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Mirrorcle MEMS扫描镜技术概述(2)独特的四象限倾斜性能几年前,MirrorcleTech的无框架技术还处于发展的早期阶段,在一代ARIMEMS1到ARIMEMS6中制造的所有设备都是单象限(1Q)或单向类型设备。这指的是每个轴(仍然是两轴或双轴2D设备)能够使镜子从静止位置(0°)偏转到一边(例如+8°),但不能偏转到另一边(例如-8°)。因此,典型的一象限(1Q)设备实现了X轴上0°到+8°的机械倾斜,Y轴上0°到+8°的机械倾斜。今天,在MEMS镜面行业的产品中,所有设备类型都提供四象限(4Q)光束转向能力,通常允许整体更大的总尖端/倾斜角度(两个轴)。四象限器件的线性化驱动 ...
Mirrorcle MEMS扫描镜技术概述(1)高速的点到点以及倾斜性能大多数的Mirrorcle MEMS Mirror设备类型都是为点对点光束扫描而设计和优化的。稳态模拟驱动电压会产生MEMS镜像的稳态模拟转角。该设备有一个一对一的对应的驱动电压和角度:它是高度可重复的,没有检测到随时间而发生变化。这在很大程度上是由于静电驱动方法和单晶硅材料的选择。镜面运行机构开环驱动的机械倾斜位置精度在每轴上至少14位(16384点)。对于大多数设备,每个轴上的机械倾斜范围为-5°到+5°,这种倾斜分辨率在0.6毫米或10微弧度内。一系列的驱动电压对应点对点扫描的一系列角度。Mirrorcle技术公司( ...
快反镜是光电精密跟踪系统中重要的一部分,用来精确控制光束方向。快反镜响应速度快,控制精度高。可以用来校正光路中的倾斜误差,也可以用来稳定光束的指向,还可以用在快速跟踪系统中。快反镜在驱动元件作用下控制反射镜面的快速高频转动,实现光束的高速精确指向、稳定和跟踪。压电陶瓷驱动器是快反镜理想的驱动方式。压电陶瓷驱动的快反镜由反射镜、柔性铰链、压电陶瓷驱动器、基座、电阻应变片式传感器和电路结构等组成。如下图所示:在快反镜中使用的压电陶瓷需要纳米级别的高分辨率。压电陶瓷的使用可以显著提高谐振频率和灵敏度。压电陶瓷的工作利用了压电效应。某些物质受到外力时,不仅几何尺寸发生变化,而且内部极化。表面电荷出现形 ...
MoS2作为可饱和吸收体的被动调Q激光器实验装置的示意图如图所示:在 Tm,Ho:YAlO3 (Tm,Ho:YAP) 晶体中,Ho3的5I7→5I8激光跃迁用于实现2 μm波长范围的激光发射。 Tm,Ho:YAP 晶体用于具有155毫米物理腔长的谐振腔。晶体的端面镀有790-800nm和 1.9-2.2 μm的涂层,反射率小于0.5%。一个装有液氮的杜瓦瓶被设计用来将激光晶体冷却到 77 K 的温度。两个激光二极管的中心输出波长分别为 794.1 nm 和 794.0 nm,对应的输出功率分别为20 W和20.1 W。用作Tm,Ho:YAP 激光器的泵浦源。实验中 LD的温度选择为 298.1 ...
纯相位空间光调制器在STED超分辨与全息光镊中的应用一、引言由于普通光学显微镜会受到光学衍射极限的限制,分辨率只能达到可见光波长的一半左右,也就是200-300nm。而新型冠状病毒的直径大小是100nm左右。为了能够更精细地观测到生物样本,需要突破衍射极限的限制。进一步提升光学显微系统的分辨率。使用纯相位液晶空间光调制器(SLM)对光场进行调制,产生一个空心光束可以有办法提升系统的横向分辨率。不同于电子显微镜、近场光学显微镜的方法,这种远场光学显微技术能够满足生物活体样品的观测需要。同样原理,高分辨率的液晶空间光调制器通过精细的相位调制可以产生多光阱,从而对微粒实时操控,由此发展了全息光镊技术 ...
纯相位空间光调制器在点扩散函数(PSF)工程中的应用一、引言2014年诺贝尔化学奖揭晓,美国及德国三位科学家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner获奖。获奖理由是“研制出超分辨率荧光显微镜”,从此人们对点扩散函数(PSF) 工程的认识有了显着提高。Moerner 展示了PSF 工程与Meadowlark Optics SLM 的使用案例,用于荧光发射器的超分辨率成像和3D 定位。PSF工程已被证明使显微镜能够使用多种成像模式对样本进行成像,同时以非机械方式在模式之间变化。这允许对具有弱折射率的结构进行成像,以及对相位结构进行定量测量。已证明的 ...
MEMS在双光子显微镜中的应用双光子显微镜是一种结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术一种新技术。为了不损伤细胞,双光子显微镜使用了高能量锁模脉冲激光器,因该激光器具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脉冲宽度只有100飞秒,而其频率可以达到80至100兆赫。不仅如此,双光子显微镜检测效率高、易穿透标本、对细胞毒性小、只在焦平面上才有光漂白和光毒性,这也使得显微镜在观察厚标本、活细胞、定点光漂白实验上起着积极的作用。随着科学技术的发展和社会的进步,人们对仪器设备的各项性能提出了更高的要求,科技工作者也投入于研发新产品和新技术。在国家自然科学基金委重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光 ...
纯相位空间光调制器在PSF工程中的应用一、引言2014年诺贝尔化学奖揭晓,美国及德国三位科学家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner获奖。获奖理由是“研制出超分辨率荧光显微镜”,从此人们对点扩散函数 (PSF) 工程的认识有了显着提高。Moerner 展示了 PSF 工程与 Meadowlark Optics SLM 的使用案例,用于荧光发射器的超分辨率成像和 3D 定位。 PSF工程已被证明使显微镜能够使用多种成像模式对样本进行成像,同时以非机械方式在模式之间变化。这允许对具有弱折射率的结构进行成像,以及对相位结构进行定量测量。 已证明的成 ...
1436Hz纯相位空间光调制器在双光子/钙离子成像中的应用一、引言双光子成像是利用双光子吸收的一种成像技术,双光子吸收是指原子或分子在时间和空间上同时吸收两个光子而跃迁到高能级的现象。因此反应概率远小于一般的单光子吸收,它的几率正比于光强度的平方。神经元钙成像(calcium imaging)技术的原理就是借助钙离子浓度与神经元活动之间的严格对应关系,利用特殊的荧光染料或者蛋白质荧光探针(钙离子指示剂,calcium indicator),将神经元当中的钙离子浓度通过双光子吸收激发的荧光强度表征出来,从而达到检测神经元活动的目的。美国Meadowlark Optics公司专注于模拟寻找纯相位空 ...
ACS Photonics July 21, 2021 Volume 8, Issue 7 摘要Terahertz Nano-Imaging of Electronic Strip Heterogeneity in a Dirac SemimetalRichard H. J. Kim,...Jigang Wang*Emerging topological semimetals offer promise of realizing topological electronics enabled by terahertz (THz) current persistent against impur ...
灵活的同时介观尺度高速神经活动双光子成像技术背景:为了了解大脑作为一个整体如何处理信息和执行行为,有必要以细胞级分辨率监测整个大脑的神经元活动模式。具有钙指示剂的双光子显微镜已成为神经科学中用于对清醒行为动物的神经元群进行功能性在体成像的标准工具。最近,新的双光子显微镜的发展使得能够对大脑不同区域中越来越多的神经元进行成像。这是通过定制光学元件的设计和制造实现的,这些元件支持在数毫米的视野范围内成像,同时保持细胞级分辨率。然而,当前使用单焦点激发的扫描策略需要在成像区域的数量和整体采集速率之间进行权衡。高达~10Hz的总帧速率已经能够实现,但是这个帧率限制了可以研究的神经元动力学类型。像扫动( ...
博览:2021 Optica平移变化彩色编码的衍射光谱成像系统技术背景:光谱图像是三维(3D)数据结构,由在不同波长下测量的同一场景的多个二维(2D)图像组成。光谱图像在医学成像、遥感、国防和监控以及食品质量评估等领域都有应用。跨多个波长的空间信息量是传统扫描采集成像系统的主要挑战之一,为了获得多个高清图像,这些系统需要较长的曝光时间,因此限制了它们在实时应用中的使用.目前,基于压缩感知(CS)的快照光谱成像(spectral imaging,SI)技术通过感知(sensing)编码投影获取的光谱信息,然后计算复原光谱图像,可以大幅降低所需要采集的光谱信息量。在这种情况下,可以从线性系统准确估 ...
博览:2021Nature Biomedical Engineering基于机械臂的扫描仪对无外界支撑的个体眼睛无接触OCT成像技术背景:光学相干层析(OCT)在眼科成像中扮演重要的角色,但是使用条件苛刻。OCT的使用彻底改变了用于眼部内科和外科医疗的诊断成像手段。眼科医务人员现在通常使用OCT来检测各种常见的眼部疾病,包括与年龄相关的黄斑变性(macular degeneration)、糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy)、青光眼(glaucoma)和角膜功能障碍(corneal dysfunction)。事实上,自OCT出现以来,它就在定义这些疾病的诊断标准和推动治 ...
一种新的三维纳米打印方法技术背景:在双光子吸收过程中,光场会在基态和量子系统(例如分子)的相关激发态之间产生一个状态。这种诱导状态,通常被称为虚拟态(在量子光学中也称为修饰状态)。这种状态确实存在,但前提是光场开启。使用激光脉冲时,虚拟状态寿命由脉冲持续时间决定。直观上,第一个光子诱导电子从基态跃迁到虚拟态,第二个光子诱导跃迁到激发态。双光子吸收过程在多光子光学显微镜和多光子光学光刻中至关重要,这两种应用都已商业化多年。多光子光学光刻已成为制造从纳米级到微米级的三维(3D)结构的成熟方法。在3D光学光刻(也称为直接激光写入或 3D 激光纳米打印)中,双光子吸收导致光引发剂跃迁率的缩放,因此曝光 ...
使用电子全息显示系统实时重建深度真实场景的三维视频技术背景:三维显示可以分为立体显示(stereoscopic display,基于几何光学)、光场显示(light-field display,基于几何光学)和全息显示(基于波动光学)三种。由于立体显示和光场显示只能记录和重建光的强度,在图像的三维重建过程中造成相位丢失,因此三维图像的质量可能会下降。相比之下,由于全息显示器可以将光的强度和相位都记录为全息图,因此全息显示可以准确重建光的相位,从而可以重建具有深度的高质量三维图像。电子全息术可以通过在空间光调制器上显示全息图来重建运动图像。为了使用电子全息技术实现三维显示,科研人员已经对现实空间 ...
何为DMD?DMD即“Digital Micromirror Device”数字微镜器件,是一种基于MEMS技术的微反射镜阵列单元,单元数量可达百万量级,是一种电子输入、光学输出的微机电系统 (MEMS),开发人员可借助该系统执行高速、高效及可靠的空间光调制。图1:DMD单个工作单元图示1、何为无掩模光刻?无掩膜光刻即不采用光刻掩模板的光刻技术。在传统光刻过程中,需要采用光学照射掩模版的方式将图案转移到掩模版上;而在无掩模光刻中,对目标图案的转印不需要掩模版,而是通过电子束或光学的方式直接在基片上制作出所需要的图案,这种方式避免了传统方式制作掩模版效率低、分辨率低、成本高的缺点。2、何为DMD ...
Microlight3D是一家生产用于工业和科学应用的高分辨率微尺度2D和3D打印系统的专业制造商。智能UV打印(SP-UV)系统,是该公司新产品。这是一种配有一个385 nm的紫外LED光源,基于DMD(Digital Micromirror Device)的全新无掩模光刻系统,因此SP-UV可以兼容所有标准的微电子光刻胶,包括微流体应用中不可或缺的i-line光阻剂SU-8。这一特点为半导体加工领域的开发人员,在光刻胶材料的选择上提供了更加广阔的空间。DMD无掩膜光刻机SP-UV的优势之一是对DMD光学投影技术的应用。这一技术在提高直写精度和速度的同时,提供了四种不同的直写分辨率。搭配Mi ...
自适应系统可以把入射波前调制成目标波前,一般是校正为平面,可以实现更好的成像。Alpao变形镜和phasics SID4HR波前传感器可以搭建一套自适应系统;并可以使用Phasics的自适应软件OAsys来进行控制闭环;本文描述如何使用二者来搭建一个自适应系统。一、所需配件1.1变形镜,用于校正波前。1.2波前传感器,用于采集波前。1.3电脑和控制软件OAsys,用于显示DM和WFS信息并控制闭环。二、光路调整2.1光路调整的核心就是要把DM的表面成像到WFS探测面上,即使用DM和WFS搭建一个4F系统,DM和WFS处在共轭的位置上。实验中可以使用一个边缘清晰的物品(例如直尺,纸张)挡住DM表 ...
很多时候,看似平凡的物件,你越是用心去了解,你就越能发现它的美与不平凡。DMD(Digital Micromirror Device)数字微镜系统芯片也许能算得上这样一个角色,一块只有指甲盖大小的镜片,看似普普通通,但你可别太小瞧它。图一:DMD芯片模组出身名门DMD芯片由德州仪器(TI)公司研发,德州仪器公司目前全世界最大的模拟芯片公司,被誉为是推动因特网不断发展的半导体引擎。起初,为了获得更高品质的显示,1987年,Larry Hornback博士用他天才的智慧、高超的工艺水准和极为严苛的品质精神设计了DMD芯片。使得DMD在MEMS(Micro-Electro-Mechanical-Sy ...
--- 基于极端高温和高机械强度特性摘要:与传统的FBG解决方案完全不同,Aunion Tech提供的FBG采用飞秒激光直接透过光纤各类透明涂覆层在纤芯上写入FBG。可写入的光纤包括各种高端特种光纤和普通光纤。飞秒激光直写的FBG具有传统FBG无法比拟的优势,如它可以承受高达1000℃的极端高温,高达200kpsi的机械强度等。飞秒刻写的FBG正是凭借其特殊的优秀性能,飞秒激光刻写FBG可以在恶劣和特种的环境中依然可以稳定工作。目前,飞秒刻写FBG在分布式温度传感领域(DTS)得到广泛的应用,如油气勘测,电力电缆、管道检测、防火监控、工业生产温度监控领域。Aunion Tech推出的飞秒刻写光 ...
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