光折变多量子阱光学寻址空间光调制器的理论分析

利用瞬态二维输运模型,给出了半绝缘多量子阱光学寻址空间光调制器在纵向场几何的理论分析.建立了空间电荷场分量的偏微分方程和边值方程,并通过数值方法进行了求解.在推导方程中考虑了双极、各向异性输运和带边共振激发等因素.结果表明,在小光栅间距下横向场显著影响体电荷的分布,体电荷的分布效应又强烈影响器件的分辨率和时间响应. 关键词：     

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。     

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.     

光电混合机器人视觉系统中光寻址空间光调制器的噪音处理

分析了光寻址空间光调制器对连续图像采样产生的噪音和假频,利用采样理论,提出设置光学去假频前置滤波器抑制噪音和假频的方法.理论分析得出去假频前置滤波器为矩形窗函数的基础上,根据视觉系统中光寻址空间光调制器的参量,计算出了本系统所用的去假频前置滤波器的结构尺寸.视觉系统图像特征提取试验结果表明效果良好.     

单晶硅空间光调制器

详细介绍快速响应单晶硅空间光调制器件的结构、工作机理、制作工艺、性能参数。空间光调制器的极限分辨率为４０ｔｐ／ｍｍ，口径为４０ｍｍ，在９３０ｍｍ写入光灵敏度为２０μＷ／ｃｍ＾２，响应时间为１５ｍｓ，给出该器件的应用实例。     

实时图像边缘增强空间光调制器

光学相关识别中首先需要一个把非相干到相干光进行转换的输入图像转换器，然后，再进入输入图像的边缘增强预处理，我们研制的光寻址单晶硅液晶光阀能够同时完成这两项功能。给出图像边缘增强的实验结果。     

铁电液晶光寻址空间光调制器性能分析

针对氢化非晶硅/铝/铁电液晶结构的光寻址空间光调制器（OASLM）,依据其等效电路模型,利用Pspice和Matlab软件对其分辨率、响应速度、对比度及灰度响应等性能进行了分析。结果表明:在铁电液晶（FLC）层厚度一定的情况下,减小光敏感层（a-Si:H层）的厚度可以提高FLC-OASLM的调制传递函数,从而提高分辨率;在其他参量一定的情况下,FLC-OASLM的响应速度随写入光光强增大而增大（写入光从0.08 mW/cm2增大到10 mW/cm2,延迟时间减小110 s,上升时间减小154 s）,随擦除光光强增大而减小（擦除光从0增大到1 mW/cm2,延迟时间增大41 s,上升时间仅增加3 s）;FLC-OASLM的对比度随控制光光强增大而增大,最终趋于一个稳定值21∶1;在其他参量不变时,随着擦除光光强的增大,输出光响应呈现等级下降,且发现当擦除光光强达到一定值（3 mW/cm2）后,擦除光的改变主要影响下降时间而对上升时间几乎无影响;合理设计激励源信号波形,可以得到超过十级灰度输出,表明擦除光具有实现FLC OASLM的灰度响应的功能。     

反射式电寻址红外切变聚合物网络液晶空间光调制器

为了给高帧频红外成像导引头半实物仿真提供高帧频、宽光谱、大动态范围的红外场景,利用切变聚合物网络液晶(SPNLC)电光调制机理制作了反射式电寻址SPNLC空间光调制器.通过LabView编写控制程序,利用计算机并口数据寄存器和控制寄存器为译码放大电路提供写入信号,驱动SPNLC盒各像素,实现红外图像的显示.实验得到厚度为13 μm的反射式电寻址红外SPNLC空间光调制器,当入射辐射的黑体温度为300℃,驱动电压为60 V时,测得样机所显示的几幅长波红外图像(8 μm～12 μm) 的帧频为100 Hz,输出最大温差大于15℃.     

液晶电视空间光调制器对比度的研究

本文分析了影响液晶显示屏对比度的种种因素,根据偏振光在液晶中传输的性质,提出了一种有效改进液晶电视空间光调制器对比度的新方法。通过实验得到了液晶电视最佳对比度的条件,从而使原来4∶1的最佳对比度提高到19∶1。     

在粗糙表面上用液晶空间光调制器进行振动测量

为实现在一段时间内连续实时观测振动物体的全息干涉图形,采用覆盖铝箔的喇叭作为振动物体,利用铝箔原有未经特殊处理表面反射的漫反射光成像,并用光寻址液晶空间光调制器(Liquid crystal-sparial lightmodulator,LC-SLM)作为全息记录载体,来实现振动测量。实验中采用时间平均干涉测量法,得到了不同振动频率下物体的干涉图形。同时在连续改变振动物体的振动频率时,可以清晰地观察到物体振动全息干涉图形的变化过程,即近实时的全息干涉图形。     

雾霾对基于弹光调制检测系统的影响

近几年我国的雾霾日趋严重,不但对人的健康造成危害、对空中交通造成安全隐患,同时也对很多应用于户外的光学设备造成了影响。为了定量分析不同雾霾等级对基于弹光调制痕量气体浓度检测系统性能的影响,设计了一种测试系统,定量比较了在同一系统中不同PM2.5浓度条件下对等量VOC气体浓度反演的影响。实验中实地采集不同PM2.5浓度的样气,再分别与标准待测气体混合,最终通过对透射光光谱变化和待测气体浓度反演数据的比较,定量分析PM2.5浓度对系统的影响。实验中选用甲醛和苯作为待测气体,分别配制了六种浓度的待测气体,对6个雾霾浓度等级（No.1-No.6）分别进行了测试。实验结果显示,当PM2.5浓度增大时,系统光能吸收率降低。当PM2.5浓度等级小于No.3时,衰减变化相对缓慢,而大于No.3后衰减效果明显增强。当PM2.5浓度小于150 μg·m-3时,测试精度优于90%;当PM2.5浓度超过150 μg·m-3时,对VOC浓度反演的影响变强,当达到350 μg·m-3时,测试误差将近30%。由此可见,PM2.5浓度对弹光调制系统的气体浓度检测具有显著影响。     

二维光栅光调制器阵列的光学分析与实验

基于标量衍射理论分析了二维光栅光调制器的衍射特性,提出了投影系统的光学处理方法,利用Matlab软件进行了仿真分析.分析结果表明,二维光栅光调制器的衍射光强分布是单个像素衍射光强的干涉叠加,其分布趋势与单个光调制器的衍射光强分布类似;通过反傅里叶变换可将各个调制器的衍射光重新分开而成像.如果用±1级衍射光的成像,相位为2kπ的调制器在投影面得到一个明亮的像,而相位为(2k-1)π的调制器在投影像面上得到一个黑暗的像.通过一个基于静态微光电系统光栅光调制器的投影光学系统得到了一幅明暗调制的像,证明了光栅光调制器用于投影显示的可行性.     

光栅平动式光调制器结构参量的优化分析

提出的光栅平动式光调制器是一种基于微机电系统(MEMS)工艺的光调制器,利用其表面具有的变形部分(可动光栅)提供衍射光栅,通过控制可动光栅的位移实现光调制器的两种工作状态,即亮态和暗态。根据衍射理论和傅里叶光学对光栅平动式光调制器工作状态的光学特性进行了详细的理论分析和仿真。重点讨论了可动光栅占空比、长度L1、垂直光栅周期方向上边框长度、光栅栅条宽度、整个器件的光栅周期数等对光调制器工作性能的影响。结果表明,可动光栅与反射镜的距离为入射波长的一半时,调制器工作在暗态;而当可动光栅向反射镜方向下移入射波长的1/4时,光调制器工作在亮态;要达到最佳的衬比度,需满足可动光栅的栅条宽度为光栅周期的一半,L1应该为光栅周期的整数倍;在不满足L1为光栅周期d的整数倍时,可动光栅在垂直于光栅周期方向上的边框越小越好;光栅栅条越宽、光栅周期数越多,衬比度越高。     

Neural Network Control of Liquid Crystal Spatial Light Modulator for Spectral Synthesis of Light

If illuminating light with expected spectral distribution can be synthesized, it will be a great help in many-applications, such as computer vision, pattern recognition, industrial quality control, and remote sensing. A light source system containing a liquid crystal spatial light modultor (LCSLM) is proposed for this purpose. A supervised neural network with a single layer was used to control the system. After training the neural nrtwork with data acquired from the system, it gives the data which should be written to LCSLM in order to synthesize illuminating light having certain spectral distribution. Eight spectral distributions were synthesized to test the performance of the system, and the average synthesizing error was 12%.     

LED照明的光栅光调制器光学特性分析与实验

针对一种新型的光凋制器--光栅光调制器,研究用LED作为其照明光源时对光学调制特性的影响.以部分相干光理论为依据,结合MATLAB仿真,推导出用LED照明光栅光调制器时,光源带宽对成像对比度具有较大的影响,通过滤色片将光源带宽减小到13 nm时,像面上的对比度约为150,进一步减小带宽至10 nm,对比度将达到225.光源的尺寸在与光源到光栅光调制器之间的距离相比小于0.03时,对光栅光调制器的光学信息处理不会有影响,并通过实验加以证实,从而说明采用LED作为光栅光调制器照明光源的可行性.     

基于微机电系统光栅平动式光调制器实验和优化设计

基于微机电系统(MEMS)的光栅平动式光调制器(光栅平动式光调制器)调制性能的实验研究关系到其进一步应用。设计了光栅平动式光调制器的相干光学信息处理系统实验方案,He-Ne激光器出射的光束经扩束器和准直透射后成为平行光入射光栅平动式光调制器,被测光栅平动式光调制器放置在相干光学信息处理系统的输入面,滤波器在频谱面上,显微镜放大像面上的信号,经CCD在计算机上记录存储;实验结果和理论分析吻合。对光栅平动式光调制器进行方案优化,将可动光栅边框和悬臂梁表面处理成不反光,使可动光栅和下反射镜构成的整个反射面为光栅周期的整数倍。经理论计算,在光栅周期为8μm,光栅占空比为0.5,光栅边距为2μm,周期数为6的条件下,光栅平动式光调制器图像填充率为74.67%,光学效率为81.06%,衬比度大于5000∶1。     

高分辨率开环液晶自适应光学视网膜成像系统

利用液晶空间光调制器和夏克-哈特曼波前探测器作为核心器件搭建了一套开环双光源液晶自适应光学视网膜成像系统。系统采用人眼屈光0D基准设计并使用动态视标定位人眼,提高了人眼在测试时的稳定性,有效降低了由不同人眼个体差异带来的影响。通过补偿镜预补偿,配合微调照明光焦面,使照明光聚焦在眼底视觉细胞层,保证了像差探测精度和成像质量。利用人眼的偏振特性,采用偏振光照明的方式,将系统的能量利用率提高了20%。优化了系统的工作流程,优化后系统连续工作频率可超过20Hz。对4名志愿者进行了实验,均获得了清晰的眼底视网膜细胞图像。     

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。     

光抽运小型铯束频标中光频移的测量与分析

在弥漫激光场抽运斜入射光检测小型铯原子束频标实验系统上 ,对弥漫激光场产生的散射光所引起的光频移 (主要是交流斯塔克移动 )以及光抽运区产生的荧光引起的光频移对铯束频标准确度的影响作了仔细的实验测量 ,并与理论计算结果作了比较分析。测量结果表明在正常工作条件下 ,散射光引起的光频移小于 - 2× 10 -13 ,荧光引起的光频移值在 0 8× 10 -13 左右 ,这样的光频移对小型光抽运铯束频标来说是可以接受的。