自制“三原色光合成”演示教具

采用红、绿、蓝3条LED发光灯带、3组船型开关以及相对应的亮度调节电位器,自制“三原色光合成”演示教具.该教具不仅可以展示单色光,实现两原色以及三原色等比例的混合,同时还可以实现色光不等比例的混合,从而达到良好的课堂演示效果.     

雪花消融时白色到哪儿去了?

 这个问题像谜一样诱人。如此洁白照人,怎能去无踪影?我们会很快得到答案,并将看到厨房中的一些趣事。首先问,“白是颜色吗?”某种意义上说,是。是所有颜色的合成。这使它成为独特的颜色,并遵守颜色的加减规则。早期有些很好的实验,如用“光柱”可以说明这些规则,白色表现出两个独特的结果:白色物体在任何色光照射下,能带上该色光的颜色;白色可以淡化合成白色的任何颜色,但不能创造新色。     

基于光谱叠加特性的液晶显示器颜色特征化方法研究

从色光加色混合的基本特性出发,对两台专业级液晶显示器(LCD)进行了光谱辐亮度测量.对测量结果进行计算表明,显示色与三原色光谱辐亮度函数之间存在线性叠加关系,不同数字驱动值下相同波长的三原色光谱辐亮度函数满足三次多项式的关系.利用这两个关系提出了一种根据数字驱动值和对应的三原色光谱辐亮度函数计算任意显示色的算法.实验验...     

嵌入式三色光变器设计

为解决目前亚波长二元矩形结构在光学防伪应用方面存在的防伪性能有待提升、制作困难导致性能劣化等问题,提出正弦结构等效矩形结构实现基于嵌入式亚波长一维单周期正弦结构的三色光变器.模拟仿真表明,亚波长正弦结构与原亚波长矩形结构性能相似,可获得优越的三色变换功能.当自然光以45°角入射时,可在方位角0°,58°,90°分别获得相应的蓝光、绿光、红光三色反射峰,反射率分别达到90%,89%,100%.分析并提出了该器件周期、槽深、膜厚以及入射角变化对反射峰的影响规律,探索了运用无掩模的双光束干涉曝光法制作母版的实验过程.提出的正弦结构三色光变器实现了方位角调节的高衍射效率自然光三色光变效果,突破了目前两色光变防伪的局限,同时降低了制作难度,可用通用的全息生产技术制作光栅结构,在光变图像防伪领域有重要应用.     

高功率激光装置实现CBET研究所需的四色光输出

<正>2021年8月美国NIF实现了1.3 MJ聚变放能的里程碑,其中,交叉光束能量转移(CBET)是实现该放能的关键要素之一。利用CBET可补偿黑腔腰部驱动、缓解外环背散压力,从而改善黑腔内的驱动对称性,因此掌握和应用CBET技术具有重要意义。国际上目前仅美国开展了CBET所需的四色激光打靶技术研究,国内尚未开展实验研究。在高功率固体激光装置上实现四色光打靶需要解决四色激光产生、传输、放大、幅频效应抑制和高效三倍频等问题。近期,中物院激光聚变研究中心激光技术研究团队通过重构前端系统架构、抑制多色激光工作下的幅频效应、改进主放宽光谱下的增益模型、对三倍频晶体匹配角进行波长跟随等实现了激光装置四色光输出。形成的四色光打靶能力已成功应用于交叉光束能量转移实验研究。     

LED用荧光粉Sr（S1-xSex）：Eu^2＋的合成和光谱性质研究

采用高温固相法合成了Sr(S1-xSex)系列硫属化合物掺Eu2 荧光粉.XRD表明荧光粉的组成为单相,而且体系Sr(Sl-xSex):0.005Eu2 中晶胞参数随着组成的变化呈现良好的线性关系,遵守韦加定律.漫反射光谱与激发光谱吻合,说明荧光粉吸收的能量能够有效地激发发光中心而发光,激发光谱中较低能量区域覆盖了400～500 nm的光谱范围,与蓝光LED芯片的发射光匹配.发射光谱呈现的是Eu2 离子的5d→4f特征跃迁发射带,当x由0增加到1.0的过程中,发射峰值波长由617 nm逐渐蓝移到571 nm.不同基质中掺杂的Eu2 离子的荧光寿命均为微秒数量级,与Eu2 离子的4f65d1→4f7跃迁相符合.将荧光粉封装在发蓝色光(λ=460 nm)的GaN芯片上制作了LED器件,测量了器件的发光强度、色纯度和色坐标等参数.Sr(S1-xSex):Eu2 系列硫属化合物掺铕荧光粉能够有效地被GaN芯片发出的蓝色光激发,发出从橙色到红色的可见光,是一类较好的LED用荧光粉.     

数码彩扩机色域匹配模型研究

色域匹配是数码彩扩机实现图像颜色较好再现的关键.首先,采用一种较为实用的方法对CRT显示器进行了标定,运用Beer色料理论预测了彩色相纸的色域.在此基础上,运用非线性压缩算法实现从CRT到彩色相纸的色域匹配,同时提出了虚拟色域的概念,并加以分析研究.结果表明,非线性压缩色域匹配模型对于建立数码彩扩机的颜色管理系统具有重要实用价值.采用这种方法在国家高新技术激光数码彩扩机中取得了高质量的扩印效果.     

普通光谱仪用于混色物理实验

利用光栅光谱仪测量了加法基色和减法基色的透射光谱,并借助2个不同滤波片的组合可以实现减法混色的物理过程.同时,通过实验证明了色光波长会随着入射角增大而向短波长偏移.     

全色彩RGB灯电控光源设计研究

介绍星敏感器和星模拟器在航空器空间姿态确定中的作用和地位及其基本工作原理。依据色度学理论与公式,分析如何使用红、绿、蓝三原色合成各种颜色的光源,并推导三原色色品坐标和亮度与合成光源色品坐标之间的数学方程式。在理论研究的基础上,设计一种以全色彩RGB灯作为发光器件的静态多路星模拟器电控光源。在实验室条件下,对电控光源系统输出光功率和峰值波长的稳定性进行测试实验,并给出实验结果。实验结果表明:单个光源的短期稳定性均优于1/1 000。     

运用投影仪实现直接混色法合成白光实验

论述了用调压器调节投影仪光强度的方法,用三台投影仪经过滤色片产生三种基本色光,进行直接混色法合成白光实验演示的做法和结果.     

高功率激光终端KDP晶体非共线高效三倍频及远场色分离方案数值模拟分析

为满足高功率激光装置对终端光学系统的改进要求,控制3ω光路透射元件厚度以降低激光损伤风险,避免3ω非对称聚焦与色分离元件对靶场调靶产生不利影响,本文利用非共线相位匹配原理讨论了KDP晶体Ⅰ类和Ⅱ类两种和频产生351 nm(3ω)激光及其远场色分离过程.模拟结果表明,室温20?C环境中除目前常用的共线和频外,1053 nm(ω)与526.5 nm(2ω)激光可选择Ⅰ类或Ⅱ类两种非共线和频方式实现高效3ω激光输出并在激光远场实现色分离,且具有足够的高效转换失谐角容宽.计算表明,与Ⅰ类和频类似,Ⅱ类和频也存在一个非临界相位匹配过程,其匹配方向约为θ(3ω)=86.53?.可通过增加晶体厚度克服其有效非线性系数较低的缺点,实现3ω高效输出,失谐角容宽可达±20 mrad.为满足靶场需要,解决非共线角容宽苛刻带来的调节不便,并进一步使光路紧凑,将楔角为12?的熔石英楔板置于倍频晶体之后,ω与2ω激光在熔石英楔板后表面可产生约3.5 mrad分离角.经非共线和频,使用薄透镜即可实现聚焦及色分离.该方案完全满足终端光学系统的改进要求,可作为可靠的备选方案之一.     

嵌入式三色光变器

为了提升现有导模共振防伪光变器件的性能,设计了一种基于ZnS覆盖膜的一维单周期矩形结构三色光变器.当自然光入射角为45°时,可在0°,58°,90°方位角分别获得相应的蓝、绿、红三色反射峰,对研究结果进行了物理解释.分析并提出了该器件周期、槽深、膜厚以及入射角变化对反射峰的影响规律,对器件的设计、制作和测试有重要指导作用.三色光变器基于简单结构实现方位角调节的自然光三色光变效果,可运用传统激光全息产业的模压和蒸镀工艺进行制作,在光变图像防伪领域有重要应用.     

双色光晶格势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的Landau-Zener隧穿行为

考虑玻色-爱因斯坦凝聚体局限于周期性的双色光晶格势阱中,研究其中的Bloch能带结构、第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿行为.结果表明,随着双色光晶格势阱的主、次晶格相位差从0增加到π,Bloch能带中第一能隙宽度逐渐增加,而第二能隙宽度逐渐减小.同时发现,双色光晶格势阱的主、次晶格深度及其相位差对第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿性质有重要的影响.     

颜色视觉匹配中显示器颜色色差阈值的评价

为了对阴极射线管(Cathode ray tube,CRT)显示器颜色恰可辨别的小色差阈值进行评价,在中性灰背景下,用编制的颜色匹配程序,在CRT显示器上随机产生颜色,分别调节程序中R、G、B通道的值,使匹配色与随机色达到视觉上的一致,进行颜色视觉匹配实验,测量CRT显示器上随机色和匹配色的L*a*b*值.用不同的色差公式对实验数据分别从明度、色调、饱和度进行比较分析,色差公式评价小色差的性能是CIEDE2000优于CMC(2∶1)和CIEL*a*b*.在a*b*图上绘制实验颜色恰可辨别图.不同色差公式计算的CRT显示器恰可辨别小色差阈值不同.     

数字彩扩机色域匹配技术研究

数字彩扩机要实现较好的图像彩色复现 ,关键在于CRT与冲扩图像载体之间的色域匹配。因此对于使用LCD作为冲扩图像载体的数字彩扩机 ,需要进行CRT与LCD之间的色域匹配运算。对这一技术进行了研究和探讨 ,建立了CRT和LCD的色域 ,并针对它们各自的色域提出了具体的色域匹配算法 ,将LCD无法显示的CRT色域内的颜色 ,映射到LCD色域 ,对解决使用LCD的数字彩扩机的彩色复现问题具有相当重要的意义     

LED广色域投影显示系统实时色域校准的研究

针对LED广色域投影显示系统中色域过大带来颜色失真的问题,在时序工作方式中,采用在一个基色光工作时,同时加入一定比例的其他基色光作为辅助光,将该基色光的色品坐标移到所需位置的色域校准方法。另外,为了避免LED一致性差异和环境温度变化及工作时间对LED主波长和色品坐标造成的影响,提出利用一组XYZ色度传感器实时测量并反馈三基色LED色品坐标的方法。该方法通过对色域校准算法编程实现实时色域校准,达到了正确显示颜色的目的。     

量子点背光液晶显示技术的亥姆霍兹-科尔劳施效应

亥姆霍兹-科尔劳施效应(简称H-K效应)指的是人眼对色光的感知亮度随着色纯度的增加而提升的现象.量子点背光技术可显著提升液晶显示的色域和视觉感知亮度,已经在众多显示产品中开始应用.本论文通过观看者亮度感知实验,对比了YAG荧光粉白光LED背光电视(YAG电视)和量子点背光电视(量子点电视)的H-K效应差异,根据Kais...     

一种基于柱透镜光栅的计算机辅助彩色立体图片合成方法

对基于柱透镜光栅的立体照片的制作原理进行了理论分析,推导了立体成像的光学原理,结合现代数字图像处理技术,对多幅图像的匹配及合成方法进行了分析,提出和实现了一种计算机辅助彩色立体图片合成方法。实验结果表明,利用计算机系统进行彩色立体图片制作是一种完全可行的方案,较之传统的立体照片制作工艺,在经济性及使用灵活性等方面具有非常明显的优势     

基于液晶空间光调制器的消色差透镜

依据标量衍射理论,在分析消除轴向及倍率色差条件的基础上,利用纯相位液晶空间光调制器的可编程控制特性,将红、绿、蓝三种色光调制的菲涅耳透镜与闪耀光栅镶嵌在一起,通过随机等概率的复用方法,在液晶空间光调制器上编程,实现了具有共同焦距的三色光复用透镜,消除了轴向色差.同时,通过对红、绿、蓝三色光调制的菲涅耳透镜孔径的约束,实现了三色光在焦平面处相同的聚焦光斑半径大小和强度,消除了倍率色差.实验结果表明,通过该方法,复用透镜的轴向色差以及倍率色差都得到了有效矫正,在三色光入射下其艾里斑半径为67pixel,与具有相同焦距和分辨率的单色透镜产生的艾里斑半径65pixel接近.     

基于不同显示设备的观察者同色异谱差异研究

为了研究显示设备的原色光谱对色觉正常观察者的颜色分辨差异影响,选择了5台红绿蓝三原色光谱能量分布不同的显示设备,基于国际照明委员会推荐的5个颜色中心,组织了30名年龄分布在20～27岁的色觉正常观察者基于5台显示设备开展颜色匹配实验。同时用108个颜色匹配函数对颜色匹配过程进行了模拟计算,将计算结果与颜色匹配实验结果进行比较,并用同色异谱指标量化不同显示设备对观察者差异性的影响,发现模拟计算结果与颜色匹配实验结果具有较好的一致性。基于实验选取的4台待匹配设备与目标设备进行颜色匹配实验,采集到285个CIELAB色差数据,同色异谱指标的最大值为9.59,最小值为3.89。显示设备的原色光谱对观察者同色异谱的影响较大,红色受设备的影响低于黄色和蓝色。