基于MEMS光栅光调制器阵列的动态图像显示控制方法

基于单片机控制的动态图像显示控制方法主要通过配置单片机参数实现对图像的显示控制,由于数据读写能力较弱,导致电压负荷较大。对此,提出基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)光栅光调制器阵列的动态图像显示控制方法。将PC端输入的文字指令编码转换为光栅光调制器阵列的图像编码,采用异步读写的方式,对USB数据控制器的读写模式进行设计,构建出动态图像显示控制电路模块。在实验中,对提出的方法进行电压负荷的验证,经实验分析证明,利用提出的方法对动态图像进行显示控制,所需的工作电压和吸合电压值较低,对显示器的电压负荷较小。

光栅平动式光调制器的光学特性分析和仿真

光栅平动式光调制器是一种基于MEMS工艺的光调制器,依据菲涅尔衍射理论和傅里叶光学理论对光栅平动式光调制器工作状态的光学特性进行了详细的理论分析和计算机仿真.结果表明:光栅平动式光调制器在工作中处于开态时,可动光栅下降的距离应该是入射波长的1/4;设计时,关态选择h=λ0/2;占空比对光栅平动式光调制器的光学特性有着重要影响,最佳占空比为1/2;高度误差对调制器的开关系数影响很大,要精确控制.

反射面平动式光栅光调制器的实现及机电特性分析

提出了一种新型的光栅光调制器(GLM),它由可动平板阵列和固定光栅构成,通过可动平板的垂直运动,达到调制光束的目的。为验证该结构实现的可能性,得到器件的机电特性,根据微梁的力学理论进行了电力学理论分析,通过Coventor仿真软件进行了有限元仿真。分析表明,该器件所需驱动电压为16V,无明显的迟滞现象,可动平板的有效衍射面积较大,易于实现面阵结构,提高了光学衍射效率。

蟹型悬臂梁对光栅平动式光调制器性能的影响

基于MOEMS(Micro-opto-electro-mechanical Systems)的光栅平动式光调制器依靠结构中的蟹型悬臂梁在静电力作用下的上下运动来改变可动光栅和下反射面的距离,从而实现对光能量的调制。本文依据傅里叶光学对光栅平动式光调制器(Grating Moving Light Modulator,GMLM)工作状态的光学特性进行了详细的理论分析和计算机仿真。分析了可动光栅的光栅周期数为偶数和奇数时,由于几何中心的不同,使得采用傅里叶光学分析时透过率函数不同的问题,并对GMLM衍射光能量的分布进行了详细的理论推导;重点讨论了GMLM结构中边框和蟹型悬臂梁对对比度的影响。结果表明,为了得到较高的对比度,应减小边框宽度、悬臂梁的宽度和长度,文章用图形给出了直观说明。

基于二维叉形光栅的涡旋光束分束阵列产生

首先设计了一种二维叉形光栅结构,并基于夫琅禾费衍射理论,得到了高斯光束通过该光栅的焦平面场分布表达式。数值模拟结果表明,当高斯光束通过二维叉形光栅调制后,在焦平面处产生了由不同拓扑荷涡旋光束组成的3×3涡旋光束阵列,且各个子光斑的拓扑荷数与光栅结构、衍射级次有关。其次,进行了实验验证。将二维叉形光栅相位图加载到空间光调制器SLM上,当高斯光束经SLM反射后,在焦平面处同样接收到3×3涡旋光束阵列,且与数值模拟的结果相符。研究结果表明,利用二维叉形光栅结构可实现涡旋光束分数阵列的产生,这将为不同拓扑荷涡旋光束的模式复用,实现光通信容量的增加技术支持,在光通信领域具有应用潜力。

闪耀光栅产生光学势阱阵列

提出用液晶空间光调制器制作闪耀光栅产生光学势阱的新方案,优化设计光栅的相位变化参数,用单束激光照明,产生3×3和4×4等光强光学势阱阵列.根据现有空间光调制器性能和尺寸,模拟设计光栅,计算光阱阵列光强分布.研究结果表明:所产生的光阱阵列中各光阱具有较高的峰值光强和光强梯度,且光强分布均匀;对冷原子或冷分子囚禁有较高的光学偶极势和较强的偶极力,在原子光学晶格的实验研究中具有很好的应用前景.

基于双光栅衍射的规则涡旋光阵列产生方法

本文提出了一种利用双光栅衍射获得规则涡旋光阵列的方法,将设计的两光栅分别加载到两个空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)上,平面光波依次垂直通过两光栅,通过改变两光栅的衍射距离获得相位分布不同的涡旋光阵列,推导得出涡旋光阵列光场强度的表达式.针对两光栅的不同衍射距离产生涡旋光阵列的峰值强度进行了分析,得出了产生高质量涡旋光阵列的最佳衍射距离.模拟实验表明,利用双光栅衍射的方法可获得高质量的规则涡旋光阵列.该方法装置简单容易实现,为产生规则涡旋光阵列提供了一种新途径.

基于光楔阵列产生光学涡旋阵列的研究

在研究光楔衍射法产生单涡旋的基础上,基于长条形光楔阵列,提出了利用光束阵列衍射产生涡旋阵列的方法.该方法要求光束阵列在平行于光楔边缘方向上的光束间距等于光束直径的整数倍.利用超精密机床采用一体化加工法加工了光楔阵列元件,验证了该方法的可行性.利用空间光调制器快速灵活调整光束阵列的优点,搭建了借助空间光调制器加载达曼光栅衍射产生所需光束阵列的实验光学系统.针对光束阵列与光楔阵列的匹配问题,研究了达曼光栅掩模图基本单元对光束阵列的调控,获得了可调结构的光束阵列.实验产生了拓扑荷一致的光学涡旋阵列,与仿真结果相一致,证明所提方法的有效性.

光栅光调制器周期结构的优化分析与实验

针对光栅光调制器的光学调制特点,建立一种可变周期结构的光栅光调制器模型,采用Matlab软件中的数字图像处理方法进行研究。利用傅里叶变换分析两种周期结构的光栅光调制器在频谱面和像面的光场分布,并得到不同周期结构对器件调制对比度的影响。实验得到了两种结构像面的光强输出对比。结果表明:不同周期结构对器件的亮态调制效果影响不大;当器件上下反射面中心对齐,下层反射面在器件周期方向两侧各超出上层光栅面的1/2倍光栅间隙宽度时,器件具有最佳的暗态调制效果,从而得到了光栅光调制器的一种周期结构优化方案。

集成光学 光电集成与器件

TN256 2005042807 新型高速光发射模块的设计与分析=Design and analysis of a novelty high=speed optical transmitter module[刊,中]／白杨(北京理工大学信息科学技术学院光电工程系,北京 (100081)),陈淑芬…／／光学技术,-2005,31(2),-227- 230,234 介绍了用于高速、宽带光纤通信系统的铌酸锂(LiN- bO3)光发射模块的优化设计方法。分析比较了半导体器件与铌酸锂波导器件在作为光纤通信光发射模块时的优缺点。对光发射模块的两个主要器件一掺铒铌酸锂(Er: LiNbO3)

光学元件

SPIE-Vol.3951 0205982SPIE 会议录,卷3951:衍射/全息技术和空间光调制器7=Proceedings of SPIE,Vol.3951:Diffractive/holo-graphic technologies and spatial hght modulators Ⅶ[会,英]/SPIE-The International Society for Optical Engi-neering.—272P.(E)本会议录收集了在加州 San Jose 召开的衍射/全息技术和空间光调制器会议上发表的32篇论文。