基于比累对切透镜的联合菲涅耳变换相关器特性研究

相关器的特性变化规律对其实际应用中参数的设定具有重要的指导意义。针对基于比累对切透镜的联合菲涅耳变换相关器,通过数值仿真详细分析了比累对切透镜缝宽变化对相关器输出特性和空变特性的影响。结果表明,比累对切透镜缝宽能一定程度地控制联合菲涅耳变换功率分布的有效面积、相关峰的尖锐度及其空变特性的敏感度。实验采用纯相位空间光调制器编码比累对切透镜相位掩模替代实体透镜的方式搭建了相关器,实验结果与仿真结果一致性好,进一步验证了上述结论的正确性。     

基于空间光调制器的灰度掩模制作系统

提出了基于空间光调制器的灰度掩模制作新方法。分析了该方法的基本原理，构造了相应的实验系统。同时制作了闪耀光栅、菲涅耳透镜以及Dammann光栅等二元光学器件的灰度掩模。该方法采用逐个图形曝光的方式使其具有内在的并行特性，可大大提高灰度掩模的制作速度和精度，并降低生产成本。     

单透镜菲涅尔计算全息显示系统中多级像和零级光的去除

为了消除多级像和零级光的干扰,提出了一种单透镜结构的系统,获得了单一无扰的再现像.使用Gerchberg-Saxton(GS)算法获得菲涅尔全息图,预先叠加倾斜平面波相位至菲涅尔全息图上,使再现像移至中央位置.用成像透镜将空间光调制器(SLM)后方的虚像成像至前方,同时在成像透镜后方放置空间滤波器,滤去多级像和零级光.调整透镜与SLM的位置可方便调整再现像的大小和位置,缩短了光学系统的长度.利用虚像的方法为基于液晶SLM的计算全息显示提供了新的思路.     

联合菲涅耳变换相关器相关性能研究

使用纯相位空间光调制器编码线性相位掩模,实现了联合菲涅耳变换相关器.为分析空间光调制器相位调制误差对相关器相关性能的影响,数值模拟了不同相位调制误差下的相关输出,结果表明相位调制误差越大,相关器相关峰值越低,且相关峰半高宽越大.与双光楔联合菲涅耳变换相关器进行了实验对比,由于空间光调制器的相位调制精度低于光楔器件,实验结果表明双光楔联合菲涅耳变换相关器具有更高的相关峰值和更小的半高宽,与数值模拟结果相符.     

菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究

随着经济的发展,能源短缺,太阳能越来越受到重视.采用聚光器可提高太阳照射在单位面积上的能量密度,从而克服太阳能分散性的缺点.本文主要介绍了太阳能聚光器的特点,分析了菲涅尔透镜的结构、优点及成像特性.通过实验,分析了菲涅尔透镜在提高太阳能利用率时的各种损失因素.     

菲涅耳全息投影中零级光的消除

采用菲涅耳相位全息图进行全息投影显示时,再 现像的视觉效果受到空间光调制器(SLM)像素结构引起 零级光的影响。为消除零级光的影响,本文基于原有的菲涅耳全息投影系统,在SLM后面引 入成像透镜, 并在透镜的后焦面设置高通滤波器以滤除零级光。为抵消成像透镜引起 的相位变化,通过引入发散球面, 实现调节全息再现像成像位置的目的。实验结果表明,在 不改变菲涅耳相位全息图重构距离的情况下,可以有效消除零级光对全息再现像的影响。     

灰度掩模等级的精确控制研究

在基于空间光调制器(SLM)的灰度掩模并行制作方法中,基于曝光曲线的线性近似关系,建立了灰度掩模强度透过率的线性近似模型,给出了灰度掩模等级精度的精确控制策略.利用卤化银全息感光材料进行了相关实验,制作了菲涅耳透镜的2阶、8阶和16阶灰度掩模.分析了灰度掩模的边缘模糊效应误差,提出了克服非线性效应对灰度等级精度影响的初步方法.     

基于菲涅尔透镜的新型立体显示系统

利用菲涅尔透镜的光学成像原理来形成立体显示的观看视域。菲涅尔透镜前光源位置的不同,在成像区域所形成的像的位置也是不同和分离的,因而人眼可以分别观看到不同光源的光线。对应于不同光源成像的时候,LCD屏上也是对应着显示左右眼图像对,进而人眼将感受到图像的立体信息.实现图像的立体显示。再利用透镜分别对视域的X、Y、Z向进行扩展,分别形成两个对应于人的左右眼的视域,从而人眼可以在更大的空间自由观看立体图像。采用Samsung 170EU液晶屏,焦距为700 mm的菲涅尔透镜和两组3×4的LED光源作为一个光源组进行实验,在光源距离菲涅尔透镜1925 mm处取得了视窗大小约为X向±20°,Y向深度为20 mm,Z向深度为930～1260 mm的视窗。     

大口径线视场菲涅尔准直透镜设计

针对某一特殊应用设计了一款菲涅尔准直透镜,利用菲涅尔透镜的基面弯曲和单向点列半径的像差控制,实现了一维方向的高精度准直.分析比较了平面菲涅尔透镜与球基面菲涅尔透镜的像差状况,得出了两种结构透镜在本项目应用中校正像差的差异,提出了在类似菲涅尔透镜的应用中像差校正的方案及面型选择的思路.     

基于自由曲面和菲涅尔透镜的LED汽车后雾灯设计

自由曲面透镜由一组非规则的曲面元组成,由这些曲面元通过改变其方位角度达到理想的配光要求,自主控制后雾灯各个投射区域,有效地控制其光场.菲涅尔透镜可将LED光源发出的光束转化成平行光.根据汽车后雾灯标准GB-11554的配光要求,采用以抛物面为基础的自由曲面和菲涅尔透镜相结合,结合实际的参数,通过3D设计软件Solidw...     

基于电场操控面形的非球面复合透镜制作

介绍了一种制作非球面复合透镜的新方法.根据电场作用改变液滴透镜面形的原理,利用SU-8光固胶直接在双凹透镜表面制作液滴复合透镜,以电场作用操控液滴复合透镜的面形得到非球面,并实时检测其面形和焦斑图像,在检测到较好的透镜面形和聚焦状态时,用紫外光固化得到低像差的非球面复合透镜.研制了基于电场操控面形的非球面复合透镜制作实验平台,实验检测并讨论了复合透镜在电场中的变形,计算了其主曲率和焦距的变化规律.与原有的平凸非球面液滴透镜相比,此透镜具有更长的焦距和更大的变焦范围,并能保持低像差,改进了基于电场操控面形的非球面透镜制作技术,拓宽了非球面液滴透镜的应用范围.     

LD光场柱透镜准直技术研究

根据非傍轴远场光分布理论，用光线追迹法深入分析了LD光场经柱透镜和半柱透镜系统的准直特性，并比较了两者的准直效率和耦合效率，最后对理论分析进行了实验验证，从中得出了一些对工程有益的结论。     

基于89C51的摄像镜头控制电路设计

针对视频监控中摄像机镜头光圈大小、图像聚焦、图像变焦三项参数的控制问题,介绍了一种基于89C51单片机的镜头控制电路的设计.该电路以89C51单片机为核心,结构简单,成本低廉,控制可靠,实现了智能监控终端对摄像参数的完全控制.     

MD投影机中的光学元器件（五）——投影镜头

微显示投影机所用的镜头,不同于电影放映、幻灯投影、书写投影、投影测量等投影镜头．更不能拿照相机镜头代替微显示投影镜头。微显示投影镜头有特殊的结构和要求,除了要求成像清晰、色彩丰富鲜艳、消除畸变、画面亮度均匀以外,还要求与投影机的光学引擎、显示器件相匹配。按使用情况,投影镜头分为前投影镜头和背投影镜头两大类。     

正确应用摄像机变焦镜头

分析摄像机变焦距镜头的特点，结合操作实践简要说明正确使用变焦距镜头对电视节目的前期艺术创作至关重要。     

机载测深激光雷达千赫兹全固态激光器设计及特性研究

将千赫兹高功率全固态Nd：YAG激光器的增益介质当作厚透镜处理，使用矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析。采用多条半导体激光列阵侧向紧凑抽运结构设计，提高了增益介质光抽运的均匀性。根据实际抽运功率，通过模拟计算，设计了平凸非稳腔。选择的凸面全反镜的最佳曲率半径有效地补偿了增益介质热透镜效应，激光器实现了动态稳腔运转，激光脉冲能量输出斜度效率大于13％，光束发散角优于1.3mrad。     

硅,锗透镜磨边双面定中心技术

本文叙述用两台光学定中心仪来观测硅、锗透镜前后表面的球心反射像,并用CCD接收电视屏显示,校正硅、锗透镜的位置,从而达到高精度双面定中心的要求。文中给出了定中心后监视系统装置及实验结果。     

W 波段焦面阵成像Teflon 衍射微透镜阵列研究

提出并设计了一种应用于W波段焦面阵成像的新型二元Teflon衍射微透镜阵列。新型衍射微透镜阵列仅有两个台阶,与传统折射微透镜阵列相比,大幅度地降低了加工制作的难度。用几何光学、物理光学及FDTD相结合的混合数值方法分析计算了物镜焦区场与微透镜阵列的耦合特性,混合数值分析方法的正确性通过相关实验得到了验证。研究表明,衍射微透镜阵列可具有良好的成像性能。     

红外折/衍混杂f-theta镜研究

根据现代红外激光扫描系统的需求,分别设计了工作于808nm～1064nm波段和1064nm～1500nm波段的折/衍混杂f-theta系统。系统分别由三片镜和四片镜组成,激光扫描范围分别为100mm×100mm和60mm×60mm。此二系统相配合,可以完成在808nm～1500nm波长范围的激光扫描工作。点列图分析表明,输出光斑质量优良均匀,在0视场、0.7视场、和全视场光斑均接近衍射极限。像差分析表明,系统最大色差为26μm,最大场曲小于0.3mm,最大f-theta误差小于0.03%。满足现代多工作波长、高精度激光打标机的实际需求。     

双锥面声透镜换能器的研究

通过数值计算和实际测量，研究了双锥面透镜聚焦换能器产生的声场，证实其能产生较细长的聚焦声束，且透镜的形状参数对声场分布有明显影响。