液晶光学相控阵可编程光束偏转研究

研究了一种一维透射式向列相液晶光学相控阵.建立了器件的数学模型,根据Frank-Oseen液晶连续体弹性形变理论计算了电场作用下液晶指向矢分布,定量分析了器件的相位延迟及衍射特性.研制了含1 024个驱动电极的实际器件,由FPGA对电极驱动电压进行可编程控制.经实验测试,该器件可以实现60个角度的准连续随机可编程电控偏转与扫描,最大偏转角度为2.001 4°.根据器件的理论模型,对光束偏转的衍射效率进行了定性讨论,发现电极之间形成的“相位凹陷”是形成衍射旁瓣的直接原因.     

微透镜阵列光学相控阵扫描技术研究进展

光学相控阵光束扫描技术在激光雷达、空间光通信和光开关等领域拥有巨大的应用潜力。微透镜阵列光学相控阵可以通过微透镜阵列间μm量级的相对位移同时对多个出射光束的二维倾斜相位进行调制,从而实现大角度二维光束扫描,具有出射口径大、结构简单、体积小、微惯性、多功能等优点。首先介绍了微透镜阵列光学相控阵的扫描原理,之后对微透镜阵列光学相控阵国内外的发展现状、应用和现阶段存在的问题进行了阐述,最后对微透镜阵列光学相控阵的发展趋势进行了展望。

     

基于液晶光学相控阵的非机械式光束扫描技术研究

基于衍射光栅原理,以反射式液晶光学相控阵为研究对象,针对波长1 550nm波段进行光束扫描角度计算.并对周期性和非周期性的扫描模式进行了仿真分析.编制了周期性和非周期性扫描模式的相位图程序及实验软件.实现了对光波的光学相位进行实时可编程控制.通过光束偏转实验,验证了最大偏转角度2.4.时,最大探测距离约为1.3 km....     

高斯光束共焦扫描激光显微镜的光学传递函数

考虑光源和探测器有一定大小，并引入光源的高斯分布函数，求出此接近实际的共焦扫描成像系统的光学传递函数(OTF)；运用计算机进行数值模拟并讨论光源针孔和探测针孔的大小对横向、纵向分辨率的影响.所得结果在不影响共焦扫描成像系统三维(3D)成像能力的基础上，可以有效地提高系统的信噪比. 关键词：     

高斯光学型扫描全息系统的点扩散函数

根据激光束的空间分布为高斯型分布，文中推导了理想和实际光学扫描系统的点扩散函数，理想系统的点扩散函数为δ函数，实际系统的点扩散函数为高斯函数。     

稀疏光学相控阵设计方法研究

为克服光学相控阵单元间隔必须小于工作波长二分之一的限制,构建了一种稀疏光学相控阵模型。分析了一维稀疏光学相控阵在近场和远场条件下的扫描原理,并提出了一种设计方法。对其相关参数进行仿真的结果表明：稀疏光学相控阵所用的单元数目较少,单元间隔远大于工作波长,扫描范围较大,波束宽度较窄,且在整个扫描空间内没有栅瓣。因此,稀疏光学相控阵单元间隔不受工作波长的限制,同时具有较好的扫描性能。     

狭缝扫描法测量高斯光束光斑尺寸

在激光束参数测量中,常常使用针孔扫描法来测量光束光强的轮廓分布,但该法要求扫描的针孔必须通过光斑中心,否则会引起较大的测量误差,另外,若被测光斑较小,所需针孔就较小,亦增加了测量的难度。本文介绍利用狭缝作一维扫描,同样可以得到高斯光束的光强分布,但是避免了对中的麻烦,而且由于通过狭缝的光能较强,方便了操作,提高了信噪比。设高斯光束横向光强分布为式中,I_0为光束中心点的光强,ω为光斑半径。若扫描狭缝宽为Δ,缝中心在x′处,缝长远大于光斑直径,那末通过狭缝的光能是     

Z-扫描技术的灵敏度分析

单光束激光Z-扫描技术是利用光束的横向特性来研究材料的光学非线性的,其灵敏度的提高有助于测量微弱折射率变化。从入射光束、调制方式、光束检测等方面论述了Z-扫描技术的灵敏度。顶环光束入射相对于标准Z-扫描技术的高斯光束入射其灵敏度可提高2.5倍,但要求光源的输出能量达到一定值,仅适用于测定较小的非线性相移;在光路中插入调制元件后放大因子可达到780,但调节光路难以调节焦移效应。利用CCD作为探测器的TPDZ-扫描技术能够测量小于λ/15000的非线性相位畸变,CCD能够充分获得光束的横向信息,有望成为另一种测量光学非线性的常用方法。     

利用多相位片实现光束整形

光束整形是许多应用所必须的，偿试利用二元光学的方法选择合适数的相位片对光束进行整形，并就高斯光束均匀化为例进行了数值计算。     

基于Gires-Tournois谐振腔的二维光学相控阵反射镜

光学相控阵是激光雷达中实现非机械光束偏转的一种技术方案,针对现有光学相控阵存在的尺寸大、二维集成困难等问题,提出了一种可实现二维光束偏转的新型二维光学相控阵反射镜.该反射镜采用易于集成的面阵结构,同时利用Gires-Tournois谐振腔在谐振波长附近的色散特性放大相移.仿真结果表明,该结构在谐振波长附近具有较高的相移...     

光学相控阵光偏转器的驱动研究

提出了一个用于16通道波导光学相控阵光偏转器的驱动系统, 其中电压调节控制单元用一个现场可编程门阵列(FPGA)芯片实现.这个系统可使该OPABD的光束扫描速率达到580 kHz以上, 远远高于基于微控制器的驱动系统所能达到的水平.     

Multiple Beam Scanning Optics for Laser Printer: Application of Optical Fiber Array Method

We have developed laser printer optics using various kinds of multiple beam generation devices, such as a polarization prism, grating, diode laser array, and optical fiber array. Recently we successfully demonstrated laser-print experiments using five beams from an optical fiber array. In the array, fibers are arranged with a spacing of 0.15 mm and emit circular Gaussian beams that have a diameter of 5 μm and a wavelength of 635 nm. The wavelength of diode lasers is determined from sensitivity of the photoconductor drum of As₂Se₃ material. The arrangement error vertical to the array is mostly suppressed below 0.4 μm. In the optics, curve of scan lines and print position errors in the scan direction are suppressed to a negligible size due to minimization of the magnification variation in the sub-scan direction along the print width and achromatized design, respectively.This paper was originally presented at the 2nd International Conference on Optical Design and Fabrication, ODF2000 which was held on November 15-17, 2000 at the International Conference Center, Tokyo, Waseda University, Japan.     

基于光学相控阵的目标指示系统

为实现对运动目标实时指示激光束的非机械电控制,建立了基于光学相控阵的目标指示系统.首先,根据光学相控阵原理和空间光调制特性,对预设指示图添加共轭对称项,利用快速傅里叶变换计算全息法生成的全息图进行制表.其次,在图像传感器采集视频下,运用基于核函数密度估计的改进Mean-shift目标跟踪算法,获取多目标位置信息,查表并载入全息信息,完成全息图的实时更新.最后,利用空间光滤波特性,设计光电再现环节,消去冗余项并完成全息再现过程.实验发现:对8bit灰度全息图,系统每秒的指示速度均在60帧以上,各部件效能达到最大化.满足了目标指示系统稳定性、实时性、准确性等要求,理论算法和实验结果也验证了该系统的有效性.     

Beam Steering Type of 1 : 4 Optical Switch Using Thermo-Optic Effect

We propose a beam steering type optical switch employing a phase shifter. It consists of collimating waveguide mirrors, an arrayed-waveguide which has deep trenches incorporating polymer materials, and input/output waveguides. The incident light is guided to the front mirror, where it is then collimated, and input to the arrayed waveguide. The number of trenches filled with polymer linearly increases in order. The refractive index of the polymer can be controlled with temperature, and the propagation direction of the output light from the arrayed waveguide can also be controlled. A switch with 15 waveguides in the array has been fabricated. The chip size is about 2:5 × 9:0 mm², the insertion loss is 10 dB, and the extinction ratio is about 10–13 dB.     

Modeling of Focused Acoustic Field of a Concave Multi-annular Phased Array Using Spheroidal Beam Equation

A theoretical model of focused acoustic field for a multi-annular phased array on concave spherical surface is proposed.In this model,the source boundary conditions of the spheroidal beam equation(SBE) for multi-annular phased elements are studied.Acoustic field calculated by the dynamic focusing model of SBE is compared with numerical results of the O'Neil and Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov(KZK) model,respectively.Axial dynamic focusing and the harmonic effects are presented.The results demonstrate that the dynamic focusing model of SBE is good valid for a concave multi-annular phased array with a large aperture angle in the linear or nonlinear field.     

光学综合孔径望远镜阵的光束组合器

光束组合器是光学综合孔径望远镜阵重要技术组成部分之一。从光束组合器所产生的光干涉条纹中提取中央条纹（主峰）相位和可见度信息，实现对望远镜状态、延迟线光程补偿与条纹跟踪，光束平行性伺服等进行精细馈控，从而高灵敏度、高效率地得到图像重构的闭合相位等数扭，最后获取高分辨率的目标图像。给出了一个用于光学综合孔径望远镜阵像面光束组合器方案的初步研究结果。     

Investigation of Elliptical Gaussian Beam in Optical Disk System

1.IntroductionLaserdiodehasbeenx`idelyusedinfibrc-opticcommunicat:onandopticaldisk$yctems.LaserbeamIsradiationangle(fullangu1aratha1f-maximumintensitypoint)ismeasuredbothparllelandPerpendiculartothcjunctionp1anclgenera1ly.o//=6,~1o",oJ-=2o"~5O':Inerasableopticaldisksystemsasmagneto-optica1disksystems,thelaserbcamiscollimatedandshapedtobecircularsymInetricbeaminordcrtoaquireahighintensityandhighqualityscanningbeamiPot,butitsoptica1systemiscomplicatedandeasyaddingassocialaberration.usingaellip…     

新型液晶光学相控阵的特性研究

将液晶作为平板光波导的上包层,构建了液晶光学相控阵器件.根据Frank-Oseen液晶连续体弹性形变理论与光栅衍射理论,研究分析了基于这种新型结构下液晶光学相控阵的传输特性,输出衍射特性和其它性能特性.研究结果表明,器件的传输电控相位延迟可以实现更大的光程差;阵列电极周期数目、电极宽度、电极间隔宽度等结构参量对器件的输出衍射光束的光强分布和半峰值全宽度影响很大,同时光束扫描的可行性得到论证;器件的响应时间提高了一个数量级,且其色散性能获得改善.为以后研制新型液晶光学相控阵提供了理论基础与技术设计依据.