数字光处理投影系统成像质量测量方法

介绍了数字光处理（DLP）投影系统的工作原理，提出了基于光学调制传递函数（MTF）的成像质量测量方法.利用绿场传感信号探测数字微镜器件（DMD）的快速翻转，并实现数字微镜器件翻转、电荷耦合器件（CCD）曝光时间和图像采集三者之间的严格同步.对数字微镜器件图像在x、y两个方向上进行快速傅里叶频谱分析，根据其二阶调制传递函数幅值提出了3个评价指标，分别反映数字光处理投影系统中像质的最差值、平均值以及离散度.实验结果表明，该方法的设计思路合理可行，成像质量测试系统具有良好的精度和稳定度，可以为数字光处理投影机的质量控制提供有效的评估手段.     

基于DMD成像控制系统的研究

基于数字微镜器件DMD的工作原理,提出一种应用于激光防护的DMD成像控制系统,利用DMD对光的调制作用,来保护光电成像器件CCD不受激光致盲武器的干扰或破坏。介绍了DMD的工作原理,并从整体上分析了DMD成像控制系统的结构。DMD系统控制和CCD图像采集上进行了软件设计,实现了CCD通过Camera Link图像采集卡采集图像数据及干扰激光光斑的识别。在DMD和CCD像素对应问题上,采用了相移莫尔法的调校方法,通过分析莫尔条纹的相位分布来实现像素的一一对应。最终通过DMD调制后的图像可以清晰看出,系统有效地识别了激光光斑及对DMD的控制,抑制了图像产生的饱和现象,达到了排除干扰激光保护光电成像器件的目的。     

数字图像处理在投影显示三色会聚中的应用

针对三片式投影显示光引擎的工业生产中的手工定位问题,提出一套新的自动化生产系统.该系统运用数字图像处理技术,以方差函数和光强重心算法分别作为清晰度调节和三色和色调节的评价函数,分析电荷耦合器件(CCD)采集的局部图像,产生反馈信号.通过调整阵列象素器件(SLM)的空间位置,实现三色自动会聚.实验表明,在高精度的电机控制下,该系统可以在短时间内实现三片式投影显示光引擎的高精度、高可靠性的三色自动会聚.     

基于DMD的数字光刻定焦变倍投影系统设计

随着数字光刻技术的快速发展,基于数字微镜器件(DMD)的光刻技术受到微纳加工及相关行业人员的广泛关注。为实现基于0.9WQXGA型DMD的数字光刻,同时为避免投影系统与照明系统存在重叠空间,为满足数字光刻时不同幅面尺寸和精度的需求,设计了具有分束棱镜的投影系统。镜头的有效焦距50mm,相对孔径1/3,像高11.6mm,光学总长142mm,工作波段395～415nm,后工作距为27～29mm,整个投影系统为像方远心系统,可将DMD放大10～15倍。在70lp/mm处,所有组态视场的MTF值都大于0.55,畸变绝对值都小于0.5%。此设计结果像质优良、结构紧凑、符合实际数字光刻使用要求。     

基于数字微镜装置的结构光照明层析成像

在结构光显微系统中使用可编程数字微镜装置代替压电驱动的光栅,产生稳定可靠的结构光照明.为避免数字微镜装置本身的像素化结构对成像的影响,系统中引入一个低通的空间光调制器,以滤除经过数字微镜装置后产生的高级(±2nd及以上)衍射光.此时在样品上形成的结构光不再是单一频率的余弦光栅图案,传统结构光显微成像中通过光栅3步相移成像获得层析图像的方法不再适用.新算法通过5步相移得到5幅源图像,也可重构出层析图像.结果表明,传统荧光图像中几乎不能分辨的某些精细结构,在重构的层析图像中能够清晰地分辨出来.     

用于空间目标动态跟踪的阵列式激光束

设计了一个以256×256像素液晶空间光调制器为激光光束偏转器件的空间目标追踪系统.该系统通过空间光调制器对入射光的纯相位调制来产生动态指向空间目标的二维激光束阵列,以达到对目标的动态跟踪.阵列式光束是通过任意点阵图的相位优化设计方法产生的,该设计方法通过优化算法给出目标图形的优化相位.针对具体运动目标,进行了系统的动态性和偏转角度误差的测试实验,结果表明该追踪系统动态响应时间小于200 m s,偏转角度误差不超过0.032°.采用该方法对空间目标进行扫描跟踪,具有精确、响应快、无机械惯性等特点,在激光寻的、制导以及多目标威胁预警和反击中有重要研究价值.     

基于DMD的红外双波段景象投影光学系统设计

描述了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外景象投影系统的基本原理,设计了一种准直投影光学系统.此光学系统采用透射式,工作在(3~5)μm和(8~12)μm双红外波段,焦距为480 mm,相对孔径为1∶3.2,半视场角为1.3°,入瞳距为240 mm.最后对设计结果进行了分析,给出系统的调制传递函数曲线,表明光学系统的像质满足使用要求.     

小尺寸凹陷物体表面轮廓测量方法

在分析条纹投影测量物体轮廓方法的基础上,针对不规则小尺寸凹陷物体提出一种新的投影方法,采用激光光源和空间光调制器代替常用的投影仪,解决了小尺寸凹陷物体表面轮廓测量问题.在图像处理方面沿用了傅立叶变换技术,在滤波方面改进了传统滤波方法,实现了自动滤波处理.利用该投影系统和改进后的滤波技术对具有不规则小尺寸凹陷的物体进行了实际测量,证实了该方法的可行性.     

军转民推广技术

正数字微纳加工设备技术开发单位中国科学院光电技术研究所技术概述数字微纳加工设备通过数字化控制空间光调制器实现像素级光场自由操控,利用高数值孔径投影物镜生成高分辨率图形,结合高速扫描工件台同步运动,实现大面积、高分辨力,任意微纳图形结构的加工。其由高均匀性照明系统、空间光调制器、高数值孔径物镜、检     

高均匀性长波红外远心照明系统设计

基于数字微镜器件(DMD)的红外景象模拟器可在室内环境下模拟真实景物及其环境的红外辐射,实现对红外成像系统性能的准确测试与评估。照明系统作为红外景象模拟器的重要组成部分,为其提供红外辐射能。为使光束均匀照射在DMD器件表面,通过分析研究黑体特性及朗伯定律,确定采用像方远心光路作为照明系统的结构形式。以拉氏不变量为依据研究确定的照明系统特性参数,能够实现与投影系统完美衔接。根据设计参数完成对照明系统初始结构的计算,利用ZEMAX进行调制、优化,并完成像质评价。设计结果表明,以此方式设计的照明系统均匀性高、球差小,可进一步提高模拟仿真效果。     

Generation and Display System of Measurement Matrix Based on DMD

A measurement matrix is the key to sampling and signal reconstruction during the process of compressed sensing. On the basis of digital light processing (DLP) technology, a generation and display system of measurement matrix based on digital micro-mirror device (DMD) is proposed and well designed. In this system, the generation and controlling of measurement matrix are implemented on a PC, which reduces the hardware requirement to generate a random matrix and overcomes the difficulty of the hardware implementation for the random matrix. It can set up the display number of the measurement matrix, the mode of display and display time according to the requirements from users. The display information can be designed to complete the display of measurement matrix with a better adaptability. The system can be easily embedded into a variety of compressed sensing applications, which can be used to generate and display the corresponding measurement matrice with strong portability. In addition, the DMD of this system will be used as a spatial optical modulator to manipulate near-infrared light in a fast, accurate and efficient way in several applications such as in 3D scanning devices and spectrometers.     

基于STM32的静态多星模拟器数字光源控制系统设计

多星模拟器可以在实验室中模拟无限远星空多颗星点,该设备可以对星上主要部件星敏感器的功能、指标进行测试及标定。文中介绍了一种基于单片机控制的静态多星模拟器数字光源系统。系统主要由以STM32为控制核心的数控可调恒流源组成,通过D/A变换实现输出电流可调,采用运算放大器和达林顿管进行扩流和恒流,实现静态星模拟器星点亮度的调节。为了模拟星敏感器在高低温条件下的工作情况,需要星模配合进行高低温测试,本文给出了温度闭环控制系统方案,保证了星模拟器工作温度的要求。     

声光调制器在激光直写系统光功率控制技术中的应用

介绍了在激光直写系统中用于光功率控制的声光调制器,并根据光强稳定度要求分析了出了调制器的在数和相关的控制电路。按控制原理及调制器参数设计实现的声光调制系统获得了好的光强控制效果。     

一种新型两通道时间交织高阶∑△调制器

为了减小两通道时间交织∑△调制器中系数失配引起的折叠噪声以及降低调制器实现电路的复杂程度,提出了一种新的两通道时间交织高阶∑△调制器.在传统调制器的噪声传递函数(NTF)中增加一个z为-1的零点,减小了NTF在高频处的幅值,从而减小了折叠到信号带宽内的噪声.以一个传统单通道单环4阶4位前馈分布型∑△调制器结构为原型,运用块数字滤波器基本原理以及时域等效的方法,得到了其两通道时间交织结构的实现电路.该调制嚣电路前3级的两个通道能够共享运算放大器,减小了有源元器件的数目.对包含了系数失配的调制器进行了建模和仿真,仿真结果表明,该两通道时间交织高阶调制器能够有效地抑制折叠噪声,提高了调制器的性能.     

一种新型两通道时间交织高阶ΣΔ调制器

为了减小两通道时间交织ΣΔ调制器中系数失配引起的折叠噪声以及降低调制器实现电路的复杂程度,提出了一种新的两通道时间交织高阶ΣΔ调制器．在传统调制器的噪声传递函数(NTF)中增加一个z为-1的零点,减小了NTF在高频处的幅值,从而减小了折叠到信号带宽内的噪声．以一个传统单通道单环4阶4位前馈分布型ΣΔ调制器结构为原型,运用块数字滤波器基本原理以及时域等效的方法,得到了其两通道时间交织结构的实现电路．该调制器电路前3级的两个通道能够共享运算放大器,减小了有源元器件的数目．对包含了系数失配的调制器进行了建模和仿真,仿真结果表明,该两通道时间交织高阶调制器能够有效地抑制折叠噪声,提高了调制器的性能．