是在手机里边的应用
因此2004年高通公司以1.7亿美元
收购了Iridigm公司
并且在2008年推出了第一个IMOD的
显示器件
这种IMOD的显示器件它的驱动电压很小
小于五伏
那么静态时候的画面耗电也很低
动态时候的画面的耗电大概在25个毫瓦
它主要是利用了环境光能够自动调整亮度
这样的一个特点
所以它不需要背光源
那么只有在像素的颜色改变
比如说从红要变成蓝的时候
那么才需要去驱动蓝色像素所对应的执行器
因此
只有这个时候才有比较大的功耗
所以整体上在显示静态画面的时候
它的功耗理论上是非常低的
另外它采用了干涉增强的一个反射技术
那么使得即使在太阳光下面
它也能使显示成像非常艳丽
也就整个画面的亮度它是
随着周围光强的增强而增强
随着光强的减弱而减弱
但是由于这种器件它的生产成品率比较低
那么2012年的时候
高通公司宣布停止生产IMOD器件
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