基于复振幅调制的全息视网膜显示

提出一种适用于增强现实的视网膜显示技术,利用一个相位型空间光调制器结合计算机全息图算法,实现了直接在视网膜上进行全息重建。首次从理论出发,给出了相位型空间光调制器输入相位与眼球前平面光场的计算关系,讨论并比较了基于GS的全息图计算方法和基于双相位编码的复振幅调制全息图计算方法的特点,采用复振幅调制,全息重建中的散斑噪声得到抑制。仿真和实验结果验证了应用于视网膜全息成像的计算机全息图算法的有效性。实验证明,该方法能够利用一个纯相位空间光调制器在眼球里进行多平面的无散斑全息重建,同时在视网膜附近重建振幅信息,使得眼睛聚焦在某个平面时,该平面的图像能够恰好投影在视网膜上。整个过程模拟了自然场景中人眼调焦和观察的过程,不同于双目视差的三维显示方法,文章提出的视网膜显示技术是一种真三维全息重建,不存在视觉辐辏调节冲突。

基于复振幅调制的半导体激光光束整形方法

为了改善半导体激光光束质量,使其能够满足大距离高精度干涉测量的要求,使用空间光调制器对半导体激光光束进行整形,提出了一种基于复振幅调制算法的光束整形方法。利用该方法可将半导体激光光束整形为准直性好、光强分布均匀的无像散基模高斯光束。通过光束质量分析对整形后的光束进行评估,实验结果显示整形后半导体激光光束在x和y方向的M2因子均趋于1,像散接近于0,验证了该光束整形方法的有效性。将提出的半导体激光光束整形方法应用于大距离干涉测量中,在8m处进行了微米级步进位移测量,与纳米位移工作台相比,所得结果达到了亚波长的测量精度。实验结果表明整形后的光束能够满足大距离高精度干涉测量的要求,验证了提出的半导体激光光束整形方法的可行性。

振幅型空间光调制器的研究

本文基于液晶空间光调制器的复振幅调制原理、LCX029CNT液晶显示屏的特点,介绍了使用SONY公司配套的驱动芯片进行硬件驱动电路的设计、系统的实验验证结果。结果表明,设计的液晶空间光调制器可用于振幅调制,满足需要。

基于泵浦空间复振幅调控的目标边缘增强上转换探测

目标边缘增强上转换探测是一种通过非线性光学手段将红外(或太赫兹等)长波目标图像“上转换”到可见光波段的同时,强化目标图像几何边缘特征的新型上转换探测技术。基于准相位匹配的近红外上转换系统,理论结合实验进一步深入研究了泵浦空间复振幅结构对上转换目标图像特征的影响。通过比对研究定量分析了振幅带通滤波与螺旋相衬对目标图像边缘特征的增强效果,以及各自量子效率的差异。基于研究结论,针对几种典型场景给出了若干可实施的应用建议。

完美Lommel光束的产生

引入了一种新型完美涡旋光束——完美Lommel光束(PLBs)。首先给出了产生这种光束的理论机制,然后构建实验系统来产生PLBs。实验主要分为两步:第一步是利用罗曼迂回相位编码法产生高质量Lommel光束;第二步是将生成的Lommel光束经傅里叶变换后产生PLBs。产生的PLBs的环半径不受拓扑荷值的影响,并可通过阶数、不对称参数的模和角度三个参数来调控PLBs的分布,这意味着PLBs是一种具有三个自由度的三参量完美涡旋光束。