这一优势能够实现的前提是MEMS器件本身是可靠的,并且能够产生出可预计且在时间与温度范围内恒定的滤波器响应。
通过将一个数字微镜器件(DMD)用作一个空间光调制器,可以克服在光谱分析仪应用中采用MEMS时遇到的数个难题。首先,通过使用一个铝制MEMS微镜阵列,进入单点探测器的光被打开和关闭;而铝这一材质在大范围的波长范围内光学有效。第二,数字MEMS的打开和关闭状态由机械停止和一个互补金属氧化物半导体(CMOS)静态随机存取存储器(SRAM)单元的锁存电路控制,从而提供固定电压微镜控制。这就确保了这个系统不需要机械扫描和模拟控制环路,从而简化了分光镜系统的校准。它还使得系统对于温度、老化或抖动等误差源具有很强的抑制能力。
DMD的可编程属性具有很多优势;这些优势能够在根据一个可编程滤波器列的可寻址属性进行架构设计时实现。由于DMD的分辨率通常高于所需要的频谱,DMD区域会填充不足,而频谱会被过度采样。这就使得波长选择完全可编程,并且可以在光引擎出现极度机械位移时的情况下,将额外的微镜用作重新校准列。
最后,DMD是一个二维的可编程阵列,从而为用户提供了高度的灵活性。通过选择不同数量的列,可以调节分辨率和数据吞吐量。扫描时间能够动态变化,这样相对于那些不太关注的波长,对于感兴趣的波长可以进行时间更长、更加详细地检查,从而更好地使用仪器的处理时间和功能。此外,与固定滤波器器具相比,诸如哈达玛(Hadamard)图形应用等高级狭缝编码技术可实现高度灵活性,并且提高性能。这就在仪器或处理过程中极大地降低了分光镜功能的实现成本。
总之,一个基于DMD的解决方案实现了一个比当前光谱分析系统具有更高分辨率、更大灵活性、更经久耐用、外形尺寸更小、成本更低的分光器件,从而使它们对于更加广泛的商业和工业应用具有极大吸引力。
性能