吕兴东，魏伟伟，张金英，杨晋玲，杨富华

(中国科学院半导体研究所，北京　100083)



基于MEMS VOA阵列的红外场景生成器

吕兴东，魏伟伟，张金英，杨晋玲，杨富华

(中国科学院半导体研究所，北京100083)

摘要:针对动态半实物仿真系统的需求，提出了一种新颖的基于微机电系统( MEMS) 技术 的红外场景生成器。研究了可变光衰减器( VOA) 阵列组成红外场景生成器的工作原理和器件结 构，提出了新型串联双向折叠梁结构和阵列布局方案，为实现大规模阵列的红外场景生成器奠定 基础。

关键词:微机电系统; 可变光衰减器; 红外场景生成器; 阵列; 洛伦兹力

0引言

高性能的红外场景生成器在验证导弹系统性能的半实物仿真中具有重要作用。 其关键指标主要包括：实时性、 大的温度范围/动态范围、 分辨率、 均匀性、 体积和成本等。 现有红外场景发生器的技术主要有：电阻阵列、 激光二极管阵列、 液晶光阀、 基于硅基液晶(LCOS)的红外空间光调制器、 数字微镜器件(DMD)等。 这些技术比较成熟，其中电阻阵列目前应用最广泛，成像质量高，但温度变化速率慢、 提供温度范围有限，导致帧速和成像动态范围方面受到限制；激光二极管阵列均匀性不够理想，成像质量也需要进一步提升；液晶技术的可仿真温度范围有限；DMD技术难以生成足够的灰度[1-12]。

近年来，光开关和光调制器等光学器件性能的提高为高性能红外场景生成器提供了新的技术途径。 2006年，Agiltron公司里提出了一种基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术的可变光衰减器(Variable Optical Attentor，VOA)阵列来对红外光源进行空间光调制的动态红外场景生成技术[13]。……