空间光调制器

摘要： 鬼成像是一种能够透过大雾等恶劣环境的成像技术。针对传统鬼成像重建图像存在噪声较多、图像对比度较低等问题,将非局部广义全变分方法用于鬼成像的图像重建之中,提出基于非局部广义全变分的计算鬼成像重建方法。所提方法构造了一种非局部相关性权重设计梯度算子,将其代入全变分重建算法中,使得重建的图像能有效去除噪声的同时实现细节较好的还原。首先在不同条件下进行仿真模拟,得到所提方法的峰值信噪比相对其他方法提升1 dB左右,且具有更好的主观视觉效果,进而设计并搭建实验平台对算法的有效性进行验证,实验结果证明了所提方法在去除噪声和细节重建等方面的优越性。

摘要： 提出了一种数字全息图(DH)与计算机制全息图(CGH)结合的虚实混合场景全息三维显示方法。首先采用无透镜傅里叶变换数字全息图记录真实场景三维信息。接着根据空间光调制器像素间距对DH进行采样频率变换。然后在频域对变换后的DH进行高通滤波及场景的缩放、面内旋转、平移等操作。最后采用双极强度法计算虚拟场景的CGH。计算中,将处理后的DH作为双极强度叠加的初始值,从而实现了真实和虚拟场景全息图的融合。搭建彩色动态全息三维显示系统对提出的方法进行了实验验证。对商用反射式液晶4 K投影仪进行了改造,实现了30 fps的彩色动态全息三维显示。实验结果表明所提出的方法实现了DH和CGH的高效融合,为虚实混合场景动态全息三维显示提供了一种有效途径。

摘要： 光致聚合物是一种新型的全息材料,相比于常规的银盐材料、重铬酸盐明胶等,具有光学性能好、性能价格比高、支持大规模生产等优势。本文首先介绍了光致聚合物的制备方法,随后分别从角度复用存储、二维正弦光栅直写、全息图像记录等方面,概述了基于光致聚合物的全息显示技术要点。随后对比了传统材料卤化银乳胶和新型材料光致聚合物的信息存储性能,结果表明光致聚合物衍射效率更高,且不需要后湿化学处理,综合应用效果更好。

摘要： 基于空间光调制器的无掩膜光刻是光刻技术重要发展方向之一。近年来,随着数字微镜器件芯片集成度与性能的提高,数字微镜器件无掩膜光刻成为一种主要的数字光刻技术。由于可灰度调制的光反射式“数字掩膜”替代了传统光刻中使用的预制物理光掩膜版,该技术极大地简化了光刻制版流程,提高了光刻的灵活性,广泛应用于平面微纳器件、超材料、微流控器件、组织生物研究等领域。从数字无掩膜光刻原理出发,简要介绍了典型匀光照明系统结构与微缩投影系统结构,进而介绍了面向平面光刻的空间分辨率增强技术、灰度光刻技术以及三维微立体光刻技术的进展。最后,列举了几类典型的数字无掩膜光刻应用,并对其发展方向进行了展望。

摘要： 为了加快基于深度学习的轨道角动量光束识别模型的训练速度,提出使用迁移学习的方式识别轨道角动量光束,并利用次谐波法生成大气湍流相位屏仿真大气湍流,以空间光调制器加载相位屏的方式搭建模拟湍流环境,基于迁移学习的轨道角动量光束识别系统在弱湍流和中湍流环境下均获得了90%以上的识别率。并与传统深度学习方式在模型训练速度、识别率等方面进行性能对比,证明了在弱、中湍流环境中,基于迁移学习的轨道角动量光束识别方法在保持较高识别率的前提下可以减少训练时间。

摘要： 全息技术通过精确“裁剪”光场,可以模拟具有运动视差和深度线索的真实立体场景,为观众提供裸眼立体视觉的增值体验。激光全息技术与展览展示相结合,可广泛应用于展览中心、博物馆、博览会、科技馆、图书馆、档案馆、城市规划馆等展示场所。全新的展览方式,带给观众前所未有的视觉冲击,也为会展行业开辟了新的营销思路。本文分析了交互式、全彩、宽视角等激光全息技术在展览展示中的应用,总结归纳其性能参数。在此基础上,进一步分析激光全息技术所采用的关键技术(全息技术与展览展示的结合、光源选择、散斑抑制、关键器件研发、外围环境条件等)以及未来研究和发展方向。

摘要： 水下无线光传输以蓝绿激光为载体,传输速度快,实时性强,在海洋勘探、海洋通信等方面起着非常重要的作用。然而光束自身的发散及其受水吸收和散射作用影响,导致传输过程中能量损失,接收端信号微弱。为了提高光束在水中的传输效率,本文提出了一种基于哈达玛基编码算法的光束整形模块,通过空间光调制器对波前相位进行调制,将光束分为参考光束和调制光束,并通过四步相移计算两种光的相位角,在多次变换中寻找最优全息图,聚焦接收端处的光束,减小光能经过水下信道后的损失。该研究成果有效地提升了不同距离下接收端的能量,实验结果显示,调制越精细,光束聚焦效果越好,达到了15 m处接收端中心能量2.3倍的提升。

摘要： 结合光束塑形技术、坐标变换技术、傅里叶相移定理,成功产生了霍曼转移结构光束,其具备相位梯度,从而拥有在微观世界中输运粒子的能力,并且大小、结构、相位梯度,均可任意调控,在应用中可依据实际需求对光束进行相应的调整。搭建光镊实验光路,并使用霍曼转移结构光束对聚苯乙烯粒子进行了操控,其实验结果与理论相符,可以使粒子完美的沿着轨道进行输运。该研究在光学微操纵特别是粒子的变轨运输领域具有重要的意义。

摘要： 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。

摘要： 水下光传输作为海洋探索的关键技术,具有光束固有的高带宽、低时延、传输距离可观等优势,在水下光通信、光成像等领域起着重要作用,然而其传输特性受光束的发散以及水体的吸收和散射作用,导致严重的光束能量损失,大大限制了传输距离和信噪比等关键传输性能。为了提高光束在水体中的传输效率,提出了一种基于遗传算法的光束整形模块,通过空间光调制器对波前进行编码调制,结合遗传算法的寻优能力实现最佳波前整形全息图,进而补偿水体对该光束的相位调制。基于此原理,开展了水下20 m内验证实验,实现接收端中心能量约5.6倍提升。

摘要： 围绕空间光调制器在本科实验中作为输入图形(物体)、衍射光学元件、滤波器，设计了部分光学实验。基于这三个应用功能还可以不断地设计和开设新的实验内容，这些实验这不仅为实验操作带来方便，更为学生提供了培养探索与创新的实践平台。用空间光调制器做为本科实验教学的通用设备，符合“主体可扩性+配件多样可组合性”的实验设备优化原则，提高了教学内容和实验技术可拓展性，既是通用物理实验教学平台，也可以为专业性提供科技创新的技术空间，满足个性化教学和培养拔尖人才的教育需要。

摘要： 介绍了新型的物理教学实验——空间光调制器特性及其在数字全息中的应用.该实验教学内容丰富,包括空间光调制器本身性质的内容,如,像素尺寸测量、振幅调制特性测定、相位调制特性测定和黑栅效应消除,还包括空间光调制器的实际应用实验,即数字全息实验.通过该实验的学习使学生们掌握空间光调制器的基本工作原理,并了解其在数字全息中的应用.根据本实验生产的仪器,具有多功能、结构紧凑和操作灵活的特点.该仪器将新型的光学器件和现代数字全息技术结合在一起,对培养创新型人才具有促进作用.

摘要： 本文提出一种基于空间光调制器(SLM)的光学变焦方法.该方法用空间光调制器代替传统的固体透镜,通过在SLM上加载不同焦距的数字透镜,可以实现变焦的功能.最后使用两个SLM同时变焦,通过改变加载到SLM上的数字透镜的焦距,可以在保证像面位置不变的情况下,实现像的大小的缩放.实验证明了所提方法的可行性.

摘要： 研制了一种通用可编程的多量子阱空间光调制器驱动电路.该电路利用软件预处理单元产生非线性光电转换控制信号,采用先粗扫再细扫的二次扫描方式,在保证扫描速度及分辨率的同时,有效降低像素单元电路的面积.通过调整驱动电路开关网络结构,减小了开关噪声,提高了输出精度.采用0.35μm CMOS模拟工艺,完成了64×64阵列的多量子阱空间光调制器驱动电路的版图设计及流片.测试结果显示,芯片可以很好地工作,驱动电压摆幅为0～VDD,驱动电压分辨率可调,最高至256级,单个像素版图面积仅为65 μm×65μm,可以与多量子阱空间光调制器倒装在一起,满足多量子阱空间光调制器对驱动电路的要求.

摘要： 研究了利用液晶空间光调制器的相位调制特性进行光学测量的方法。测试美国BNS公司反射式256×256纯相位液晶空间光调制器,相位响应呈非线性。利用反插值法对非线性相位响应进行了校正,使非线性度缩小1/8,获得了该器件线性的相位响应曲线。利用液晶空间光调制器产生相息图,能够将PV值为0.78λ,均方根为0.13λ的不规则波面,调制成PV值为0.27λ,均方根为0.02λ的近似平面波。实验结果表明,液晶空间光调制器作为补偿器能够应用于任意光学表面的测量。

摘要： 无衍射光束由于其中心光斑尺寸小、传播中无衍射等特性被广泛关注.提出了一种相位全息图产生任意阶次和位置的无衍射光束阵列的方法.设计具有相同特征值的相全息图阵列,即阵列中每幅相全息图在频谱面上产生相同半径的亮环,并把相全息图阵列写入空间光调制器,由于傅里叶变换平移不变性,相全息图阵列在频谱面上仍产生唯一能量集中的亮环,通过环形滤波器将其滤出,再次进行傅里叶变换,便得到无衍射光束阵列,并且每个无衍射光束的位置和阶次都可以任意设置.理论分析和实验均证明了该方法的可行性。

摘要： 为了提高利用计算全息方法实现非球面检测中基准波面的精度，特别是由空间光调制器(SLM)作为实时记录介质提供的参考波面精度，首先对基于计算全息方法实现的波面重建进行了研究，同时选用了计算全息干涉图编码方式对基准波面进行编码;其次，对选用SLM作为全息记录介质，其自身结构特点对重建波面精度的影响进行了分析，并重点针对这一问题，依据SLM空间结构参数为依据，计算、比较得到基准波面的最佳参数;最后，实现了基于SLM作为全息记录介质的重建基准波面全息编码。

摘要： 对基于液晶的光束控制技术进行了深入研究和探讨，采用液晶空间光调制器取代传统的光学衰减片，利用高精度液晶驱动电压源和CA—D1数字相机对液晶实现闭环控制。在外加电压的作用下，液晶分子的排列发生变化，对入射激光的线偏振方向进行柔性调整，在偏振域实现对入射的激光能量的自适应控制，使光探测器接收到的激光能量保持稳定，从而使跟踪系统光探测器工作的信噪比维持稳定，使系统整体达到较高的跟踪精度。

摘要： 全息三维显示是真三维显示技术,不需要佩戴任何眼镜或者辅助工具就可以看到三维立体物体,观看全息三维图像与观看真实物体或场景的效果一样.近期全息研究领域有一些突破性的成果被报道,将推动全息显示的应用不断走向成熟.本报告将介绍全息3D视频显示的最新研究进展及研究中心在实时动态全息3D显示研究中的成果,率先实现了超快刷新全息3D显示,被评为2012年Society for InformationDisplay(国际信息显示学会)Highlight Techniques,2015年搭建了全息3D原理性样机,预计2017年可以完成大尺寸全息真3D电视系统.总结全息3D显示国际最新发展,预测未来真3D显示的发展趋势和未来真3D电视机的实现形式和应用前景.

摘要： 全息三维显示是真三维显示技术,不需要佩戴任何眼镜或者辅助工具就可以看到三维立体物体,观看全息三维图像与观看真实物体或场景的效果一样.近期全息研究领域有一些突破性的成果被报道,将推动全息显示的应用不断走向成熟.本报告将介绍全息3D视频显示的最新研究进展及研究中心在实时动态全息3D显示研究中的成果,率先实现了超快刷新全息3D显示,被评为2012年Society for InformationDisplay(国际信息显示学会)Highlight Techniques,2015年搭建了全息3D原理性样机,预计2017年可以完成大尺寸全息真3D电视系统.总结全息3D显示国际最新发展,预测未来真3D显示的发展趋势和未来真3D电视机的实现形式和应用前景.

摘要： 本发明公开了基于空间光调制器集群控制方法及一种空间光调制器，确定集群的主控制器；向所述主控制器输入待同步信号并开始传输；集群中节点设备接收下级设备反馈的信号，获取下级设备的信号延迟信息，同时，所有节点设备向上级节点设备进行信号反馈；各层级节点设备逐级向上层节点设备进行反馈信号，直到上层节点设备为所述主控制器；主控制器根据收到的各通道的延迟反馈，可以得知各通道延迟所需要的时间，然后结合主控制器本机延迟信息得到集群所有设备所需要控制的同步信号延迟值，使得同步信号同步输出；具备集群规模大，集群同步精度高，支持多种集群功能扩展，组网简单，集群自调整能力强等优点。

摘要： 本发明公开了一种空间光调制器及用空间光调制器显示计算全息图的方法，用以大面积显示动态的计算全息图。所述空间光调制器包括若干阵列排列的微机电器件单元，每一微机电器件单元与计算全息图中的一个像元对应，每一微机电器件单元包括传感装置、挡光部和传动装置，传感装置用于接收计算机对该传感装置所属的微机电器件单元对应的像元进行罗曼编码后的位置信息，位置信息为本帧图像显示时挡光部的位置信息；以及将本帧图像显示时挡光部的位置信息发送给传动装置；传动装置用于在接收到本帧图像显示时挡光部的位置信息时，控制挡光部运动到本帧图像显示时挡光部的位置信息对应的位置。

摘要： 公开了一种空间光调制器及其操作方法，以及投影系统，该调制器包括像素阵列，包括在可透光衬底上的多个微镜，每个微镜包括设置在该可透光衬底上的微镜板；第一制动机构，用于将所述微镜制动在处于接通位置的第一预定角度处；第二制动机构，用于将所述微镜制动在处于关闭位置的第二预定角度处；至少一个电极，用于在所述接通位置和所述关闭位置之间移动所述微镜；以及所述至少一个电极中的一个电极设置在该可透光衬底上。

摘要： 为了制造SLM设备，在基板(3)上安装空间光调制器(SLM)(2)，其中基板(3)的材料与要与基板(3)并置的SLM(2)的主要材料相同。特别地，硅基SLM(2)安装在硅基板(3)上。这就形成了SLM(2)阵列，其保持相对于SLM(2)的位置的高精确度和平面性。为了进一步提高平面性，优选通过焊接、使用焊接连接(20)的自对准效应在基板(3)上安装SLM(2)。

摘要： 一种使用相位光调制器(PLM)和空间光调制器(SLM)对光进行调制的装置、系统和方法。装置使用下述来确定待在PLM的位于PLM和SLM之间的图像平面处形成的表示图像的目标‑目的波：图像数据，该图像数据限定用于投影的图像；和在图像平面处该目标‑目的波的空间变化相位的空间值的随机播种；其中，SLM和PLM布置成使得从PLM反射的光照射SLM。该装置基于下述来确定待在PLM处形成的目标‑源波：在PLM和图像平面之间的自由空间传递函数；和目标‑目的波。该装置根据目标‑源波确定用于控制PLM以形成图像的相位图。该装置使用相位图控制PLM。

摘要： SLM(4A)具备调制部(40A)和驱动电路(41)。调制部(40A)具有多个像素(40a)，并且根据周期性地时间变化的驱动信号的振幅对每个像素(40a)调制入射光的相位或强度。驱动电路(41)将驱动信号提供给调制部(40A)。驱动电路(41)以使提供给多个像素(40a)中的第一像素组(401)的驱动信号(V1(t))的相位与提供给多个像素(40a)中的第二像素组(402)的驱动信号(V2(t))的相位互相反转的方式控制。由此，能够实现能够降低产生于调制后的光的波动的空间光调制器、光调制装置、以及空间光调制器的驱动方法。

摘要： 本发明公开了基于空间光调制器集群控制方法及一种空间光调制器，确定集群的主控制器；向所述主控制器输入待同步信号并开始传输；集群中节点设备接收下级设备反馈的信号，获取下级设备的信号延迟信息，同时，所有节点设备向上级节点设备进行信号反馈；各层级节点设备逐级向上层节点设备进行反馈信号，直到上层节点设备为所述主控制器；主控制器根据收到的各通道的延迟反馈，可以得知各通道延迟所需要的时间，然后结合主控制器本机延迟信息得到集群所有设备所需要控制的同步信号延迟值，使得同步信号同步输出；具备集群规模大，集群同步精度高，支持多种集群功能扩展，组网简单，集群自调整能力强等优点。

摘要： 本发明公开了一种空间光调制器及用空间光调制器显示计算全息图的方法，用以大面积显示动态的计算全息图。所述空间光调制器包括若干阵列排列的微机电器件单元，每一微机电器件单元与计算全息图中的一个像元对应，每一微机电器件单元包括传感装置、挡光部和传动装置，传感装置用于接收计算机对该传感装置所属的微机电器件单元对应的像元进行罗曼编码后的位置信息，位置信息为本帧图像显示时挡光部的位置信息；以及将本帧图像显示时挡光部的位置信息发送给传动装置；传动装置用于在接收到本帧图像显示时挡光部的位置信息时，控制挡光部运动到本帧图像显示时挡光部的位置信息对应的位置。

摘要： 为了制造SLM设备，在基板(3)上安装空间光调制器(SLM)(2)，其中基板(3)的材料与要与基板(3)并置的SLM(2)的主要材料相同。特别地，硅基SLM(2)安装在硅基板(3)上。这就形成了SLM(2)阵列，其保持相对于SLM(2)的位置的高精确度和平面性。为了进一步提高平面性，优选通过焊接、使用焊接连接(20)的自对准效应在基板(3)上安装SLM(2)。

摘要： 本申请实施例提供了一种空间光调制器调节装置，包括调节板、第一固定座、第二固定座、安装空间光调制器的固定主板以及多个调节组件，调节板围成容置空间。第一固定座以及第二固定座中每个均包括底板、第一弹臂和用于承载空间光调制器的安装板，底板通过第一弹臂与调节板连接，安装板连接于底板且位于调节板的厚度方向的一侧。每个调节组件沿平行于调节板所在平面的方向与底板连接，以在至少两个方向上调节第一固定座以及第二固定座的位置。通过调节组件实现对底板位置的微调，进而微调第一固定座和第二固定座的位置，改变空间光调制器的位置。此外，本申请实施例还提供一种空间光调制器组件，其应用有上述调节装置。