全天时星敏感器视场选通成像系统的微开关阵列设计

作     者：方亮 汪为民 王强 程欣 范真节 张辉 赵汝进 刘恩海 FANG Liang;WANG Weimin;WANG Qiang;CHENG Xin;FAN Zhenjie;ZHANG Hui;ZHAO Rujin;LIU Enhai

作者机构：中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院光电精密测量技术重点实验室成都610209 微细加工光学技术国家重点实验室成都610209 中国科学院大学北京100049 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 

基　　金：国家重点研究发展计划(No.2019YFA0706001) 中国科学院“西部之光”人才培养引进计划(No.YA19K008) 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2023年第52卷第4期

页      码：74-84页

摘      要：针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求,设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性,首先确定电极宽度、支撑梁宽度和支撑梁厚度等参数,再根据微开关单元结构的数学模型对支撑梁数目及长度进行理论分析,优化设计了微开关阵列主要结构参数。利用电磁场仿真软件和有限元仿真软件对微开关单元的驱动特性进行仿真分析,结果表明,仿真计算的微开关单元驱动电压为106.4 V时可以开启微开关单元,与理论计算结果114 V基本吻合,验证了微开关阵列设计参数的可行性。此外,利用杂光分析软件对微开关阵列引入系统内的杂散光进行仿真分析,结果表明,微开关阵列的表面反射率对系统杂散光的影响较小,即使80%的表面反射率也不会明显增加视场选通成像系统的杂散光。该研究为视场选通成像系统的微开关阵列提供了一种有效的设计方案,推动了视场选通成像系统的实际应用。

主 题 词：全天时星敏感器 视场选通 背景光抑制 静电驱动 微开关阵列 占空比 响应时间 

学科分类：08[工学] 0804[工学-材料学] 0704[理学-天文学类] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/gzxb20235204.0411001

馆 藏 号：203122283...