金属面曝光选区激光熔化原理装置及试验研究

与点扫描方式相比,面曝光选区激光熔化因具有成形效率高、残余应力水平低等优势,而成为极具发展前景的新一代选区激光熔化增材制造技术的发展方向。利用波长为915 nm的二极管连续激光器作为光源,结合电寻址反射式纯相位液晶空间光调制器,搭建了新一代面曝光选区激光熔化增材制造原理装置平台。获得了“○”形样式的面光斑曝光,基于光敏纸和低熔点金属粉末材料进行面曝光熔化成形并获得了样品,实现了面曝光选区激光熔化的原理性实验验证。     

BSO晶体旋光效应对空间光调制器性能的影响分析

对BSO晶体的旋光效应特性及BSO基光寻址空间光调制器的结构及工作原理的研究表明晶体旋光效应会影响空间光调制器的图像转换质量.根据不同波长和不同掺杂条件下BSO晶体的旋光效应发现,在630 nm波长附近,BSO晶体旋光率为21.2°.在实验中通过对检偏器的调节来避免其对空间光调制器的影响,然后对空间光调制器的结构和制作工艺进行研究,通过实验测量得到空间光调制器的完整输出图像.     

铁电液晶光寻址空间光调制器响应速度的宏模型研究

将铁电液晶(FLC)的本征电路模型扩展到以FLC为调制层,a Si∶H为光敏层的光寻址空间光调制器(OASLM),建立了FLC OASLM的宏模型。用电路方法模拟了控制光强度以及外部激励信号的特征参数对FLC OASLM响应速度的影响。模拟结果表明,FLC OASLM的响应速度随写入光强度和激励信号幅度的增大而加快,随擦除光强度和激励信号频率的提高而减慢。同时,激励信号存在一个上界频率,当频率参数取值超过界值时,响应峰值迅速下降。     

液晶空间光调制器在阿达玛变换光谱仪中的应用研究—编码模板缺陷的补偿措施

论述了液晶空间光调制器作为固定不动的编码模板在阿达玛变换光谱仪中的应用,对编码模板的缺陷进行了研究,提出了编码模板缺陷的补偿措施.模拟实验证明了我们给出的补偿措施是正确的.     

一种软铋矿空间光调制器调制传递函数的分析

将基于软铋矿BSO光折变晶体的非对称结构光寻址空间光调制器的内部功能实现过程进行合理划分,对其中的一个关键部分进行理论分析,得到相应脉冲响应函数的主要解析表达式,并对调制传递函数的空间频率响应受到绝缘层介电常数、晶体层厚度以及晶体层内电荷纵向分布等因素的影响进行了数值分析和讨论。讨论分析和补充验证实验表明,功能实现过程各组成部分之间有着紧密的内在联系,分析结果能够反映整个功能实现过程涉及的各主要因素对调制传递函数空间频率响应的影响。对于如何通过合理选择和优化材料特性、结构参数、工作条件等因素,提高此类空间光调制器调制传递函数的空间频率响应特性具有一定的指导意义。     

多值神经网络改进模型及其光学实现

本文提出一种改进的光学神经网络模型,并利用空间光调制器PROM构成的光学系统实现了这种模型的联想记忆运算.计算机模拟和实验结果表明,改进模型提高了光学神经网络的识别能力,并在—定程度上提高了存贮容量.     

利用相关分析法测量空间光调制器的相位调制特性

基于一维干涉条纹图像的相关分析法可实现液晶空间光调制器相位调制特性的测试。给出了XGA2L11型电寻址液晶空间光调制器的相位现场测试原理、测试装置和测试步骤。利用范德卢格特型光电混合相关器对测试结果进行了实验验证。结果表明,该方法具有原理简单、适应性强和精度高等优点。     

Light efficiency of liquid crystal spatial light modulator using,for wavefront corrector in AO

Liquid crystal spatial light modulator (LC-SLM) has a series of attractive characteristics as a wavefront corrector in adaptive optics system such as compactness, high density integration, low cost and possibility of batch production. However it also suffers from several drawbacks such as low light efficiency. We present an analysis of the light efficiency of the phase by only using LC-SLM for wavefront corrector in AO system. The factors of polarization sensitive, pixel grid structure, phase quantization and limited phase stroke are discussed in theory. Simulation results are given based on a math model of a LC-SLM. The intensity variation results from pixel structure are measured. The light efficiency of the LC-SLM is tested for generating a series of Zernike aberrations. The effect of phase wrapping method is analyzed and tested. We demonstrate that the light efficiency reduces these factors. Experiment results from the use of the phase only liquid crystal spatial light modulator confirms these conclusions.     

稀土金属离子与色氨酸相互作用的荧光光谱研究

在碱性介质中,稀土离子与色氨酸形成离子缔合型异配位络合物使色氨酸的荧光猝灭,在pH=10-11的H3BO4－HAc-H3PO4-NaOH介质中,色氨酸的荧光发射和稀土离子对其荧光猝灭均达到最大值,各个稀土离子对色氨酸的荧光猝灭强度也基本相似,本文还建立了稀土离子与色氨酸配合物的分子模型并对其荧光猝灭机理进行了探讨。     

用空间光调制器产生三维光阱阵列

本文提出了用液晶空间光调制器制作复合相位光栅、产生三维光阱阵列的新方案．在本方案中,首先将一维矩形光栅转变为能够产生纵向光阱阵列的环形光栅,再把环形光栅和二维矩形光栅组合成复合光栅．根据现有空间光调制器的技术参数,模拟仿真设计了产生5×5×5光阱阵列的光栅,以普通功率的高斯光波为输入光,正透镜聚焦衍射光,计算输出光强分布,结果表明：在透镜焦点附近获得具有很高峰值光强和光强梯度的三维光阱阵列,囚禁冷原子的光学偶极势达到mK量级,对原子的作用力远大于原子的重力．用大功率激光作为输入光波时,产生的光阱阵列也能用于囚禁Stark减速后的冷分子．     

用液晶空间光调制器产生光阱阵列

液晶空间光调制器能够方便地用于制作各种衍射型光学元件, 但液晶空间光调制器存在分辨率有限的缺点, 本文提出了用液晶空间光调制器制作相位型光栅, 产生一维和二维光阱阵列的新方案, 用迭代傅里叶级数算法优化设计光栅的相位分布, 在不改变空间光调制器硬件参数设置的情况下, 充分利用和发掘了空间光调制器的优点, 同时又能较好地回避其所存在的缺陷. 根据现有的空间光调制器的技术参数, 模拟仿真设计光栅, 计算光强分布, 结果表明: 用大失谐、小功率激光照明, 能够产生具有很高峰值光强和光强梯度的光阱阵列, 囚禁冷原子的光学偶极势达到mK量级, 对原子的作用力远大于原子的重力.     

Diffractive characteristics of the liquid crystal spatial light modulator

The liquid crystal spatial light modulator (LC SLM) is very suitable for wavefront correction and optical testing and can produce a wavefront with large phase change and high accuracy. The LC SLM is composed of thousands of pixels and the pixel size and shape have effects on the diffractive characteristics of the LC SLM. This paper investigates the pixel effect on the phase of the wavefront with the scalar diffractive theory. The results show that the maximum optical path difference modulation is 41\,$\mu$m to produce the paraboloid wavefront with the peak to valley accuracy better than $\la$/10. Effects of the mismatch between the pixel and the period, and black matrix on the diffraction efficiency of the LC SLM are also analysed with the Fresnel phase lens model. The ability of the LC SLM is discussed for optical testing and wavefront correction based on the calculated results. It shows that the LC SLM can be used as a wavefront corrector and a compensator.     

光电混合相关识别系统中匹配滤波器缩放比例的确定方法

在光电混合匹配滤波相关识别系统中,由于输入图像的频谱与匹配滤波器的形成方式不同,不能直接实现对应频率成份的准确对准。这个问题需要通过对匹配滤波器进行缩放来解决。根据透镜的傅里叶变换性质和计算全息理论,分别推导出输入图像的频谱的表达式和滤波空间光调制器加载了匹配滤波器后的透射函数的表达式,并根据这两个表达式得到匹配滤波器的缩放比例的公式,然后在实际的光学识别系统中对根据该公式计算的缩放比例进行了验证。实验结果表明,在该缩放比例下,相关峰的质量有较大改善,这说明此时输入图像的频谱与匹配滤波器对应频率成份实现了较好地对准。     

Optical properties of high transmittance aluminum oxynitride thin films for spectral range from near ultraviolet to visible

In this study, high transmittance aluminum oxynitride films were deposited by ion beam sputtering at room temperature. The nitrogen working gas was fed into the ion source and the oxygen gas fed near the sputtered target. The properties of the aluminum oxynitride films were examined by a Varian Cary-5E spectrometer, atomic force microscopy, X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscope. The films show high transmittance at near UV and visible light regions. The optical constants of the films, refractive index and extinction coefficient, can be controlled by varying the oxygen partial pressure.     

反射式液晶空间光调制器用于光束会聚控制

根据偏心透镜组的结构原理,利用液晶空间光调制器(LC-SLM)对其结构进行了优化。对LC-SLM等效透镜功能的原理进行了分析,模拟仿真了利用LC-SLM对光束进行调制的结果。实验验证了LC-SLM通过加载菲涅尔透镜相位图,实现了对光束会聚功能,并且通过耦合位移相位因子可以实现会聚光斑平移的功能,能够代替在偏心透镜组中实现同一功能的透镜。配合后续的透镜组,理论上可以控制光束实现大角度的扫描。     

利用空间光调制器的偏振特性实现图像边缘增强

讨论了光电混合型范德卢格特相关器中起偏器和检偏器对场景空间光调制器的影响。提出了一种通过设置起偏器和检偏器相对于场景空间光调制器入射表面液晶指向矢方向的角度来实现图像边缘增强的预处理方法。通过对XGA2L11型电寻址薄膜晶体管驱动透射式液晶空间光调制器的实验测试表明,该方法减少了计算机图像预处理的运算量,有效地提高了目标识别的速度,实现了场景图像边缘增强的实时预处理。     

激光显示中光学系统研究

为了满足机械转镜扫描要求(转镜转速每分钟不少于3万转)及光束与水平信号的行场同步要求，提出采用面阵空间光调制器及多像素并行扫描方式。采用“面阵空间光调制器”对激光束进行选通和光强调制，使覆盖多像素的激光束在高速扫过面阵空间光调制器时，光强按视频图像的强弱进行调制，从而形成激光视频图像。由于采用了多像素并行扫描、新型二维扫描转镜和积分器光路，扫描速度大大降低，由每分钟几万转降低到3000转，解决了扫描式激光显示的技术瓶颈和激光干涉条纹问题，获得了很好的显示效果。     

Simulation of MIMO channel characteristics for indoor visible light communication with LEDs

In order to study the characteristics of multiple input and multiple output (MIMO) channel, first, the basic components of the communication system are analyzed. And then, we present a simplified ray tracing method for optical MIMO system to obtain its channel impulse response and frequency response. This method using ray tracing to calculate the impulse of the channel limits the reflections within three times. Finally, its validity is verified by the numerical simulations, and its simulation results have been discussed. The channel bandwidth is gradually narrow, direct response is getting small, and the first response becomes large from the center to the corner.     

Phase-Only Modulation with a Twisted Nematic Liquid Crystal Panel for a Reconfigurable Grating

A single-path transmission type twisted nematic liquid crystal panel appears to achieve nearly phase-only spatial light modulation when placed between a properly aligned polarizer and analyzer. We obtained more than π phase delay with the equipment whose retardation was less than π.     

一种用于衍射光元件优化设计的快速算法的研究

讨论了傅里叶迭代算法对初始相位敏感的缺陷机理,提出用伪随机相位编码作为傅里叶迭代算法初始值的改进算法来克服相位敏感缺陷。改进算法具有加快迭代收敛速度、提高恢复图像强度准确性的优点。将该算法产生的任意期望图样的相位全息图写入纯相位液晶空间光调制器上,在远场成功地再现了期望图样。算法迭代10次可产生衍射效率接近85%的一幅相位全息图。作为一种快速相位恢复算法它在相控阵激光雷达以及光束敏捷偏转等领域有重要意义。