第 ４３卷 第 ８期 激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．８
２０１３年 ８月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ａｕｇｕｓｔ，２０１３
文章编号：１００１５０７８（２０１３）０８９３５０４
·光电技术与系统·
ＤＭＤ衍射特性及其在红外场景仿真中的应用
何永强
１
，唐德帅
１，２
，王 龙
１
，王 群
１
，华文深
１
，胡文刚
１
（１军械工程学院光学与电子工程系，河北 石家庄 ０５０００３；２９２２１２部队，山东 青岛 ２６６０００）
摘 要：为了提高基于数字微镜器件（ＤＭＤ）的红外场景仿真系统输出图像对比度，分析了
ＤＭＤ的结构及工作原理，利用其类似闪耀光栅的结构特点，建立仿真模型。利用傅里叶光学
分析其衍射特性，并用 ＭＡＴＬＡＢ进行仿真。当单色平行光入射，通过改变输入光波波长，分析
衍射光强分布变化，得出入射光波波长与微镜片越相近，衍射效果越显著；通过改变入射角，分
析衍射光强变化，得出在一定范围内改变入射角，衍射光强发生偏移，对输出图像影响发生变
化。在红外场景仿真系统中，可以通过改变光源入射角提高输出图像的的对比度。
关键词：数字微镜器件；红外场景仿真；衍射特性
中图分类号：Ｏ４３８ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１３．０８．０２０
ＤｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤＭＤａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｉｎｉｎｆｒａｒｅｄｓｃｅｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
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１
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１，２
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１
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１
，ＨＵＷｅｎｇａｎｇ
１
（１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＯｒｄｎａｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５０００３，Ｃｈｉｎａ；
２Ｕｎｉｔ９２２１２，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｕｔｐｕｔｉｍａｇｅｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｓｃｅｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｄｉｇｉｔａｌｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｄｅ
ｖｉｃｅ（ＤＭＤ），ｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｗｏｒｋｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＤＭＤａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｓｅｔｕｐｗｉｔｈｉｔｓｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｄｅｖｉｃｅ（ＤＭＤ）；ｉｎｆｒａｒｅｄｓｃｅｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｆｆｒａｃｔｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
作者简介：何永强（１９６６－），男，副教授，博士，主要研究方向为
光电对抗和信息处理。
收稿日期：２０１３０１１７
１ 引 言
数 字 微 镜 器 件 （ｄｉｇｉｔａｌｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｓｄｅｖｉｃｅ，
ＤＭＤ）是由美国德州仪器（ＴＩ）公司生产，主要用于
ＤＬＰ数字投影、全息显示、激光光刻、体三维显示、医
学成像等领域的微机电系统。具有高分辨率、高光
效效率、全数字化控制、图像畸变小等优点，得到了
广泛应用
［１－２］
。
随着红外场景仿真技术的不断发展，基于
ＤＭＤ
的红外场景仿真系统应用而生。由于红外光波与
ＤＭＤ微镜片尺寸相近，由此产生的衍射效应严重降
低了仿真系统图像对比度，对红外场景成像质量造
成影响
［３－５］
。为此，有必要对 ＤＭＤ芯片的衍射特性
进行分析，提出合理的系统设计方案，有效提高系统
图像对比度。
２ ＤＭＤ结构及工作原理
ＤＭＤ是采用微电子机械加工手段，在半导体硅
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