电控可变焦128×128元自适应液晶微透镜阵列

借鉴已有的单圆孔电极液晶透镜的结构与设计方法,发展得到了新型的电控可变焦128×128元的液晶微透镜阵列。该面阵液晶微透镜使用ITO玻璃作为上下基板,其中上基板电极是将ITO膜通过光刻技术和盐酸腐蚀方法得到了128×128元圆孔阵列图案;而下电极基板就是ITO膜。上基板电极的圆孔阵列整齐的排列,每个圆孔的直径为50μm,圆孔之间的间隔为100μm。夹在上下基板之间的液晶层的厚度为20μm。该面阵液晶微透镜的特性为：在0.2VRMS～5.0 VRMS电压范围下,该面阵液晶微透镜的焦距范围为50μm～400μm。进一步的测试实验结果表明,该面阵液晶微透镜的点扩展函数近似于理论数值,并且该面阵液晶微透镜的工作电压与焦距是成反比例关系,以及该面阵液晶微透镜具有与传统制作的面阵微透镜一样的多重像成像效果。     

微流体数字化技术制备聚合物微透镜阵列

基于微流体数字化技术搭建了聚合物微透镜阵列按需喷射制备实验系统。以UV固化胶为喷射材料,将其按需喷射到镀有疏水化薄膜的玻璃基片上,在界面张力和疏水化效应的作用下,形成平凸状的微液滴,再经紫外光固化后形成微透镜阵列。实验研究了系统参量对稳定微喷射与微透镜直径的影响,稳定微喷射出了黏度值为50×10-3 Pa·s的UV胶,制得了最小直径达25μm的微透镜,进而制备出了直径变异系数C·V达0.64%、焦距均匀性误差为1.7%的15×15微透镜阵列。微透镜在扫描电子显微镜下具有较好的表面形貌,采用白光干涉/轮廓仪(VSI模式)测得其轮廓算术平均偏差Ra为247.99nm(扫描区域:29.4μm×39.3μm),扫描区域轮廓曲线平滑。通过微透镜阵列的成像实验,得到了微透镜阵列所成的清晰实像。实验结果表明,采用微流体数字化技术进行聚合物微透镜阵列的按需喷射制备过程简单、成本低廉、工艺参数稳定;制备的微透镜阵列几何与光学性能优越。     

电控聚合物分散液晶全息透镜的设计与制作

在介绍了纳米聚合物分散液晶材料电控全息开关透镜基本原理的基础上,选取经实验优化的聚合物分散液品配方EB8301:TEB300:RB:NPG:NVP=100:100:0.2:0.5:15并额外添加降低驱动电压的材料S-271,根据聚合物分散液晶材料的曝光特性及伞息透镜原理,设计球面波与平面波干涉伞息透镜记录光路,成功制作了电控全息开关透镜.该电控聚合物分散液晶全息开关透镜为平板式没计,对可见光基本无散射,驱动开火电压在60 V至80 V之间,在变焦成像系统,集成光学等方面有广泛应用前景.     

化学腐蚀法制造硅微透镜列阵的实验研究

采用ＫＯＨ：Ｈ２Ｏ的湿法化学腐蚀Ｓｉ｛１００｝晶片获得了球面轮廓曲线十分好的微透镜,透镜直径可从几个微米到几个毫米,焦距和孔径之比ｆ／Ｄ可以从２．５到１０以上。文章给出了微透镜及列阵的实验测试结果和若干显微照片,对其设计与制造建立了半经验理论模型。最后,对球面的形成原理及异常焦斑形状作了讨论。     

化学腐蚀法制造硅微透镜列阵的实验研究

采用KOH:H₂O的湿法化学腐蚀Si{100}晶片获得了球面轮廓曲线十分好的微透镜,透镜直径可从几个微米到几个毫米,焦距和孔径之比f/D可以从2.5到10以上。文章给出了微透镜及列阵的实验测试结果和若干显微照片,对其设计与制造建立了半经验理论模型。最后,对球面的形成原理及异常焦斑形状作了讨论。     

光刻热熔微透镜阵列的电铸成形复制技术研究

我们运用光刻胶热熔成形的方法,制作了２０×２０ｍｍ的光刻胶折射型微透镜阵列,单元微透镜相对口径为Ｆ／２,单元透镜直径９０μｍ,中心间隔１００μｍ。在此基础上,采用微电铸镍的方法进行成形复制技术的研究,获得了表面图形转移质量和基底性能均良好的镍模板。本文详细讨论了电铸成形技术的工艺参数控制,以及所得的电铸镍板图形质量分析。     

折射型微透镜阵列焦距的测量方法

针对全空间折射型微透镜列阵,从理论和实验上重点探讨了对其焦距的确定,结果表明,所述方法简捷实用,不仅获得了较满意的结果,而且也保证了测量精度。     

折射微透镜及其阵列加工技术

介绍折射微透镜及其阵列的几种最新加工技术。     

基于微透镜阵列的三维数字成像

基于微透镜阵列多视角成像特点, 利用几何光学原理,提出一种对物体进行三维数字成像的重构算法.利用这种算法,对CCD相机捕获到的基元图像阵列进行重构.与传统的利用光学系统对物体进行重构的方法相比,该算法不再受到重构过程中遇到的杂光以及衍射效应等因素的影响,具有实时性好、清晰度高的优点.搭建了基于微透镜阵列的三维数字成像系统实验平台,利用此算法对实验中获得的骰子基元图像阵列进行重构,成功地重构出原始物体的三维立体图像,在理论上和实验上证明了这种重构算法的有效性和可行性,并对实验中影响成像质量的因素进行了分析.     

聚合物分散液晶材料可调光衰减器的设计与制作

本文介绍了基于聚合物分散液晶材料及全息电控光栅元件的形成机理。提出了基于全息PDLC技术的可调光衰减器的设计，利用H-PDLC光栅制作了衰减器实验样品。H-PDLC光衰减器样品在1550nm的光通信波段测试结果表明，在输入光源为1550nm、223μW情况下，光衰减器的插入损耗为2．3dB，衰减调节范围为12dB。     

基于液滴透镜的手持式显微成像系统的研制

为了实现对昆虫显微成像,设计了一款可附着在手机镜头上的基于液滴透镜的手持式显微成像系统。利用Inventor机械设计软件设计一个小型装置,该装置主要由照明模块、成像模块、电源模块和升降对焦系统组成。分析了成像模块中不同面形液滴透镜的成像性能,并对该装置进行了全面的测试评估。研究表明,该系统能准确、快捷地对昆虫进行显微成...     

液晶相控阵技术的研究进展

液晶相控阵是一种基于液晶的电控可编程光学相控器件,具有体积小、质量轻、功耗低和易于控制等优点。通过对入射光束相位的调制来精确控制波束转向,不仅实现了器件的空间快速灵活扫描,能够对运动中的目标进行自动跟踪、捕获和瞄准,而且使系统集成度更高,降低了制造成本,可广泛应用于激光雷达和空间光通信等领域。总结了国内外对液晶相控阵技术的研究进展,主要包括波束控制、系统分析建模和系统性能优化。同时也介绍了液晶相控阵在高能激光、空间光通信和激光雷达中的应用研究进展。     

光折变液晶材料的研究进展

介绍了液晶材料光折变效应的基本概念及基本机理及特性,根据光折变液晶材料的发展,分别对掺杂染料的液晶、聚合物分散液晶、掺杂铁电材料液晶等几种液晶材料的光折变效应的各个发展过程及其存在的问题和研究现状作了较为详细的阐述,并展望了其今后的实际应用及发展方向。     

基于液晶的激光偏振测量系统研究

主要研究基于液晶的激光偏振测量系统,利用液晶可变相位延迟器(LCVR)代替传统测量技术中的旋转波片,改变所加的电压值控制液晶双折射系数,对入射光的偏振状态进行精确控制.通过偏振光调制法测量斯托克斯(Stokes)参量,从而实时、准确地测量激光的偏振特性.同时,利用虚拟仪器LabVIEW软件平台实现系统的数据分析、处理、界面显示和打印输出功能的一体化.研究表明:该方法能够准确地测量光束的偏振特性,能够服务于从科研实验室到工业生产过程的各类应用领域,具有广阔的应用前景.     

基于液晶5CB的静电纺丝光控形变器件

光控形变器件以其高响应速度在仿生学领域得到广泛关注。通过静电纺丝的方式,成功制备出了一种在可见光波段可实现形变响应并恢复的器件。通过在聚氨酯(TPU)弹性基底膜上静电纺丝有序排列的液晶小分子4-氰基-4'-戊基联苯(5CB)的聚乙烯醇(PVA)纤维膜,可以使其中的5CB在吸热后发生相转变并产生体积收缩,最终带动基底膜实现弯曲形变。通过静电纺丝或涂覆的方式添加光热转换率高的碳纳米管(CNTs),可以进一步赋予该类器件光控响应能力。结果表明,制备的器件因其良好的光控形变性能和光控响应性能,故可作为执行器用于人体仿生学等领域。     

聚合物分散液晶（PDLC）光开关研究

聚合物分散液晶材料具有电控开关特性 ,利用材料的这一特性制成聚合物分散液晶光栅则具有衍射特性的电场可调性。理论和实验表明 ,采用一定的材料配方和工艺 ,可以获得理想的聚合物分散液晶全息光栅 ,若干个不同频率的光栅叠加可以制成实现多点光切换的光开关     

热敏液晶定量测温系统

热敏液晶由于其特殊的层状、扭曲型分子结构，使其具有选择性反射光波的特性。而选择反射光波的波长和温度之间存在依赖关系，根据这一原理，在HSI色彩模型基础上，结合数字图像处理技术，建立了热敏液晶定量测温系统。该系统实验数据和拟合曲线之间显示了良好的复合性，温度测量误差在0．8℃左右。实验表明，该方法能够获取物体表面详细的温度场分布信息，并具有较高的分辨率和测量精度。     

高频高频射效率H—PDLC体全息光栅的研究

H- PDLC体全息光栅可使光栅的衍射能量集中到非零级的衍射级次上 ,大大提高衍射效率。实验表明 ,不同的材料配方比例、干涉光夹角、PDLC的膜厚、曝光时间均对H- PDLC体全息光栅的衍射效率产生影响