菲涅耳非相干数字全息大视场研究

菲涅尔非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography, FINCH)通过空间光调制器(spatial light modulator, SLM)将来自物点的光波分解为曲率半径不同的两束自相干光,干涉条纹由CCD记录.由于受限于SLM与CCD的像素数目及像素尺寸, FINCH技术与光学全息术相比记录视场要小得多.本文通过对FINCH系统的记录过程进行理论分析,给出了SLM所能记录的视场角,说明通过调控加载在SLM上的双透镜光轴中心,能够扩大SLM的有效直径从而将SLM的有效记录范围增大2.77倍,有效扩大了系统的记录视场.搭建了非相干光反射式数字全息记录系统并对理论分析进行了实验验证,结果表明:在SLM上依次加载不同光轴中心位置的双透镜掩模进行FINCH记录及再现,将得到的各子图像拼接融合可以得到高分辨率大视场图像,为菲涅尔非相干全息术在高分辨大视场显微成像的进一步应用提供了有力支撑.

拼接光窗对机载光学成像系统的影响

拼接光窗在气动保形、电磁隐身、大尺寸等方面均具有较好的性能,但由于子光窗间状态不一致,导致各区域入射波前分离并产生附加光程差,系统点扩散函数(PSF)随之退化,从而使得成像图像模糊,因此,分析拼接光窗对成像质量的影响对于高性能机载光电探测系统的开发十分必要。通过图像数值仿真,对拼接光窗影响光学成像的因素逐一进行分析并确定图像特征和形成原因。同时给出了一个设计实例,对合理确定子光窗加工精度和面形精度的方法进行说明。

基于SLM投影拼接技术的液晶光学元件制备

提出了一种以硅基液晶空间光调制器(LCOS SLM,以下简称SLM)为基础的投影拼接式光取向技术。通过结合SLM和二维移动平台可以实现任意尺寸、任意几何相位图案化分布的液晶光学元件的制备。基于此技术,通过连续扫描曝光的方法制备了多种液晶光学元件:一维偏振光栅、二维光栅、微透镜阵列和全息图。实验结果表明:通过该技术可以实现连续相位分布的光学元件的制备和扩大光学元件的口径;尺寸为25.4 mm×25.4 mm的一维偏振光栅的衍射效率达到98.32%,且各区域误差不超过1%;可以仅改变加载到SLM上的曝光图样,实现二维周期性或其他复杂图案的液晶光学元件的制备。基于SLM的投影拼接式光取向技术具有高分辨率、高效率、工艺简单、可实现任意尺寸光学元件制备等特点,可以进一步推动液晶光学元件的发展和实际应用。

一种无缝拼接的LED光源模组设计方案探究

提出了一种拼接式光源模组方案。该方案通过设计单片压铸光源模块结构,使得模块与模块之间可以进行插接而实现拼接,拼接形式多样,能不同组合能满足用户的多样性需求。

基于多空间光调制器拼接的空间悬浮全息真三维显示

全息技术是实现空间悬浮真三维(3D)显示的重要方法。空间光调制器(SLM)作为当前唯一的实时动态全息真3D图像投射仪器,像素量、分辨率等不足限制了其在空间悬浮真三维显示领域的应用。研究多SLM拼接实现高分辨低噪声的空间悬浮真3D显示,首先通过菲涅耳层析法结合空间坐标变换技术,计算获得3D物体360°视角的高分辨率全息图;然后将每张全息图分为相同分辨率的4幅图,加载到阵列式拼接的4个SLMs上,滤除一阶之外的光束后,再现出完整的具有高信息容量高分辨率的全息3D实像;最后利用超声雾化介质进行承载,实现实时动态空间悬浮真3D显示。另外,利用时间平均法对重建像进行噪声抑制研究,实验结果证明该方法可有效地提升空间悬浮全息显示图像的质量。