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数字微镜器件(DMD)杂散光特性测试方法及装置

姚雪峰 高毅 龙兵 于晨阳 李文昊 于宏柱 张靖 李晓天

姚雪峰, 高毅, 龙兵, 于晨阳, 李文昊, 于宏柱, 张靖, 李晓天. 数字微镜器件(DMD)杂散光特性测试方法及装置[J]. 中国光学. doi: 10.37188/CO.2021-0132
引用本文: 姚雪峰, 高毅, 龙兵, 于晨阳, 李文昊, 于宏柱, 张靖, 李晓天. 数字微镜器件(DMD)杂散光特性测试方法及装置[J]. 中国光学. doi: 10.37188/CO.2021-0132
YAO Xue-feng, GAO Yi, LONG Bing, Yu Chenyang, LI Wen-hao, YU Hong-zhu, ZHANG Jing, LI Xiao-tian. Method and Device for Testing Stray Light Characteristics of Digital Micro-mirror Devices (DMD)[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.2021-0132
Citation: YAO Xue-feng, GAO Yi, LONG Bing, Yu Chenyang, LI Wen-hao, YU Hong-zhu, ZHANG Jing, LI Xiao-tian. Method and Device for Testing Stray Light Characteristics of Digital Micro-mirror Devices (DMD)[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.2021-0132

数字微镜器件(DMD)杂散光特性测试方法及装置

doi: 10.37188/CO.2021-0132
基金项目: 吉林省科技发展计划项目(No. 20210203053SF, No. 20190302047GX, No. 20190201104JC, No. 20200404197YY);刑事检验四川高校重点实验室开放课题(No. 2019ZD02);国家自然科学基金项目(No. 61975255, No. U2006209, No. 61505204);公安部科技强警基础工作专项项目(No. GABJC04);辽宁省教育厅重大科研经费项目(No. ZGXJ2020002);中国刑事警察学院科研基金项目(No. D2019036)
详细信息
    作者简介:

    姚雪峰(1985—),男,吉林永吉人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得硕士学位,2018年于中国科学院大学获得博士学位,主要从事新型光谱仪器以及天文光谱仪器方面的研究。E-mail:yaoxf@ciomp.ac.cn

    高 毅(1978—),男,吉林省吉林市人,硕士,副教授,2006年于长春理工大学获得硕士学位,主要从事痕迹检验与鉴定。E-mail:396406005@qq.com

    龙 兵(1980—),男,四川德阳人,博士,副教授,2007年于四川大学获得硕士学位,2014年于四川大学获得博士学位,主要从事刑事科学技术研究。E-mail:longbing001122@163.com

  • 中图分类号: TP394.1;TH691.9

Method and Device for Testing Stray Light Characteristics of Digital Micro-mirror Devices (DMD)

Funds: Supported by Jilin Province Science and Technology development plan project (No. 20210203053SF, No. 20190302047GX, No. 20190201104JC, No. 20200404197YY); Open project of Key Laboratory of criminal inspection in Sichuan Universities (No. 2019ZD02); National Natural Science Foundation of China (No. 61975255, No. U2006209, No. 61505204); Special project of the Ministry of public security on the basic work of strengthening the police through science and technology (No. GABJC04); Major scientific research fund project of Liaoning Provincial Department of Education (No. ZGXJ2020002); Scientific research fund project of China Criminal Police Academy (No. D2019036)
More Information
  • 摘要: 目的: 为了获得数字微镜器件(DMD)的真实光学特性,提出了微镜单元杂散光分布测试方法,并搭建实验装置对2×2阵列区域微镜单元的杂散光分布情况进行了测试。 方法: 首先,提出了杂散光测试方法;接着,针对微镜单元尺寸小、配置方式灵活的特点,设计了汇聚光斑大小连续可调的照明系统以及可以对微镜单元清晰成像的成像系统;最后,通过实验得到了2×2阵列区域微镜单元的杂散光分布情况。 结果: 测试结果表明,单个微镜单元中心孔道位置附近反射的能量较强,靠近边缘位置反射的能量则相对较弱,此外测试区域之外微镜单元也会反射一部分能量;测试区域内微镜单元杂散光绝对强度最大值出现在中心孔道附近,其灰度值为6.86,紧邻测试区域微镜单元杂散光绝对强度最大值同样也出现在中心孔道附近,其灰度值为4.01,由此可以说明中心孔道位置附近的杂散光较强;测试区域内微镜单元的杂散光相对强度相对较弱,从测试区域边缘开始急剧增大,经过大约两个微镜单元后达到峰值,数值为293.5%,此后开始急剧下降。 结论: 以上这些研究成果可为今后使用DMD研制各类仪器起到一定指导作用。(小五号)
  • 图  1  DMD实物照片及局部区域放大图

    Figure  1.  DMD's actual photo and partial area enlarged view

    图  2  微镜单元三维结构示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of the three-dimensional structure of the micro-mirror unit

    图  3  测试装置光路图

    Figure  3.  Light path diagram of the test device

    图  4  测试装置实物照片

    Figure  4.  Photo of the test device

    图  5  F/#=8时的光斑大小模拟结果

    Figure  5.  Simulation results of the spot size when F/# = 8

    图  6  F/#=17时的光斑大小模拟结果

    Figure  6.  Simulation results of the spot size when F/# = 17

    图  7  实验测试结果

    Figure  7.  Experimental test results

    图  8  仅有2×2阵列微镜单元处于“开”状态以及所有微镜单元处于“开”状态时的探测器像元灰度分布情况

    Figure  8.  Grayscale distribution of detector pixels when only the 2×2 array micro-mirror unit is in the "on" state and all micro-mirror units are also in the "on" state

    图  9  2×2阵列微镜单元测试模式下的杂散光绝对强度分布曲线

    Figure  9.  Absolute intensity distribution curve of stray light in the 2×2 array micro-mirror unit test mode

    图  10  2×2阵列微镜单元测试模式下的杂散光相对强度分布曲线

    Figure  10.  Relative intensity distribution curve of stray light in the 2×2 array micro-mirror unit test mode

    表  1  前置镜头主要技术参数

    Table  1.   Main technical parameters of the front lens

    指标名称放大倍率光圈分辨率(1.0×放大倍率、
    550 nm条件下)
    指标值0.5×~1.0×2.8~完全关闭3.4 μm
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  • 网络出版日期:  2021-10-16

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