這一優勢能夠實現的前提是MEMS器件本身是可靠的,并且能夠產生出可預計且在時間與溫度范圍內恒定的濾波器響應。
通過將一個數字微鏡器件(DMD)用作一個空間光調制器,可以克服在光譜分析儀應用中采用MEMS時遇到的數個難題。首先,通過使用一個鋁制MEMS微鏡陣列,進入單點探測器的光被打開和關閉;而鋁這一材質在大范圍的波長范圍內光學有效。第二,數字MEMS的打開和關閉狀態由機械停止和一個互補金屬氧化物半導體(CMOS)靜態隨機存取存儲器(SRAM)單元的鎖存電路控制,從而提供固定電壓微鏡控制。這就確保了這個系統不需要機械掃描和模擬控制環路,從而簡化了分光鏡系統的校準。它還使得系統對于溫度、老化或抖動等誤差源具有很強的抑制能力。
DMD的可編程屬性具有很多優勢;這些優勢能夠在根據一個可編程濾波器列的可尋址屬性進行架構設計時實現。由于DMD的分辨率通常高于所需要的頻譜,DMD區域會填充不足,而頻譜會被過度采樣。這就使得波長選擇完全可編程,并且可以在光引擎出現極度機械位移時的情況下,將額外的微鏡用作重新校準列。
最后,DMD是一個二維的可編程陣列,從而為用戶提供了高度的靈活性。通過選擇不同數量的列,可以調節分辨率和數據吞吐量。掃描時間能夠動態變化,這樣相對于那些不太關注的波長,對于感興趣的波長可以進行時間更長、更加詳細地檢查,從而更好地使用儀器的處理時間和功能。此外,與固定濾波器器具相比,諸如哈達瑪(Hadamard)圖形應用等高級狹縫編碼技術可實現高度靈活性,并且提高性能。這就在儀器或處理過程中極大地降低了分光鏡功能的實現成本。
總之,一個基于DMD的解決方案實現了一個比當前光譜分析系統具有更高分辨率、更大靈活性、更經久耐用、外形尺寸更小、成本更低的分光器件,從而使它們對于更加廣泛的商業和工業應用具有極大吸引力。
性能