【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种滤波器，具体涉及一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器及其制作方法。
技术介绍
1、光谱图像在民用、军事等领域上都具有广泛的应用前景，如民用领域的公共安全、污染监测、食品卫生，军事领域的敏感、热点地区监测、军事侦察、来袭目标识别等，星空探索领域的星系元素构成、变化等。
2、实现光谱滤波的分光器件是光谱成像系统的一大核心，它的分光方式在一定程度上奠定了光谱成像系统的性能基础。传统的分光器件主要有色散型、干涉型以及可调节滤波器型，它们产生的光谱一般都为窄带光谱，其在相机上可直接形成光谱图像，但其构成光谱成像系统的空间分辨率低，难以实现空-谱分辨率调节，且存在体积大、成本高、可定制化能力有限等不足之处，难以实现成像系统的集成化、轻量化以及微小型化，进而无法适应下一代光谱成像系统的发展要求。
3、2015年，nature报道了一种开创性的研究结果(nature,2015,23(3):5-17)，即基于随机宽谱滤波阵列的微型“快照式”高分辨率光谱仪，其采用具有不同光谱吸收特征的胶体量子点组成二维光学随机宽谱滤波阵列，利用最小二乘线性回归算法实现了原始光谱的估算重构。2017年，美国犹他大学研制了一种基于随机宽谱的“快照式”成像系统，其利用衍射效应设计了9种随机宽+谱，按照3×3的排布方式形成滤波阵列，通过计算光学中线性重构的方法重构出了光谱图像。研究结果表明：相比于窄带光谱，随机宽谱重构出的光谱图像具有更高的空间分辨率，但由于随机宽谱数目少，只能在宽波段重构出多光谱图像。2020年，加拿大麦克马斯特
4、综上，现有阵列式随机宽谱滤波器存在滤波通道数少、空间分辨率低、空-谱分辨率可调谐容量小的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有随机宽谱滤波器滤波通道数少、空间分辨率低、空-谱分辨率调谐容量小、工作效率低的技术问题，而提供一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器及其制作方法。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、本专利技术一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特殊之处在于：包括第一可动单元、与第一可动单元平行设置的第二可动单元以及固连设置在第一可动单元和第二可动单元之间用于支撑的间隔层；
4、所述第一可动单元包括第一外框架、设置在第一外框架中心的第一安装台、用于固定连接第一外框架和第一安装台的多个第一支撑梁、固连设置在第一安装台上的第一随机宽谱滤波结构和多个第一驱动模块；
5、所述第一安装台的中心设置有第一通光孔，用于入射光的入射；
6、所述第一随机宽谱滤波结构设置在第一安装台的内侧面上且正对第一通光孔；
7、所述多个第一支撑梁沿圆周方向均匀分布；
8、多个所述第一驱动模块沿圆周方向均匀分布；
9、所述第二可动单元包括第二外框架、设置在第二外框架中心的第二安装台、用于固定连接第二外框架和第二安装台的多个第二支撑梁、固连设置在第二安装台上的第二随机宽谱滤波结构和多个第二驱动模块；
10、所述第二安装台的中心设置有与第一通光孔相对应的第二通光孔；
11、所述第二随机宽谱滤波结构设置在第二安装台的内侧面上且与第一随机宽谱滤波结构相对应设置，该两个滤波结构相配合用于实现入射光的随机宽谱调制；
12、所述多个第二支撑梁分别与多个第一支撑梁相对应设置；
13、所述多个第二驱动模块分别与多个第一驱动模块相对应设置；
14、所述第一驱动模块和第二驱动模块均采用电磁线圈驱动；多个第一驱动模块和多个第二驱动模块用于分别驱动多个第一支撑梁和多个第二支撑梁沿着预定方向产生形变，使得第二随机宽谱滤波结构与第一随机宽谱滤波结构之间的距离增大或缩小，实现入射光的随机宽谱调制。
15、进一步地，所述第一支撑梁的材质为fr-4或cem-3；所述第二支撑梁的材质为fr-4或cem-3。
16、进一步地，所述第一随机宽谱滤波结构为纳米孔洞型、纳米光栅型、纳米颗粒型和多层膜型中的一种或多种组合的超表面结构，其包括多个第一滤波单元，多个第一滤波单元以m×m排布方式形成阵列；每个第一滤波单元由多个不同结构的第一小滤波单元以n×n排布方式形成；所述第一随机宽谱滤波结构的尺寸根据所需的实际通光面积确定；n为大于等于1的正整数，m为大于等于1的正整数；
17、所述第二随机宽谱滤波结构为纳米孔洞型、纳米光栅型、纳米颗粒型和多层膜型中的一种或多种组合的超表面结构，其包括多个第二滤波单元，多个第二滤波单元以k×k排布方式形成阵列；每个第二滤波单元由多个不同结构的第二小滤波单元以d×d排布方式形成；所述第二随机宽谱滤波结构的尺寸根据所需的实际通光面积确定；k为大于等于1的正整数，d为大于等于1的正整数。
18、进一步地，所述间隔层为光敏树脂材料或铝合金材料，其中，光敏树脂材料采用3d打印制作，铝合金材料采用机加工的方式制作。
19、进一步地，所述第一外框架、第一安装台、多个第一驱动模块和多个第一支撑梁为一体件；所述第二外框架、第二安装台、多个第二驱动模块和多个第二支撑梁为一体件。
20、进一步地，所述第一通光孔、第二通光孔、间隔层、第一外框架和第二外框架的外形为正方形或圆形。
21、进一步地，所述第一支撑梁和第二支撑梁的个数均为四个，第一支撑梁和第二支撑梁的结构相同，为直梁、折叠梁或弧形梁；所述第一驱动模块和第二驱动模块个数均为四个，且第一驱动模块与第一支撑梁一一对应设置。
22、一种上述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器的制作方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
23、1)利用标准pcb生产工艺加工第一外框架、第一安装台、多个第一支撑梁和多个第一驱动模块，并组装好；利用标准pcb生产工艺加工第二外框架、第二安装台、多个第二驱动模块和多个第二支撑梁，并组装好；
24、2)根据预定的设计要求，利用微纳加工工艺加工第一随机宽谱滤波结构和第二随机宽谱滤波结构；
25、3)通过中心对齐的方式将第一随机宽谱滤波结构采用粘接工艺固定到第一安装台上并正对第一通光孔位置处；通过中心对齐的方式将第二随机宽谱滤波结构用粘接工艺固定到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：包括第一可动单元(1)、与第一可动单元(1)平行设置的第二可动单元(2)以及固连设置在第一可动单元(1)和第二可动单元(2)之间用于支撑的间隔层(11)；
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：所述第一通光孔(5)、第二通光孔(6)、间隔层(11)、第一外框架(13)和第二外框架(21)的外形为正方形或圆形。
7.根据权利要求6所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
8.一种权利要求1-7任一所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：包括第一可动单元(1)、与第一可动单元(1)平行设置的第二可动单元(2)以及固连设置在第一可动单元(1)和第二可动单元(2)之间用于支撑的间隔层(11)；
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于电磁驱动的可调随机宽谱滤波器，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：李浩勇，高大化，邱添，张中强，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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