制备人工复眼结构的方法

提出了一种人工复眼结构的制备技术。人工复眼结构是由类似于昆虫复眼的很多小眼组成。这些小眼分布在球冠基底上以能够像昆虫复眼一样实现大视场探测。通过分析不同制备技术的特点及适用范围,研究材料的特性以及不同材料之间的关系,并将各种制作工艺以及材料相融合,发展了一种可用于制备曲面微阵列元件的制备方法。在该方法中,利用微加工技术在平面上制备作为子眼的微透镜列阵结构;然后利用软光刻技术将该微透镜结构进行翻模,获得分布在柔性基底上的凹透镜列阵结构;最后利用浇铸复制技术将柔性基底上的结构转移到球冠基底上,获得所需的人工复眼结构。利用该方法,开展了相关实验,在曲面基底上制备出了包含20 000多个子眼的人工复眼结构。     

大数值孔径微透镜阵列激光扫描

提出微透镜阵列与转镜相结合的大口径激光光束扫描方法。采用机械制模法制作微透镜阵列模板 ,然后采用模压法制作光学微透镜阵列 ,其子口径为 2 mm× 2 mm,数值孔径为 0 .2 ,阵列数为 8× 8。并进行了扫描测试实验 ,扫描角达± 6.56°。     

表面等离子体波成像传感器的实验研究

基于表面等离子体激元共振光强调制传感器原理与高分辨率显微成像系统的优势,介绍了一种结构简单而且成本较低的高灵敏度新型表面等离子体波成像折射率传感器,具有高灵敏度、免标记和高通量等优点,可以应用于生物、环境监测等领域.利用自行研制的SPRI光路系统开展了不同折射率的蔗糖溶液的单通道成像检测实验,获得了反射光强与待测溶液折射率的关系曲线.分析了影响实验灵敏度的几个主要因素,为系统改进提供了依据.实验结果表明:在最佳角度下,该传感器实验系统的检测精度达到了3.6×10-4 RIU.为实现小型化、高通量、多通道检测的SPR生化技术的发展奠定了基础.     

微透镜列阵与红外探测器列阵集成芯片的研究

在分析微透镜列阵光聚能原理的基础上,针对背照式256290铂硅红外焦平面探测器列阵 的结构参数,设计了衍射微透镜列阵,使入射光通过硅基底聚焦至探测器的各个光敏面上, 提高光能利用率从而增强探测能力。实验获得了微透镜列阵与红外焦平面集成芯片,并在热成像中取得了良好的结果。     

高功率半导体激光器微光学光束整形技术

基于微光学光束变换系统方法,采用双微棱镜列阵、同轴“之“字形整形方法、反射棱镜阵列法等技术对准直光束进行折叠及光参数积匹配变换,实现光束的完全消像散;利用自行研制的大数值孔径连续非球面微透镜列阵、整形器件等核心微光学器件,实现了准直、聚焦和光纤输出等各种功能。形成了系统的半导体激光器光束整形变换技术,准直后光束发散角达到理论极限;成功获得高效率单芯径光纤耦合半导体激光器泵浦源。     

人工复眼成像三维定位系统设计

本文提出了一种简单、实用,基于人工复眼成像的三维定位系统,给出了人工复眼系统高精度定位机理,建立了人工复眼成像三维定位系统设计方法。系统采用平面阵列相机作为系统成像主体结构,每个子相机作为复眼的子眼,子眼以正四边形阵稀疏方式排布,采用平行光轴设计,构造出稳定可靠的光学结构,使计算结果更为精确。通过多重方向视差关系得出几何约束条件,采用多方向性、选择性立体匹配算法,建立计算模型,实现高精度定位。制备了1套子相机数目为9的原理样机,完成了三维定位测试实验,实验获得定位精度为2.53?10-4 rad。     

衍射光学元件在红外像传感器中的应用研究

针对焦平面红外探测器的结构特点,研究采用微光学阵列的方法,增加其填充因子,缩小探测器受光面积、减小暗电流、改善均匀性,从而提高其探测性能,以达到像传感器性能提高的目的.介绍了采用衍射光学元件优化红外成像系统设计, 实现光学系统的消像差和消热差.该系统折/衍混合光学系统结构简单,元件数目少,重量轻,成像质量好.     

衍射微透镜列阵质量评价方法研究

根据实际工程需要 ,对用于萨克 -哈特曼波前传感器的二元衍射微透镜列阵衍射效率的评价方法进行了研究。导出了制作误差与衍射效率的关系式 ,研究了由测得的制作误差评估衍射效率的方法 ,并建立了一套测量系统。     

基于随机微透镜列阵的激光光束匀化方法

利用微透镜列阵实现光束的分割和叠加是一种典型的光束匀化方法。而在微透镜列阵实现激光光束匀化时,由于微透镜列阵的周期性和激光的相干性,匀化光斑会产生周期性点阵分布现象,降低了光束匀化质量。提出一种利用中心离轴型随机微透镜列阵消除点阵效应以实现激光光束的匀化方法。在分析光束经过微透镜列阵的传播特性基础上,设计列阵中各个子透镜单元的几何中心偏离其光轴,利用中心离轴量的随机性打破微透镜列阵的周期性,消除目标面处的点阵现象,实现高均匀性的光斑分布。采用移动掩模技术制备随机微透镜列阵,并开展激光光束匀化实验。结果表明,该方法能够有效提高激光光束的均匀性,有望在激光加工、医疗和照明等方向有较大的应用前景。     

LDA光纤耦合高效率高亮度激光输出研究

为了获得LDA(激光二级管阵列)光纤耦合高效率高亮度激光输出,光纤的芯径要尽可能小,并且耦合光束的光参数积必须小于耦合光纤的光参数积,因此必须对耦合光束进行整形。通过比较,选用反射整形法将慢轴的光参数积压缩到了原来的1/4。将LDA光束与芯径400靘,数值孔径0.37的光纤进行耦合试验,得到的耦合效率约为48%,亮度达到108量级。