基于光栅的一维集成成像立体显示

详细描述了基于光栅的一维集成成像立体显示的工作原理和相关参数计算,研制了基于视差光栅和柱透镜光栅的一维集成成像显示原型样机。结果表明,基于视差光栅的一维集成成像显示具有较小的器件尺寸和较低的成本,而基于柱透镜光栅的一维集成成像显示具有较明亮的立体图像。     

微型光谱仪平场全息凹面光栅的优化设计

研究了应用于微型光谱仪的平场全息凹面光栅的设计方法,提出了全局优化和反向优化的设计思想.利用全局优化算法求解了用于设计平场全息凹面光栅的非线性方程组,可以通过调整某些像差项的优化权重,快速有效地完成设计;同时利用反向优化算法对设计的中间结果进行工作位置的微量调节,进一步提高了光栅的光学性能,并阐述了平场全息凹面光栅可以具有多工作位置的原因.以遗传算法为例实现了上述优化思想,并基于TCD1304AP线阵CCD探测器,设计了适用于工作波长为380~780 nm的微型光谱仪系统的平场全息凹面光栅.实际系统经测试得到了良好的成像效果,光谱分辨率可达0.8 nm（50 μm狭缝）     

基于狭缝光栅的一维集成成像双视3D显示

集成成像双视3D显示是集成成像3D显示技术与双视显示技术的结合,可以在不同的观看方向上呈现不同的3D图像。但是,现有的集成成像双视3D显示存在分辨率较低的缺点。基于此,该文提出了一种基于狭缝光栅的一维集成成像双视3D显示。微图像阵列由两组图像元相间排列组成,两组图像元分别从两个不同的3D场景拍摄获取。首先根据几何光学推导出图像元节距与狭缝节距的数理关系,然后根据3D视区宽度推导出观看视角的计算公式,并分析了最佳观看距离与系统结构参数的数理关系。建立了一维集成成像双视3D显示样机,在左18°~左2°范围内观看到3D场景"CS",而在右2°~右18°范围内观看到3D场景"SC"。     

基于柱透镜光栅的虚模式下一维集成成像显示特性

针对柱透镜光栅的分光特性,构建了虚模式下一维集成成像系统的显示平台,对显示分辨率、观看视角和重构图像深度三个表征显示特性的参数进行了系统分析,并在此基础上,提出了一种一维集成成像显示过程中观看视点图像的计算机模拟重构方法,该方法利用光在柱透镜中的传播规律,依次计算观看视点在每个柱透镜中所看到的图像信息并最终合并成一幅视点图像。实验结果表明,计算机模拟重构的视点图像与显示平台的显示效果完全吻合,可以真实描述一维集成成像的显示过程,分析得到的显示特性参数可以作为一维集成成像系统设计的理论依据。     

二维聚合物分散液晶光栅的研究

实验采用两次曝光的方法,制备具有周期性格子结构的聚合物/液晶二维光栅.通过对二次曝光法的最佳曝光光强和曝光时间探索研究,确定最优条件,制备二维结构的聚合物分散液晶光栅.实验结果表明,该光栅在偏光显微镜和原子力显微镜下液晶和聚合物在二维空间上呈周期性分布,其衍射图样为空间点阵且衍射效率可以利用电场进行调节.     

二维硅柱子光子晶体中的负折射及亚波长成像

在空气中放置三角格子硅柱子,构造了一种二维晶格结构．通过等频图分析及FDTD模拟,证明该晶格结构存在一个有效折射率为-1的频率．利用该晶格结构,设计了一个能形成一个非近场的像的超透镜．进一步的研究证明由该晶格结构构成的超透镜还具有亚波长成像的能力．     

高分辨率雷达的二维目标成像方法

研究了一种在较强杂波背景下雷达二维目标图像的获取方法，该方法基于现代雷达系统的步进频率方式实现的距离高分辨率技术，通过似然比检验准则，获得目标各散射中心的空间相关信息，形成目标的二维图像。并结合米格29战机目标模型验证可行性。该方法算法简便，实时快捷，抑制杂波能力强，是高分辨率雷达在杂波背景中进行目标识别的一种可行的方法。     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化（间隙孔半径、层数）与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

旋转目标RCS的二维成像

应用标量克希霍夫积分定理分析了旋转目标RCS的二维成像问题,获得在双天线测量系统中成像剖面包含从雷达到目标的轴线和成像剖面垂直于收发天线的联线。收发天线的联线与成像剖面垂直时可得到目标RCS的二维成像;当收发天线联线与成像剖面平行时仅能得到目标RCS的一维成像。该结论为旋转目标RCS二维成像系统设计提供了理论基础。     

集成成像技术的像质评价分析

为了研究集成成像非共轭面的成像质量,根据光线追迹原理分析透镜阵列的成像过程,指出三维成像原理并给出不同离焦量下的轴截面成像分辨率;从波动光学角度分析包含离焦波像差的透镜阵列光学传递(OTF),得到集成成像系统的非共轭面调制传递函数(MTF)并指出与单透镜共轭面成像的联系.根据非共轭面分辨率给出符合视觉要求的显示深度计算方法.采用投影仪与菲涅尔透镜搭建显示面积为100×750 mm2的集成成像显示系统,实验结果表明,集成成像轴截面成像分辨率在离焦量增大的情况下迅速下降,非共轭面像质是制约集成成像显示效果的重要因素之一.     

体全息光栅角度选择性的研究

以Kogelnik耦合波理论为基础,从理论上分析了体全息光栅的写入参数折射率调制度、写入角、晶体厚度与体全息光栅角度选择性的关系。以LiNbO3:Fe晶体进行了实验研究。理论分析和实验研究表明,通过选择折射率调制度、写入角、晶体厚度这三个光栅写入参数,可以使体全息光栅衍射曲线的水平选择角和旁瓣峰值较小,具有较好的角度选择性。     

新型多模光纤光栅特性的研究

提出了一种单轴各向异性材料为包层,主轴折射率沿光栅轴线(Z轴)方向的新型多模光纤光栅模型,引入主轴折射率比参数Kcl,运用耦合模理论等方法,对此类光纤光栅的反射特性进行研究,并着重讨论了数值孔径NA与主轴折射率比参数Kcl对多模光纤光栅中低阶模式特性参数的影响。研究结果为传感、测量等领域获得新的应用提供了理论依据,可以用多模光纤光栅代替单模光纤光栅制作光纤传感器以降低成本,也可作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。     

紫外全息凹面光栅离子束刻蚀技术

通过对引出的平行离子柬流外加可控磁场,可以实现离子束流偏转。该方法实现IV型凹面光栅沿曲面不同闪耀角离子束刻蚀,能够获得高衍射效率的IV型凹面光栅。经过理论设计计算出理想的IV型凹面光栅闪耀角,利用全息曝光一弯转离子束刻蚀工艺制作出尺寸45mm×40mm,波长250nm处衍射效率达67％,入臂200mm,出臂188mm,曲率半径224mm的IV型凹面光栅。同时,利用平行离子束流制作了相同参数的IV型凹面光栅,其250nm处的衍射效率为30％。实验结果表明,利用弯转离子束流制作IV型凹面光栅的方法简单易行,并能够精确控制离子束流实现高衍射效率的IV型凹面光栅制作。     

可调谐掺铥双包层光纤激光器实验研究

利用785 nm激光二极管作为泵浦源,对长度为4.5 m,纤芯直径为20μm,内包层截面为D形的掺铥双包层光纤进行可调谐实验研究.通过使用闪耀光栅作为选频元件,利用后向Littrow结构,获得波长在2μm附近最大105 nm范围内的可调谐输出,且在可调谐范围内,各激光光谱线宽均约2.2 nm.结果表明,可调谐波长范围除与光纤荧光谱有关外,还与闪耀光栅特性参数直接相关.     

光纤Bragg光栅测量汽轮机叶片频率的试验研究

利用光纤Bragg光栅（FBG）来测量汽轮机叶片的模态频率．在无约束条件下,FBG测得叶片4阶模态频率分别为1005．00、2048．00、2297．25和2786．00Hz．当叶片受约束时,FBG测得叶片3阶模态频率分别为921．50、1482．00和2454．75Hz．为分析FBG测量结果的可靠性,采用加速度传感器（AT）进行对比测量,在无约束条件下其结果分别为1005．00、2048．00、2297．00和2786．00Hz;在有约束条件下,其结果分别为917．00、1480．75和2454．25Hz．结果表明,FBG和AT对叶片模态频率的测量结果十分吻合．通过研究FBG的解调和波分复用方式,实现两个FBG对叶片进行同时测量．因此FBG可组成传感网络,进行多点测量,用于汽轮机叶栅频率的测量．通过实现进入FBG和出射的光路非接触耦合方式,FBG可用于旋转部件的测量和叶片的动频测量．     

光谱法测试计量光栅参数

本文阐述光谱法测试计量光栅参数的方法,借助于测量计量光栅的功率谱强度及其相应量来推算光栅的栅距,振幅透过率分布及光栅开口比等一些光栅元件的重要参数,为研究光栅质量提供了部分依据。     

Fluorinated polymer with high thermal stability for fabrication of 32-channel arrayed waveguide grating multiplexer on silicon

A cross-linkable fluorinated poly （ether ether ketone） （FPEEK） was synthesized for the fabrication of arrayed waveguide grating （AWG） multiplexer. The results of thermal gravimetric analysis （TGA） and near-infrared absorption spectrum show that the materials have high thermal stability and high optical transparency in the infrared communication region. The refractive index of FPEEK can be controlled easily by changing the fluorine content of the materials. The 32-channel AWG multiplexer is fabricated using the FPEEK and oxygen reactive ion etching technology. The AWG multiplexer exhibits that the insertion loss is from 12.8 to 17.8 dB and the channel crosstalk is less than -20 dB. The wavelength channel spacing and the center wavelength are 0.8 nm and 1 548 nm, respectively.     

应用于立体印刷的矩阵式透镜光栅的原理

立体印刷中应用的透镜光栅为柱透镜光栅。本文探索了将矩阵式透镜光栅应用于立体印刷的原理,通过比较矩阵式透镜光栅和柱透镜光栅,指出矩阵式透镜光栅的优点。矩阵式透镜光栅制作的立体画比柱透镜光栅制作的立体画的观察角度更多,能使平面印刷图像取得更好的立体效果。本文给出了具体的制备参数。