液晶微透镜阵列研究进展

液晶微透镜阵列作为基本的光学元件之一,具有焦距可调、结构紧凑、低功耗、稳定性好等优点,在微纳光学领域有广泛的应用。经过近40年的发展,液晶微透镜阵列的研究日趋成熟,不同结构形式和应用于不同场景的液晶微透镜阵列层出不穷。本文系统总结了液晶微透镜阵列的3种工作原理,并对近年来的研究进展分类进行描述,重点放在液晶微透镜的制作过程、结构特点和工作原理,具体介绍了基于光的折射和衍射原理的液晶微透镜阵列,涉及透镜结构、液晶取向技术以及透镜阵列的应用等方面。最后总结了液晶微透镜阵列存在的问题和发展趋势。     

面阵IRCCD摄像芯片用折射微透镜阵列的离子束刻蚀制作

采用氩离子束刻蚀制作与一种１２８×１２８元ＰｔＳｉＩＲＣＣＤ摄像芯片匹配的单片硅折射微透镜阵列．所制成的微小光学阵列元件的填充系数高于９５％,每单元硅折射微透镜为矩底拱面形,其近轴光（３～５μｍ光谱波段）的焦距约为８０μｍ,给出了硅折射微透镜阵列的表面探针和扫描电子显微镜测试结果     

W 波段焦面阵成像Teflon 衍射微透镜阵列研究

提出并设计了一种应用于W波段焦面阵成像的新型二元Teflon衍射微透镜阵列。新型衍射微透镜阵列仅有两个台阶,与传统折射微透镜阵列相比,大幅度地降低了加工制作的难度。用几何光学、物理光学及FDTD相结合的混合数值方法分析计算了物镜焦区场与微透镜阵列的耦合特性,混合数值分析方法的正确性通过相关实验得到了验证。研究表明,衍射微透镜阵列可具有良好的成像性能。     

微透镜阵列扫描成像系统的衍射分析与研究

微透镜阵列是微光学元件典型器件之一,广泛的应用于光束整形、精密测量、光学成像等场景。本文研究了微透镜阵列扫描成像系统的工作机理,并重点分析了影响成像质量的光场衍射效应和杂散光串扰,完成了微透镜阵列扫描成像系统衍射效应的推导与仿真,揭示了衍射效应与焦距及子单元孔径之间的关系,为微透镜阵列扫描成像系统的实际应用提供了导向,并为微透镜阵列的光束控制应用提供理论支撑,为微透镜阵列的建模、设计等提供依据。     

微透镜阵列

工程师们要使光学仪器缩小体积，在他们的设计中越来越对最小的物件感兴趣，当需要逐税时将面临许多选择。最近，人们喜欢用一种被称为微透镜阵列的微小透镜的集合，它适于完成诸如精细调谐激光束和提高成像质量等各种任务。虽然有些公司把这些光学元件组做成500mm大，但一般是由孔径小于1mm的衍射型、折射型或者全息型光学元件组成的（见图1）。这些阵列的种类也是大量的，系统的设计者们必须权衡各种技术的优点，以便能将它们结合进光子学产品中去。图1焦距为3．65μm的折射型环氧透镜阵列际边围）；用氦一氖激光照明产生的焦斑（右边图）…     

衍射微透镜阵列用于面阵半导体激光光束匀化

提出了一种用衍射微透镜阵列对面阵半导体激光光束进行匀化的方法,解决了折射型微透镜阵列难于实现高填充因子、高精度面型的难题。基于标量衍射理论,设计了具有多阶相位结构的衍射微透镜阵列,推导了半导体激光从输入面到输出面的光场计算公式。数值模拟了非成像型微透镜阵列光束匀化系统,并对其进行了实验验证。当衍射微透镜的口径为0.125mm,相对孔径为0.1,相位台阶数为8时,测得焦斑在快轴方向的不均匀性为12.34%,能量利用率为96.6%;慢轴方向的不均匀性为5.42%,能量利用率为95.74%。实验结果与理论模拟的结果吻合,验证了衍射微透镜阵列光束匀化系统模型的可行性。     

微光学器件阵列

1.前言 为实现采用面发光激光器、SLM(空间光调制器)等各种光功能元件阵列的光学系统,如何使这些主动元件与微透镜阵列、ROE(折射光学元件)等被动元件很好地组     

微小光学与异形孔径微透镜阵列研究

讨论了微小光学的发展和异形孔径(正方形和六角形)微透镜阵列的制作。自聚焦透镜的制作加速了微小光学的产生,微透镜阵列器件的应用,促使微小光学迅猛发展,异形孔径微透镜阵列的研制,开创了微小光学新的研究领域。重点对异形自聚焦透镜和异形孔径微透镜阵列的理论和实验研究工作进行讨论,给出了有益的结果。     

高填充因子微透镜阵列的快速制备及特性分析

微透镜阵列是一种被广泛应用于光信息处理、光传感、光计算、光通信和高灵敏度成像等领域的精密光学元器件之一。通过一些先进的制造技术已经可以制造出不同几何形状、轮廓和光学特性的微透镜阵列。然而,由于三维微制造工艺的难度,使得高填充因子微透镜阵列中的微透镜很难实现紧密排列。提出了一种快速、低成本的微流体操纵技术,用于制备高填充因子微透镜阵列,且对其制备工艺进行了初步的演示。这种易于操作的制造技术适用于微透镜阵列的大批量生产,极大地提高了生产效率。通过预先制备出的三种不同尺寸(微柱直径分别为300、500、700 μm)的微柱,实现了与其对应不同形状和尺寸的微透镜阵列的制备,并搭建了一套光学成像系统以对这些微透镜阵列进行成像性能的评估。主要对微透镜阵列的焦距、成像精度和每个微透镜阵列中各个微透镜子单元成像的均一性进行测试,利用所提出的微流体操控技术制备的微透镜阵列具有良好的成像性能,有望能够被应用到三维成像、光均匀化等诸多应用中。     

基于棱镜和微透镜的LED混光投射透镜设计

基于透镜侧面棱镜和前后膜芯添加微透镜设计一款出光角度可变的均匀混光照明透镜。采用棱镜和微透镜结合的新型方法,分别对透镜外侧棱镜和模芯微透镜进行新的设计。对目标角度进行映射关系的计算及推导,得到全反射棱镜的轮廓曲线图,中心内外部分采用折射型的微透镜阵列,通过Solidworks建立透镜模型,然后导入光学仿真软件Lighttools中进行光线追迹。采用12颗30 mm×30 mm贴片式不同色温的LED作为光源,设计了一款高度20 mm,直径52 mm的单颗实用型投射透镜。仿真与实测结果表明：所设计的透镜匹配该阵列光源后,光学效率高于87%,半光强角为40.6°,可以实现均匀混光投射照明。     

耦合激励系数及对称振子阵列天线的有源方向图研究

为了深入探讨相控阵天线单元间的耦合对阵中单元方向图的影响,以阵列天线单元S参数为基础,给出了阵列天线单元的耦合激励系数计算公式,利用阵列天线单元间的耦合激励系数分析计算阵中单元的有源辐射方向图.同时利用矩量法分析由偶极子单元组成的阵列,并把阵列中每个单元的感应电流幅度和相位与耦合激励系数的幅度和相位进行比较,二者数据基本一致.矩量法计算的单元有源方向图与本文提出方法的计算结果吻合良好,验证了本文给出的阵列耦合激励系数及阵列天线阵中单元有源方向图计算方法的可靠性.     

适用于LED阵列光源的新型双层TIR透镜设计

针对贴片LED阵列光源,文中提出了一种新型双层全内反射透镜结构,并利用LightTools -SolidWorks桥对其进行设计与优化,光斑的芯片成像与黄斑问题得到了解决。透镜最大外径为40 mm,透镜总高为12 mm,实现了照明系统的紧凑小型化,实际的软件模拟和测量结果表明,透镜匹配3×3阵列的贴片3030LED光源后,光学效率高达85%以上,光斑均匀,无明显黄斑现象。此款透镜被用于实际射灯灯具中。     

平板显示中的双稳态技术：现状与进展（三）

介绍双稳态显示器件的原理、开展双稳态显示技术的意义和基本思路。在此基础上简要介绍现有比较成熟的几种双稳态显示器件的基本原理、基本特性、研究进展和存在的问题。包括以液晶材料为核心的双稳态器件、基于光干涉与机械双稳态机构的iMod显示器件、基于电泳现象的零电场双稳态E-ink显示器件。由于双稳态发展历史已经很长,本篇综述的宗旨不在于介绍最新的发展状况,而在于为提供双稳态显示器件较为完整的创造思想和方法。在液晶显示单元双稳态化的基础上．作者提出OLED阵列、FED阵列的双稳态结构的原理与技术途径。提出通过现有技术的组合,实现显示器件双稳态化的大屏幕显示器件的发展思路。     

如何在交通屏与讯息屏上节省LED驱动器的电能

由于世界范围的能源短缺,近年来节能议题日趋受到重视。目前的照明设备为达到低功率消耗、寿命长、无污染、启动时间短等需求,已经大量采用高亮度的半导体固态发光二极管（LED）取代传统的照明光源。LED驱动器则提供恒定电流控制,使得LED维持稳定的发光亮度与饱和的色彩频谱,为了设计符合工业与节能标准的显示屏系统。LED驱动器必须有自动省电特性。     

输入偏振态控制的光纤传感器复用系统的研究

提出了在干涉型光纤传感器复用系统中将各传感器的最佳输入偏振态反馈控制信息叠加用于复用系统最佳输入偏振态控制的方案,并对复用系统中各单元最佳输入偏振态的较差分布时的控制效果进行了理论分析。对达到这一较差分布的概率进行了计算。研究表明,该方案简单可行。经过信号处理能使各个光纤传感器在降低信噪比的情况下使干涉仪的输出信号的可见度为1,人而消除了复用系统中各单元的偏振衰落。     

LCD投影机照明系统增透层的设计

由于主流三片式LCD投影机光源利用率高,因此其亮度和分辨率都有保证,但其包含昂贵的合色棱镜和3片LCD板,造成成本居高不下,而RGB三色光的分色合色更导致其机械对准困难,致使工艺复杂。相对来说单片式LCD投影机制作工艺简单、成本低廉．很好地克服了三片式LCD投影机的主要问题,但其光源利用率低这一主要缺陷会引起光源寿命短、投影亮度不高和分辨率低等缺点。为克服这一缺陷,文中提出在光源和LCD面板之间加一透镜阵列作为增透层,并提出了增透层的结构,阐述了提高光谱效率的原理。进行了光线追迹计算,最后用Matlab软件模拟光线路径．优化了透镜阵列参数。     

OLED、柔性、透明化显示技术及有机发光材料的发展和挑战

OLED显示因符合未来显示技术发展的要求而引起越来越多的关注和重视．柔性及透明化显示是未来显示发展的趋势。综述了OLED、柔性、透明化显示技术发展历程,并对现状进行了分析,指出目前这些技术所面临的挑战及可能的解决途径。有机发光材料的发展是这些显示技术发展的基础,有机材料主要存在的问题包括载流子迁移率低、不稳定等,不利于其在显示技术的应用。     

光纤光栅传感系统的信号解调

首先介绍了光纤光栅的基本知识,再分别介绍了几种典型解调方法的工作原理、性能和特点,给出了其工作原理图,并对各种解调方法的优缺点进行了论述。提出了一种基于CCD的光纤光栅传感解调系统,该系统采用反射式成像系统,用CCD作为探测器,并利用可编程逻辑器件FPGA设计驱动电路和信号处理电路,实现了一种体积小、结构简单,解调速度快,可以实时测量的波长解调系统,为光纤光栅解调技术的实际应用和光纤光栅传感解调系统的设计提供了理论依据。     

漂移区减薄的多沟道薄膜 SOI LIGBT的研究（Ⅰ）

提出了一种新结构薄膜SOILIGBT——漂移区减薄的多沟道薄膜SOILIGBT(DRT-MCTFSOILIGB）。主要研究了其低压截止态泄漏电流在423～573K范围的温度特性。指出,通过合理的设计可以使该种新器件具有很低的截止态高温泄漏电流,很高的截止态击穿电压,足够大的正向导通电流和足够低的正向导通压降。还指出,它不仅适用于高温低压应用,而且适用于高温高压应用。     

Ni、Cu掺杂钛酸锶复合功能陶瓷的电学特性

采用一次烧成工艺制备了NiO、CuO掺杂的SrTiO3复合功能陶瓷，研究了其烧成状况、显微结构、复合功能特性及小电流区的电流－温度关系。研究结果表明，掺NiO样品的晶粒粒度明显大于掺CuO样品；由于在烧成过程中受主杂质的行为有所不同，掺CuO样品具有较高的晶界受主态浓度。这使得在制备条件和掺杂浓度相同的条件下，掺NiO样品和掺CuO样品的复合功能特性之间存在差异。