激光直接写入系统中的光功率稳定控制

激光光功率控制对激光加工技术极为重要,本文介绍了在激光直写系统中用于光功率控制的声光调制器件并根据光强稳定度要求分析给出了调制器的结构参数和相关的控制电路。按控制原理及调制器参数设计并实现声光调制系统获得了好的光强控制效果。受控前Ｈｅ－Ｃｄ激光器输出光强稳定度的１５％,控制后一级衍射光光强稳定度达０．２％。     

铁电液晶基空间光调制器的灰度响应特性

提出了一类以铁电液晶作光调制层的空间光调制器等效电路模型,对调制器的灰度响应特性进行了动态仿真研究,给出了驱动电压频率100 Hz~1 kHz和写入光强0~10 mW/cm²时调制器的强度转移特性曲线。结果表明,光寻址空间光调制器(OASLM)电光响应的上升时间随写入光强的增加而减少,写入光强由0.5 mW/cm²增加到10 mW/cm²,上升时间从1.44 ms减少为74 μs。写入光强存在使输出光强随之(准)线性增加的范围,调制器工作在该范围内即可显示不同灰度;强度转移特性对电压频率十分敏感,调节频率可对调制器的工作范围及灰度区内强度转移特性曲线的斜率等进行控制,频率由100 Hz增加到1 kHz,工作范围由(0.08 mW/cm²,1 mW/cm²)改变为(2 mW/cm²,10 mW/cm²),同时线性段内强度转移特性曲线的斜率减小。另外,虽然擦除光对强度转移特性的影响很弱,但必须注入擦除光以抑制无写入光注入时的光响应和保证在新信息写入前擦除先前的信息。由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果相一致。     

交叉效应对光栅光调制器阵列的影响

为了讨论交叉效应对无源矩阵驱动的光栅光调制器的影响,建立了无源矩阵驱动光栅光调制器的电学模型.介绍了光栅光调制器的工作原理和驱动电压.利用基尔霍夫的电流定理和电压定理,对该无源矩阵驱动阵列的电学模型进行化简分析,得到了交叉效应中半选点像素、非选点像素与全选点像素之间的电压关系.实验测得器件的驱动电压,并对加工的阵列器件进行交叉效应验证,得到这3种像素的±1级衍射光强与全选点像素驱动电压的关系.最后,提出两种抑制交叉效应的方法.实验结果显示:光栅光调制器的工作电压为8 V,吸合电压约8.5 V时;对于加工的16×16阵列,半选点像素电压约为全选点像素电压的1/2,且远大于非选点像素电压,结论与交叉效应理论分析一致.结果表明:交叉效应会降低阵列的光学对比度和光利用率,而器件较低的驱动电压有利于与有源矩阵电路实现单片集成,消除器件的交叉效应.     

光栅光调制器的有源矩阵驱动的设计与优化

通过提出一种光栅光调制器的有源矩阵的驱动方式,分析了有源矩阵光栅光调制器的工作机理和关键指标参数.并且分析指出增大有源矩阵的存储电容值,可以减小由电荷重新分布造成存储电压的降低.有源矩阵的晶体管宽长比和存储电容,影响有源矩阵的保持电压特性和开关速度.结合实际的工艺设计包,利用Cadence软件设计了有源矩阵的版图.设计了有源矩阵与光栅光调制器的单片集成的工艺流程.通过仿真和实验验证了理论分析的正确性,且仿真结果与实验结果基本一致,表明:有源矩阵光栅光调制器可以满足分辨率为1920×1080,帧频30 Hz,256级灰度的显示要求.     

空间光调制器DMD多级谱复频成像的研究

依据DMD空间光调制器的调制特性及复频成像特性,设计了一个紧凑的4f傅立叶变换系统,对DMD的多级衍射谱进行复频输出,极大改善了仅用DMD零级衍射谱作为图像读出的光亮度.利用DMD空间光调制器复频成像输出装置构建的一个合成全息图的拍摄系统,拍摄了具有高对比度、低噪音的合成全息图.     

液晶空间光调制器对真实人眼畸变波前的校正

基于液晶空间光调制器波前调制量大,像素密度高,驱动电压低等优点,用液晶空间光调制器作为校正眼像差的关键元件,研制了用于人眼畸变波前探测和校正的自适应光学系统.介绍了液晶空间光调制器的波前调制原理,利用ZYGO干涉仪测定了位相调制和灰度级的关系曲线.分别用Hartman-Shack波前探测器和高分辨率液晶空间光调制器探测和校正人眼的波前畸变,对近视5 m~(-1) (500度)的人眼进行了自适应校正实验.校正后,系统的波前误差为0.086λ PV和0.013λ RMS, 达到了系统的衍射极限,并可清晰地分辨眼底原来模糊的细胞.实验结果表明,液晶空间光调制器可以有效校正畸变波前,达到提高成像质量的目的.     

MOEMS阿达玛变换光谱仪的可动光栅光开关阵列

根据微弱光谱信号的快速检测原理,构建了一种适用于阿达玛变换光谱仪的MOEMS(微光机电系统)可动光栅光开关阵列。对一种适用于补偿光栅光调制器件加工误差的阿达玛变换算法进行了分析,设计了以Al膜为主的表面微加工工艺流程,制作出MOEMS可动光栅光开关阵列。实验测试结果表明,可动光栅光开关阵列可以在低至8.1V的电压下进行光调制,开关频率达到140Hz,完全可以满足阿达玛变换光谱仪调制速度快、光谱范围宽、机械磨损小和误差小等要求。     

振幅型空间光调制器的设计与实现

阐述液晶空间光调制器的设计原理、工作流程和设计方法。对视频信号做简要分析,对视频信号处理过程进行详细阐述,给出了硬件的设计方法和软件的处理流程,对使用的芯片的功能进行详细解释,对系统功能进行验证。液晶空间光调制器是一种对光相位进行调制的光学器件,该设计成果对空间光调制器的研究和制作具有较大的指导意义。     

电容式信号线性转换电压输出的应用电路CAV444

文中介绍一个电容式信号测量并输出线性的电压信号的应用电路CAV444.在19～2 200pF的很大的电容变化范围内,输出线性的差分电压信号,工作电压5 V,非常适合后级的信号再处理电路比如AD转换或单片机采集或者直接变送4～20 mA输出.应用于电容式液位物位的测量、湿度传感器、物质的含水量等.     

液晶空间光调制器的纯相位调制特性研究

介绍了液晶空间光调制器的纯相位调制原理,采用泰曼-格林干涉系统对液晶纯相位特性进测试。测量了BNS(Boulder Nonlinear Systems)公司的专利产品-256256像素纯相位空间光调制器的相位与电压(灰度)的响应曲线。 给出了对任意图形进行相位恢复的优化算法流程,利用纯相位调制方法对光束进行方向和强度的快速程序控制。设计了实验装置,实际产生了二维任意衍射图形,图形产生时间小于200 ms。本研究对空间目标进行扫描跟踪,具有精确、响应快、无机械惰性等特点,在激光寻的、制导以及多目标威胁预警和反击中有着重要的研究价值。