基于LCOS拼接技术的动态星模拟器光学系统设计

为了满足动态星模拟器大视场、高精度的技术要求,针对传统星模拟器光学系统的技术特点,提出了一种基于硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCOS)光学拼接技术的动态星模拟器光学系统设计方案。结合动态星模拟器的技术指标,使用LCOS作为星图显示的核心器件,通过LCOS光学拼接技术来实现星图显示覆盖全视场并满足拼接误差≤10″的拼接结果。根据动态星模拟器的工作原理,设计小畸变、平场复消色差的准直光学系统以实现动态星模拟器实时准确模拟星点,其设计结果表明:在10.2°视场角内准直光学系统相对畸变≤0.025%,调制传递函数(modulation transfer function,MTF)在60 lp/mm达到0.7。通过经纬仪实际测量,其星对角距误差≤25″,单像元等效张角误差≤6″,满足设计指标中的要求。

基于LCoS像素级图像亮度调整方法研究

在计算机视觉研究领域,采集到的图像通常由于被测物体局部高亮或局部镜面反射导致局部过饱和,从而影响测量系统的后续数据处理。针对此问题,根据反射式硅基液晶能够逐像素调节入射光的发射率的性质,采用高解析度硅基液晶(liquidcrystal on silicon,LCoS)和图像传感器(CCD或CMOS)相结合,设计了基于LCoS的图像亮度调节硬件系统。根据硅基液晶与图像传感器的光学性质,确立了摄像机模型像平面和LCoS掩膜平面之间的映射关系,提出了基于空间映射的像素对应算法,实验证明,该算法准确、可靠,可以实现图像亮度的像素级调整。

反射型LCOS器件用于红外场景仿真研究

提出采用反射型LCOS(Reflective Liquid Crystal on Silicon-RLCOS)器件实现动态红外场景仿真,阐述了RLCOS器件的结构及信号写入原理。利用液晶指向矢分布计算模型和光在液晶中传播规律计算模型,分析了液晶光阀的电光特性,结果表明,如果选取一组适当的光阀参数,可使光阀在中波和长波红外波段均有较好的调制特性,输出红外辐射功率与像素电压有较近似的线性关系,可以达到较好的仿真效果。

高分辨率高帧率硅基液晶(LCoS)显示芯片与驱动

硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCoS)微显示芯片是一种结合了CMOS芯片和液晶显示的硅基微显示技术,具有体积小、分辨率高和帧率高等特点,可以广泛应用于便携激光投影、AR眼镜、车载HUD和智能制造等领域。介绍了LCoS微显示芯片的结构、关键技术和驱动方式,并提出了一种高分辨率、高帧率的LCoS显示芯片设计方法,采用模拟像素驱动、高速数据接口和时序彩色显示方案,分辨率达到了1080 P,刷新帧率达到了360 HZ。

LCoS微型投影光引擎杂散光分析与抑制

为抑制LCoS光引擎的杂散光,在TracePro软件中建立了光引擎的光机模型,运用蒙特卡罗方法对该系统的杂散光进行了分析。通过仿真模拟及实验发现PBS棱边、成像透镜边缘、镜片隔圈以及镜筒内表面为产生杂散光的关键面。为此使用挡光片、表面发黑、镜片边缘及隔圈涂黑等方法对杂散光进行抑制。仿真及实验均表明上述方法可有效抑制杂散光。

硅基液晶(LCOS)与动力学响应特性

文章在实验上给出了硅基液晶(LCOS)所用90°MTN的反射率-时间响应曲线,引入了光学响应意义上的上升时间和下降时间,并基于液晶动力学理论和Jones矩阵方法对60°MTN盒进行了数值计算,证实了上升时间随电压增加而减小,下降时间不依赖于初始电压,同时指出了光学响应时间与指向矢取向时间的区别。

LCOS激光投影显示亮度均匀性和色度均匀性的测量及校正系统

为了提高激光投影显示画面的亮度均匀度和色度均匀度,提出了一种对灰度值很大和很小的像素点采用大压缩率,并尽可能多地提高中等灰度值的方法。搭建一个由投影显示、相机和计算机构成的闭环系统对应于此种方法,以达到亮度均匀度和色度均匀度矫正的目的。实验和分析表明,通过该系统,投影显示的整个屏幕的亮度均匀性和色度均匀性得到了很大提高,尤其对于均匀性差的屏幕边角区域,更得到显著地改善。

液晶硅(LCOS)技术研究与应用

新型微显示技术——液晶硅显示技术LCOS是一种全新的数码成像技术,也称数字硅基反射液晶显示技术,具有大屏幕、高亮度、高分辨率、省电等诸多优势,用LCOS技术制作高分辨率光阀的方法逐渐在平板显示界占有一席之地。本文对LCOS的结构和原理以及发展趋势和市场走向以及应用作了较详细的分析。

LCOS显示器的复苏

技术进步和十年艰苦早就的制造专业技能正推进着LCOS显示器的复苏。

佳能：LCOS SX80多媒体投影机

在投影机产品中，佳能（Canon）独有的LCOS（硅基液晶，Liquid Crystal On Silicon）反射型液晶面板技术和AISYS光学照明系统以清晰、亮丽的投影效果给人留下了深刻的印象。其最新推出的LCOS多媒体投影机SX80采用了佳能最新研制的0.55英寸LCOS反射型LCD面板，是目前世界上最小的SXGA＋面板之一,在实现了1400×1050高分辨率的前提下，

Canon SX50 LCOS投影机

市场背景 LCOS（Liquid Crystal on Silicon)为反射式液晶投影板，LCOS可视为LCD的一种，但传统的LCD是做在玻璃基板上．但LCOS则是长在矽晶圆上。LCD通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3％左右，解析度不易提高；LCOS则采用反射式投射光利用效率可达40％以上，因此被认为是数码投影技术中的明星级产品。

自对准结构α－Si：HTFT特性的分析和研究

本文描述了用自对准工艺制各自对准结构的α－Ｓｉ：ＨＴＦＴ。从理论上分析了有源层α－Ｓｉ：Ｈ的厚度对α－Ｓｉ：ＨＴＦＴ特性的影响，据此提出一种新型的双有源层结构的α－ＳｉＴＦＴ。它可以有效地提高自对准α－Ｓｉ：ＨＴＦＴ的开态Ｉ＿（ＯＮ），其通断电流比Ｉ＿（ＯＮ）／Ｉ＿（ＯＦＦ）＞１０￣５。

a-Si:H TFT有源矩阵制造技术的研究

对a-Si:HTFT有源矩阵的一些关键制造工艺进行了研究。研究了Ta2O5／a－SiNx双绝缘层的制备技术，提出了一种新的双有源层结构a－Si:HTFT来降低背光源对器件特性的影响，研制的a-Si:HTFT有源矩阵实现了彩色视频信号的动态显示。

用双晶 X 射线衍射研究 Si 液相外延层

以Ｉｎ作溶剂、使用石墨滑动舟在硅衬底上液相法生长了硅外延层．双晶Ｘ射线衍射表明，对不同的生长条件，一些样品显示出具有双峰的摇摆曲线，另外一些则只有单峰，对于前者，ＸＰＳ测不出Ｉｎ的存在，而对后者，ＸＰＳ却显示硅外延层含有Ｉｎ．由此得出结论，只用双晶Ｘ射线衍射难以确定外延层的掺杂情况．

Fourier hologram method using Gerchberg-Saxton algorithm for parallel femtosecond laser processing

In order to improve femtosecond laser throughput,a parallel processing system consisting of liquid crystal on silicon(LCOS)device as spatial light modulator is put forward.A method is described for displaying Fourier hologram on LCOS,and a high uniformity of several diffraction peaks in the computer reconstruction is achieved.Application of this method to the parallel femtosecond laser processing is also demonstrated,and two intersecting rings and three tangent rings are fabricated respectively by one time in the photoresist.

反射型LCOS器件纯相位调制特性的研究

研究了反射型的LCOS显示器件的相位调制特性 .采用 2× 2的Jones矩阵计算仿真 ,从理论上分析了它的相位调制特性 ,建立了一套测量振幅和相位特性的测试系统 .它采用He Ne激光为光源 ,用干涉仪观察波前相位 ,将LCOS显示器件作为液晶空间光调制器 ,用计算机和相关的电路系统驱动控制 ,并用CCD采样数据 ,测试了 1 0 2 4×768LCOS显示器件的相位调制特性 .理论和实验的一致性说明了在特定的入射、出射偏振光配制下 。

激光为光源的液晶自适应眼底成像系统

建立了一套基于液晶波前校正器的模拟人眼眼底自适应成像系统,该系统采用Shark-Hartman波前探测器进行波面探测,将探测所得波前畸变经过计算处理转化为灰度图,通过电脑施加到LCOS上进行波面校正,通过校正人眼像差的方式来提高系统成像质量。经过校正后,系统波前误差从1.92μm降低到0.048μm,系统分辨率接近70 lp/mm,已经达到该光学系统衍射极限分辨。研究表明,该系统可以满足低阶大像差情况下的模拟人眼视网膜成像要求。

纯相位菲涅尔全息图的反馈迭代算法及其硅基液晶显示

研究了纯相位菲涅尔计算全息图的制作方法,给出了一种生成纯相位菲涅尔计算全息图的算法.首先研究了菲涅尔衍射的数值模拟算法,分析了两种数值模拟算法的计算速度.将计算速度较快的菲涅尔衍射数值模拟算法和迭代算法相结合,并引入比例反馈,得到纯相位菲涅尔计算全息图的反馈迭代算法.其次,对比例反馈系数的选取进行了实验研究,得到其最优经验值范围,然后进行了仿真实验.仿真结果表明,该算法降低了重构误差,提高了全息图重构质量.最后基于新型空间光调制器反射型硅基液晶,建立了全息显示光电实验系统,对该算法进行了验证.

基于硅基液晶拼接的高对比度动态星模拟器光学系统

针对基于硅基液晶(LCOS)拼接技术的动态星模拟器对比度低,无法在星图识别过程中为星敏感器提供全部有效目标的问题,提出通过抑制光学系统杂散光来提高LCOS拼接动态星模拟器对比度的方法,讨论了偏振度对于杂散光的影响,并推导出入射角与偏振度的函数关系。设计了抑制杂散光的光学系统,该系统包括利用复合抛物面聚光器(CPC)结合望远系统组成照明光源,配合多棱镜的1/4波片和视场角不小于11°的准直光学系统。在截止频率为60lp/mm,视场角小于±5°的情况下,该准直系统的调制传递函数(MTF)大于0.7。实验显示:该高对比度LCOS拼接动态星模拟器的星间角距误差小于18″,相对于传统型的星模拟器杂散光降低了2.38倍,其在保证精度的条件下,降低了动态星模拟器的背景噪声,提高了动态星图的可识别率,基本可以满足星敏感器在多星等条件下的对精度和动态特性的需求。

多维液晶指向矢的数值模拟计算

从Oseen-Frank弹性连续体理论出发,用有限差分和张弛法详细地介绍了求解三维液晶指向矢的方法,并给出程序流程图,程序运行过程中发现具有速度快、稳定性好、精确度高的特点,适合于求解复杂的液晶结构。文章最后基于此方法针对LCoS中指向矢的分布进行了简单的模拟,给出了两相邻显示像素的指向矢分布图形,网格划分为50×50×20个节点,在Pentium4,2.8GHz的计算机上求解需564.36s。