一种基于光学集成芯片的紧凑型结构光产生系统（英文）

过去的几十年中,结构光照明在三维立体成像和计算机视觉有着重要的应用。然而,传统结构光产生系统结构复杂、体积庞大,这严重限制了它的潜在应用价值。提出了一种用于产生结构光的紧凑型的光电集成芯片,这种芯片基于绝缘体上的硅(SOI)材料。该方法具有结构简单、输出稳定、设计灵活等优势。不同于传统的结构光发生系统,该方法中,光束的强度及相位调制以及光束间的相互干涉都是由片上系统操控的。这有效避免了外界扰动对光斑质量的影响,同时提升了系统的便携性。实现了全片上调控的红外结构光产生系统。该结构光芯片大小仅为0.5×0.5 mm,可以产生约200×200μm的结构光照明区域。芯片照明区域的大小和结构光的单元结构周期与光栅的结构设计和光源波长相关。此外,通过设计合理地设计芯片上的元件布局,我们可以得到多种不同结构的照明图样。     

浸没式光刻系统中光束传输系统的设计

为实现浸没式光刻照明系统掩模面上高均匀照明性和不同照明模式,对照明系统中的光束传输系统进行了研究。浸没式光刻照明系统中的激光光束传输系统是光刻机中的重要组成部分,直接影响光刻机性能。针对浸没式光刻照明系统特点,提出了采用球面镜和柱面镜组合的光学结构,进行了激光准直扩束系统的光学设计与仿真分析。此外,对设计的准直扩束系统进行了公差分析,以保证在加工和装调完成后光束的发散角和口径均满足设计要求。最后,在系统完成的基础上对不同位置处的光斑尺寸进行测量。设计结果表明,系统能够满足光束在5~20 m传输光路范围内,不需要进行透镜间隔的调节,实现光斑大小和发散角满足设计要求,保证目标光束口径在(28.5±0.5)mm范围内,X方向发散角为1.2 mrad,Y方向发散角为1.84 mrad。通过分析发现,设计结果能够很好地满足指标的精度要求,具有重要的应用价值和实用意义。     

新型激光投影显示方棒照明系统的设计

以非成像理论中光学扩展量的传递规律为依据,给出了激光二极管(LD)阵列作为光源的新型激光投影显示系统中方棒照明光路元器件尺寸及入射光束孔径角的确定方法。选用3×8红光LD阵列作为光源,0.45inch(1inch=25.4mm)硅基液晶(LCOS)芯片为空间光调制器(SLM),应用光学设计软件Zemax给出了方棒照明系统的设计实例,包括LD阵列光源光束整形系统、方棒匀光系统、方棒中继系统的设计。结果显示方棒照明系统具有较高的光能利用率及较好的光斑均匀性。由此得出较高光能传递质量的新型激光投影显示系统中方棒照明系统的设计方法。     

32位SOC设计平台及税控收款机专用芯片开发

本文首先介绍了一种功能强大，自动化程度高的SoC仿真验证平台——C*SOC200，对该平台的主要结构和功能进行了重点分析，然后介绍使用32位RISC CPU核C*Core，基于C*SOC200设计平台的32位嵌入式税控机专用系统芯片C3118设计应用实例。     

MD投影机中的光学元器件（四）——微透镜阵列与光积分棒

MD投影机光学引擎中照明系统的作用有两个：一是实现均匀照明：二是将圆形截面光束调制成矩形截面光束。均匀化照明可以提高投影图像亮度的一致性．调制光束截面形状可以提高光的利用率,微透镜阵列或光积分棒则可以很好地解决这两个问题。     

新型声学分辨率光声显微镜系统照明设计

声学分辨率光声显微镜探测深度可达厘米量级,已有声学分辨率光声显微镜照明方式的主流设计方案在明场、暗场照明方式切换,光能利用率等方面仍存在不足,在一定程度上限制了声学分辨率光声显微镜系统的应用范围。提出了一种能够提高光能利用率,可实现明场、暗场照明切换并增大调节范围的声学分辨率光声显微镜系统设计,利用凸透镜对光束的会聚功能,对发散环形光束产生一定程度的聚焦,减小环形光束的环带尺寸。蒙特卡罗模拟结果显示,最终入射在组织表面的光斑直径得到有效减小,组织中超声换能器有效探测区域的光能流量分布最多可增强6倍,因此光声信号强度也相应地得到线性增强;与此同时,凸透镜的加入还增加了系统光聚焦深度的调节范围,在超声换能器聚焦深度不变的情况下,调节系统的光聚焦深度,有助于在不同样品中获得最佳的光声信号强度。     

光纤在医学照明上的应用

介绍了多组分玻璃光纤、石英光纤和聚合物光纤在医学照明上的应用,现今医学上应用的光纤传光束以多组分玻璃光纤为主,传光束直径多在0.50-6mm之间,光纤传光束能将光直接引入到需要照明观察或诊断部位,具有体积小、操作方便和冷光照明的特点,典型的光纤传光束照明应用包括内窥镜、五官科用检查镜和手术用光纤照明镜等,光纤在医学上的应用解决了传统医疗器械的照明问题,使医用器械的性能得到很大改善和提高。     

利用STED方法研究ITX聚合物的复杂超分辨纳米加工

正因为光具有波动性,由于衍射效应的限制,基于传统的双光子荧光成像分辨率只能达到200 nm。1994年Hell第一次提出受激辐射耗尽(STED)显微术,其核心思想是利用受激辐射耗散掉艾里斑边沿区域的激发态荧光分子。从而压缩成像区域的大小,能够获得超越衍射极限的荧光成像。建立了基于STED的纳米结构加工的实验系统、该系统中用800 nm飞秒振荡级输出的80 MHz飞秒脉冲作为聚合光,532 nm连续激光为阻聚合光。532 nm激光经过扩柬,再经过螺旋相位板形成空心光束,用NA=1.4的浸油物镜聚焦激光,得到532 nm空心光束的直径约500 nm,800 nm激光的焦斑直径约200 nm,与国际报道的结果基本相同。未来有望通过STED纳米加工的方法,以及软件方面的更新,使得此技术能完成加工纳米晶体管的目标。     

激光距离选通控制器液晶显示的设计与实现

以TI公司DSP芯片TMS320F2812作为主控制芯片,设计了一种基于DSP的激光距离选通成像系统的同步控制器。该控制器具有液晶显示和按键设置功能,可以直接在液晶屏上显示系统的状态和参数。给出了该控制器的功能和硬件结构以及软件流程设计。实验结果表明,该控制器具有结构简单、延迟时间精确、实时性好等特点,可以满足激光主动照明成像系统的要求。     

加载光学涡旋的多光束圆形Airy光束的产生与传输

通过对具有加载光学涡旋的圆形Airy光束传输性质的研究,理论分析了笛卡尔坐标系下,利用分区域法加载光学涡旋的多光束圆形Airy光束的产生,并通过傅里叶变换与角谱传输定理,理论模拟了该光束的传输特性,讨论了加载不同拓扑荷数光学涡旋对光束传输特性的影响。结果表明:拓扑荷数的大小对聚焦位置影响不大,但随着拓扑荷数的增加,焦平面上光束中心处的空心尺寸变大,并且光束的突然自聚焦强度降低。由于该研究具有同时产生并在多光束上加载不同拓扑荷数光学涡旋的优点,在光操控多微粒领域及激光治疗等领域具有潜在的应用价值。