MEMS紅外光源陣列的編碼調(diào)制與光電標(biāo)識(shí)特性研究.pdf

1、中北大學(xué)學(xué)位論文MEMS紅外光源陣列的編碼調(diào)制與光電標(biāo)識(shí)特性研究摘要MEMS紅外光源陣列作為紅外光電標(biāo)識(shí)裝置的重要組成，具有可變頻調(diào)制、穿透性強(qiáng)、安全可靠、信息容量大等工作特點(diǎn)，在紅外無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域（如近地空間通信、目標(biāo)搜救指引、戰(zhàn)場(chǎng)敵我識(shí)別等）具有重要的應(yīng)用價(jià)值。為了滿足紅外光電標(biāo)識(shí)裝置智能化、微型化的應(yīng)用需求，開展MEMS紅外光源陣列的編碼調(diào)制與光電標(biāo)識(shí)特性研究成為光電標(biāo)識(shí)技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文選用基于高摻雜低阻多晶硅薄膜輻射

2、層和低熱容空腔懸浮體結(jié)構(gòu)的新型MEMS紅外光源作為光源陣列的組成單元，系統(tǒng)開展了MEMS紅外光源輻射特性、光源多陣列組合設(shè)計(jì)及編碼調(diào)制技術(shù)、光源陣列光電標(biāo)識(shí)特性測(cè)試分析三個(gè)方面的研究工作，實(shí)現(xiàn)了高電光轉(zhuǎn)化效率變頻調(diào)制MEMS紅外光源器件性能的系統(tǒng)測(cè)試分析，及光源陣列多維度編碼調(diào)制與多外場(chǎng)調(diào)控光電標(biāo)識(shí)特性研究。采用懸浮體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新型MEMS紅外光源經(jīng)測(cè)試在5~7V驅(qū)動(dòng)電壓內(nèi)電學(xué)工作性能穩(wěn)定，具有3~5μm波段的窄帶紅外輸出，中心波長(zhǎng)分布

3、在3.6μm左右，且在6V驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)10%以上的高電光轉(zhuǎn)化效率；設(shè)計(jì)了平面、三維兩種不同結(jié)構(gòu)的光源陣列，實(shí)現(xiàn)了輻射強(qiáng)度與輻射角度控制之間的關(guān)系調(diào)和；設(shè)計(jì)了可編程控制陣列編碼驅(qū)動(dòng)電路，編寫了三維陣列結(jié)構(gòu)的VHDL控制程序，實(shí)現(xiàn)了MEMS紅外光源陣列的多維度、多狀態(tài)、多頻率切換調(diào)制與大容量信息傳輸編碼，信息包含量達(dá)百G量級(jí)；利用不同波段響應(yīng)的紅外熱像儀，對(duì)光源陣列在不同外場(chǎng)條件下的圖形識(shí)別效果及光電識(shí)別有效性進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試與分析，平面三維陣

4、列在短距離內(nèi)可實(shí)現(xiàn)清晰有效圖形、狀態(tài)切換識(shí)別，在遠(yuǎn)距離（不小于2.1km）處可實(shí)現(xiàn)高分辨率有效識(shí)別；以光源陣列的光電標(biāo)識(shí)特性測(cè)試結(jié)果分析，提出了光源陣列近距離狀態(tài)切換余暉影響改進(jìn)方案，與光源陣列遠(yuǎn)距離圖形有效識(shí)別優(yōu)化解決方法，為MEMS紅外光源陣列作為光電標(biāo)識(shí)裝置，實(shí)現(xiàn)在紅外無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：MEMS紅外光源MEMS紅外光源陣列編碼調(diào)制光電標(biāo)識(shí)紅外無(wú)線通信中北大學(xué)學(xué)位論文analyzedusinginfr

5、aredcameraswithdifferentresponsebs.Thegraphicschangingofplanethreedimensionalarraycanbeidentifiedatashtdistancethestateofthatcanbeidentifiedataminimumdistanceof2.1km.Accdingtothetestresultsoptimizedprocesstoeliminatethea

6、ffectionoftwilightduringthestatetransitionwasputfwardthesolutiontoidentifythegraphicsatlongdistancewasproposed.ThisresearchmakesmuchcontributiontotheapplicationofMEMSinfraredlightsourcesarrayininfraredwirelesscommunicati