MEMS掃描微鏡是決定基于MEMS掃描微鏡的長(zhǎng)波近紅外光譜儀分光系統(tǒng)穩(wěn)定性的核心器件之一。采用穩(wěn)定性更高的諧振頻率500Hz的MEMS掃描微鏡替換原有不穩(wěn)定的諧振頻率為50Hz的MEMS掃描微鏡是提高光譜儀的穩(wěn)定性的重要手段。由于MEMS掃描微鏡的諧振頻率的提高以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求不同,相應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件架構(gòu)也需要重新設(shè)計(jì),尤其是相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換電路的帶寬、數(shù)據(jù)采集的速率都需要提高十倍以上,涉及到的MEMS驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率不僅需要提高十倍,而且要求是達(dá)到峰峰值50V以上的高壓脈沖信號(hào)。本研究工作圍繞以上核心問(wèn)題,在不改變光路結(jié)構(gòu)的情況下,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了500Hz的MEMS掃描微鏡驅(qū)動(dòng)模塊、符合系統(tǒng)性能要求的帶模擬PID溫控電路的光電轉(zhuǎn)換與放大模塊、高速的數(shù)據(jù)采集模塊。同時(shí),將這些新的電路模塊整合成了基于STM32F103與FPGA技術(shù)的、符合光譜儀性能要求的嵌入式系統(tǒng)。研究工作所涉及的原理與方法,對(duì)于實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的基于MEMS微鏡的長(zhǎng)波近紅外光譜儀具有指導(dǎo)與借鑒意義。 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

立特羅光路

第二章 MEMS 掃描微鏡光譜儀的嵌入式系統(tǒng)整體分析2.1.3 50Hz 與 500Hz 掃描微鏡MEMS掃描微鏡主要由扭轉(zhuǎn)梁(TorsionBeam)、微鏡反射板(MicromirrorReflectPlate)、電極(Electrode)、錨(Anchor)和襯底(Substrate)構(gòu)成[18]，其結(jié)構(gòu)如圖 2.4 所示。其工作原理如圖 2.5 所示[19]，激光束(Laser Beam)經(jīng)過(guò)聚焦棱鏡(Focus Lens)聚焦后入射到反射板(Reflector)，再反射到微鏡(MicroMirror)。調(diào)節(jié)器將微鏡的反射板與兩電極連接起來(lái)。靜電驅(qū)動(dòng)就是在反射板與電極(Electrodes)間接入驅(qū)動(dòng)電壓后，兩者之間存在靜電力使微鏡可以轉(zhuǎn)動(dòng)[20]。經(jīng)反射板反射到觀察屏幕(Observation Screen)的激光束因此呈現(xiàn)出明暗相間的條紋，顯示出圖像。

第二章 MEMS 掃描微鏡光譜儀的嵌入式系統(tǒng)整體分析2.1.3 50Hz 與 500Hz 掃描微鏡MEMS掃描微鏡主要由扭轉(zhuǎn)梁(TorsionBeam)、微鏡反射板(MicromirrorReflectPlate)、電極(Electrode)、錨(Anchor)和襯底(Substrate)構(gòu)成[18]，其結(jié)構(gòu)如圖 2.4 所示。其工作原理如圖 2.5 所示[19]，激光束(Laser Beam)經(jīng)過(guò)聚焦棱鏡(Focus Lens)聚焦后入射到反射板(Reflector)，再反射到微鏡(MicroMirror)。調(diào)節(jié)器將微鏡的反射板與兩電極連接起來(lái)。靜電驅(qū)動(dòng)就是在反射板與電極(Electrodes)間接入驅(qū)動(dòng)電壓后，兩者之間存在靜電力使微鏡可以轉(zhuǎn)動(dòng)[20]。經(jīng)反射板反射到觀察屏幕(Observation Screen)的激光束因此呈現(xiàn)出明暗相間的條紋，顯示出圖像。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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