单透镜菲涅尔计算全息显示系统中多级像和零级光的去除

为了消除多级像和零级光的干扰,提出了一种单透镜结构的系统,获得了单一无扰的再现像.使用Gerchberg-Saxton(GS)算法获得菲涅尔全息图,预先叠加倾斜平面波相位至菲涅尔全息图上,使再现像移至中央位置.用成像透镜将空间光调制器(SLM)后方的虚像成像至前方,同时在成像透镜后方放置空间滤波器,滤去多级像和零级光.调整透镜与SLM的位置可方便调整再现像的大小和位置,缩短了光学系统的长度.利用虚像的方法为基于液晶SLM的计算全息显示提供了新的思路.     

液晶光阀再现计算全息图的实验研究

利用液晶光阀作为实时记录介质光学再现计算全息图时,再现象质量较差。为了提高再现像的质量,在用madab制作计算全息图时采取了以下措施：在编码过程中加随机相位和滤波器。实验结果表明在编程中采取这些措施,可有效提高再现像的质量,减少失真。     

基于二值约束和相位恢复算法的计算全息水印

为了提高全息水印图的对比度,增强水印鲁棒性,基于信息光学理论提出一种新的计算全息水印方法。首先将计算全息图进行再现,去除相位并保留振幅信息;然后利用相位恢复的方法,用二值约束条件的相位信息对保留的振幅进行调制,经过反复迭代最终得到相位恢复的灰度全息图。通过仿真实验证明了该方法在JPEG压缩、剪切、滤波、加噪等几种常规攻击下有很好的鲁棒性。上述方法不仅提高了全息图的抗干扰性能,也比对计算全息图二值化丢失的信息量更少,大大提高了再现像的质量。可以有效地运用于一些数字产品的版权保护中。     

基于硅基液晶的空分复用彩色全息显示研究

彩色全息显示是全息显示的一个重要研究目标。研究了使用RGB三色激光的彩色全息显示技术,提出基于空分复用的彩色全息显示方法。全息光电再现像的成像区域大小和成像区域中心位置依赖于RGB三色激光的波长,通过调节RGB三色分量原图大小以及加载数字闪耀光栅实现RGB三色再现图像分量区域大小和成像中心的重合。基于空分复用的方法建立了彩色全息显示系统,最终的彩色全息显示系统利用空间光调制器加载计算生成的24bit全息图再现彩色图像。实验结果验证了该方法的可行性。     

菲涅耳全息投影中零级光的消除

采用菲涅耳相位全息图进行全息投影显示时,再 现像的视觉效果受到空间光调制器(SLM)像素结构引起 零级光的影响。为消除零级光的影响,本文基于原有的菲涅耳全息投影系统,在SLM后面引 入成像透镜, 并在透镜的后焦面设置高通滤波器以滤除零级光。为抵消成像透镜引起 的相位变化,通过引入发散球面, 实现调节全息再现像成像位置的目的。实验结果表明,在 不改变菲涅耳相位全息图重构距离的情况下,可以有效消除零级光对全息再现像的影响。     

用于智能显示的相位型计算全息图的设计

介绍了一种基于相息图原理的用于智能显示的纯相位型计算全息图的设计方法,并在此基础上,以雪花图形和分划板图形为例,完成了全息元件实验样件的制作及全息再现实验,这种实时再现的图像可以用于智能显示。在已知记录介质折射率的情况下,通过控制纯相位型计算全息图记录介质表面微结构的宽度和高度来调制光波,得到所需图像。采用逐步迭代的傅里叶变换算法来获取纯相位型计算全息图的相位结构,为了降低相位型计算全息图的制作难度,提出量化数学模型,并对所设计的相位结构进行量化处理,给出了纯相位型计算全息图的4台阶浮雕型相位结构。全息元件的尺寸设定为6mm×6mm,工作波长为650nm,衍射结构的最小特征尺寸为8μm。理论计算和模拟再现像的结果表明,在未考虑加工误差的条件下,所提供的这种用于智能显示的纯相位型计算全息图的设计方法是可行的。此方法可推广用于其它任意特定图案的纯相位型计算全息图的设计,也可用于设计具有光束整形功能的衍射光学元件,如离轴照明的光束的整形匀光器件等。用于智能显示时,用平行光照射制作的实验样件,只得到的单一的衍射图像,不存在其他衍射级次的图像,在考虑采用台阶量化结构和存在加工误差的情况下,衍射效率仍然很高。若改变设计的全息图相位的正负,并用平行光以特定的角度照射制作此相位型计算全息图,可用于全息瞄准。     

一种自混合干涉位移测量系统中参数C的测量方法

在自混合干涉系统中,反馈水平因子的大小反映 了系统中反馈回激光器谐振腔反馈光 的强弱, 它在确定激光器运行状态和外腔物体位移测量中都起着尤为重要的作用。本文提出了一种利 用光反馈相位 频谱特征测量反馈水平因子的方法。通过对激光自混合干涉信号进行相位解卷运算,得出 相位信息, 把相位信息转换到频域内进行频谱特征分析,依据相位的频谱特征可测算反馈水平因子的大 小。通过仿真验证了算 法的有效性。结果表明,本文方法可应用在不 同的反馈情况下,而且测量误差小,精度高,相对标准误差仅为2.11%。     

CO2激光差频产生太赫兹波的理论计算及分析

为进一步发挥CO2激光差频产生太赫兹(THz)辐射的潜力,通过计算GaAs, ZnGeP2和GaSe晶体差频的相位匹配参数,结合晶体光学参数和损伤阈值比较3种晶体的差频性能和各自优势,分析相位失配和晶体吸收对差频转换效率的影响,得到3种晶体差频产生THz辐射各自的调谐范围、差频效率和实验操作等特征,表明选择低吸收系数晶体的重要性。     

CO2激光差频GaSe晶体产生太赫兹波的数值计算

以可调谐CO2激光差频非线性GaSe晶体为例,在共线相位匹配方式下,计算了oe-e和oe-o两种相位匹配方式下的角度调谐特性、有效非线性系数、走离角和允许角。结果表明：GaSe晶体可产生73.84～3 000 m的太赫兹波,且有效非线性系数为41～54 pm/V;走离角在1.771～10.63之间;所允许的最大发散角为13.95～94.7 mrad,对入射光的方向性要求较高。对于500 m以上的太赫兹波,两种匹配方式除有效非线性系数外没有大的区别。模拟结果对于开展基于激光差频技术产生太赫兹的研究具有重要的指导意义。     

纳米硅层状薄膜及其p-i-n太阳能电池的研制

通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法分别制备了本征、掺磷和掺硼的氢化纳米硅薄膜(nc-Si:H),并制备出纳米硅复合层状薄膜.对薄膜样品进行了喇曼(Raman)散射谱,X射线衍射等分析测试.结果表明:掺杂元素对纳米硅薄膜的晶态比和晶粒大小存在不同程度的影响;通过薄膜表面衍射(XRD)可得到硅的(111),(220)和(311)三个晶面衍射峰;并在制得的纳米硅复合层状薄膜的基础上,制备了结构为Al/ITO/n -nc-Si:H/i-nc-Si:H/p-c-Si/Al/Ag的太阳能电池.该电池的开路电压、短路电流和填充因子与非晶硅太阳电池相比,均得到很大的提高.     

超半口径补偿剪切干涉法测量脉冲激光波面半径

针对当前对脉冲激光波面半径测量缺乏有效的测试方法，提出了集大错位与等光程于一体的四平板剪切干涉法，达到对脉冲激光波面半径的高精度测量。Ｒ值在３０～１０００ｍ的范围内，测量误差小于±５％     

基于TDC算法的激光内光路精细矫正

传统的激光测距方法是通过计算激光在整数个系统时钟周期内传输的距离实现的。对于测量精度要求较高的系统,此种方法不可采取。根据多通道激光三维雷达系统的需要,解决每一通道的内光路脉冲与系统测量时钟之间延时量的技术问题,提出了一种基于时间数字转换(TDC)算法的激光内光路矫正方法,并采用verilog实现基于TDC算法的IP核设计,并高度集成于多通道采集系统中,算法的时间分辨率可达100ps,提高了激光三维雷达的多通道距离测量精度。     

激光多普勒细水雾雾场特性实验研究

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论,对三维APV(adaptivephase/Dopplervelocimeter)的光路系统设计了合适的参数,并进行了合理地布局。对细水雾雾场进行了实验研究,细水雾的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果。     

高效率可调谐光参量振荡器输出线宽的理论研究

以三倍频声光Q开关Nd :YAG激光器作为泵浦源 ,系统分析了在Ⅰ型、Ⅱ型相位匹配情况下各种物理机制对CsLiB6 O1 6 光参量振荡器输出线宽的影响。结果表明 ,泵浦光束的发散角和自发辐射对输出线宽影响较大 ;光参量振荡器获得窄线宽的有效而简单的方式是Ⅱ型相位匹配     

一种全光纤电流传感器温度补偿方法

为了解决传感光纤的弯曲、扭转以及外界工作环境的变化导致全光纤电流传感器测量精度降低的问题,提出了一种基于输出椭圆偏振光长轴斜率的全光纤电流传感器温度补偿方法。论证了椭圆偏振光长轴斜率能够反应输出椭圆偏振光的光椭率的大小,利用TMS320F28335和对应算法求出斜率,实验中使用输出椭圆偏振光长轴斜率对传感器进行修正并进行了实际测量。结果表明,基于该修正方法的测量系统,实现了在单次变温条件20℃~60℃内变化时测量结果偏差满足0.2s。这一结果对全光纤实用化研究是有帮助的。     

高斯型变反射率圆镜平凹腔本征模场的矩阵分析

利用柱坐标下的柯林斯公式 ,将圆镜平凹腔的衍射积分方程转化为矩阵方程 ,并对平面镜反射率呈高斯分布的圆镜平凹腔的模场分布进行了数值分析 ,结果证明平面镜反射率呈高斯分布的圆镜平凹腔具有良好的选模性能。     

含液晶缺陷层阶梯型双周期结构的电场方向调控特性

利用传输矩阵法研究了含向列相液晶缺陷层的一维阶梯型Double-period第四代准周期结构缺陷模的电场方向调控特性。分析了外加电场方向和正入射波方向间夹角θ与缺陷模的位置、品质因子、空间位置光场分布的变化关系,最后探讨了缺陷模的品质因子对光场强度的影响。结果表明：随着夹角θ的逐渐增大,缺陷模的位置向短波方向移动,缺陷模波长的调控量为84nm;随着夹角θ的逐渐增大,缺陷模的品质因子逐渐增大;缺陷模在空间位置的光场分布呈现出局域现象,随夹角θ的增大,空间位置的光场强度逐渐增强;缺陷模的品质因子与光场强度成正比关系。