可调超表面基础上胡激光散斑抑制方法研究（光学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

格的系统，故本文提出的散斑抑制器件理论可行随机相位的超表面结构设计需要构成图中的随机相位波前，首先要设计相位单元，本文采用圆孔结构作为相位子单散斑图案，则散斑对比度相应地减弱至原静态时的当在个采样周期内非相干的独立散斑图案数目增加时，则合成的散斑对比度将会减小，即散斑现象削弱图散斑抑制器件原理图由于超表面的最小相位单元的大小，本设计选取的最小相位单元尺寸为，超表面直径为，当微纳旋转载台旋转可调超表面基础上胡激光散斑抑制方法研究光学论文转载台结构超表面随机相位板可以看成块针对工作波长透过率很高的光学平板，每个像素上都会附加个随机相位值且像素非常高，当激光照射在旋转变化的相位板后，出射光斑在每个像素点上将附加随机相位，在探测器曝光时间内将会采集到数个不相干的散斑图案，从而实现激光散斑的抑制散斑抑制器件的结构设计本统中，抑制激光散斑的效果比较理想，但通常这些机构体积较大，不利于紧凑光学系统集成，且振动装置可能会干扰系统整体性能，所以适用性不是很强随着光学技术的飞速发展，超表面技术成为当前研究的热点，它可实现电磁波的基本物理参量相位振幅偏振的精准控制从而对光束的灵活操纵，如采用可调超表面技术投影成像质量，降低了图像的清晰度和分辨率，使其在激光投影显示的实际应用中受到了限制为了消除激光散斑对成像的影响，国内外的研究机构先后提出了很多种解决方法本质方法可以分为两类空间相干性抑制和时间相干性抑制常规技术有毛玻璃振动光纤转动微透镜振动位相板，转动散射体等，其摘要为抑制激光散斑现象，利用时间平均抑制散斑理论的基本思想，设计了个具有高透射率随机相位功能的超表面结构，并结合技术实现了微纳旋转载台的设计制造，实现了超小型的散斑抑制器件制造实验结果显示激光散斑对比度可降低至，满足激光投影领域使用需求该激光散斑抑制器件使用方法简单能量利散斑均化方法研究激光与红外，王晓琳，贺锋涛，贾琼瑶，等基于光纤振动的激光散斑控制激光技术，付瀚毅，刘伟奇，魏忠伦，等转动随机微透镜阵列对激光显示中散斑的抑制液晶与显示，张伟良，张闻文，何睿清，等基于局部调制的迭代去噪鬼成像光学学报，孟祥翔，刘伟奇，魏忠伦，为计算值从图中可以看出实验光强曲线存在明显的波动，这个波动也正是激光散斑效应引起的，通过计算此时散斑对比度为实验中加入了静止的随机相位超表面结构，纳米散射单元在定程度上削弱了散斑对比度，大的光强跳变基本不存在，此时散斑对比度为实验中加入了动态的随机相位超表面结构，光强的均匀，为图像光强的标准差为图像光强的平均值图实验测试装置图实验结果光强分布曲线实验分别测试了光路中无散斑抑制器有散斑抑制器但微纳转台没有转动有散斑抑制器并设置微纳转台工作在最大角度的散斑情况，并分别命名为实验实验实验为实验得到的组采集得到的光强图片，其光和机械转角的关系，测试结果如图所示，其旋转转角最大值为，满足消散斑器件的设计需求图散斑抑制器件及其驱动电压对本文提出的新型散斑抑制器进行了光学测试，图为激光扫描显示的个简单的实验示意图通过模拟激光扫描显示的工作方式，这里采用工作波长为功率为的半导体激光器作为可调超表面基础上胡激光散斑抑制方法研究光学论文等激光投影显示中新型散射体的散斑抑制红外与激光工程，胡森，刘丹，杨河林基于全介质超表面的电磁诱导透明研究光子学报，程进，周顺，孙雪平，蒲欣欣，孙其梁，徐英舜，刘卫国基于可调超表面的激光散斑抑制方法光子学报，基金国防基础科研项目可调超表面基础上胡激光散斑抑制方法研究光学论文领域使用需求该激光散斑抑制器件使用方法简单能量利用率高成本低且易于批量制造参考文献李霞，康玉思激光显示中散斑噪声的抑制应用光学，田志辉，刘伟奇，李霞，等激光显示中散斑的减弱光学精密工程，董磊激光维显示中散斑抑制及散斑测量合肥中国科学技术大学，孙嵘，罗振坤，赵映雪，等两种激光图所示，通过仿真得到，此时仿真模型中包含了超表面结构当施加驱动电压时，可产生约的机械旋转角度，满足设计需求图微纳旋转载台的设计实验与结果根据上述的设计，进行了器件制造制作出的随机相位超表面结构如图所示，结构特征尺寸符合预期设计值，在工作波长，其透过率约性明显地好于前两者，此时散斑对比度为，满足激光投影显示要求结论本文设计了种具有高透射率随机相位功能的超表面结构，并结合技术实现了微纳旋转载台的设计制造，将两者进行融合，实现了超小型的散斑抑制器件的制造通过实验测试表明激光散斑对比度可降低至，提高了图像的清晰度，满足激光投影强分布曲线如图所示，由于图的实验装置中旋转振镜的扫描速度为非线性，其在扫描最大角时速度处于最低值，故光强分布曲线两端光强值大于其它区域为考虑光强整体分布的不均匀性，在计算散斑对比度时，坐标选取范围为是选取图中的同列坐标像素中光强平均值黑色区域不在计算范围内作入射光源，经过散斑抑制器后，照射在旋转振镜上，此时旋转振镜进行连续扫描，将光线投射至屏幕上图案为字线形状，如图所示，通过红外进行图像采集，然后通过电脑对图像进行处理，测得散斑对比度数值散斑对比度可衡量图案光强噪声情况，本文散斑对比度采用的计算方式为，为图像光强，微纳旋转载台如图所示，结构符合预期设计值，中心孔区域是为了搭载超表面结构后光线可以很好的传播采用微组装技术将两者进行键合，形成最终需要的消散斑器件，如图所示对装配后的消散斑器件的驱动电压和机械转角进行了测试，通过调节频率，使其工作在旋转谐振状态，频率，测试在此频率下的电压可调超表面基础上胡激光散斑抑制方法研究光学论文载物平台静电驱动梳齿和电极当电极通电后，静电驱动梳齿会产生驱动力带动载物平台绕转轴进行转动微纳旋转平台的关键参数如表所示，其中为器件的长度为器件的宽度为载台大小为转轴长度为转轴宽为厚度梳齿长度为梳齿宽度为梳齿对数表微纳旋转平台关键参数微纳旋转平台的旋转振动模态如元，如图左下角所示，蓝灰色结构为衬底石英红色结构为相位单元结构，单元结构的周期为孔径为孔深为，介质材料选择工作波长，其结构孔径与透射率相位的关系仿真值如图所示从图中可以看出，直径可完整覆盖，满足相位需求当孔径为时，每个相位单元相对于原来空间位置水平方向产生最大位移量约为，那么可将超表面旋转视为产生种不同的散斑图案，如果微纳旋转载台的最大旋转角度为，超表面转动周期为，探测器的积分时间为，这样在探测器积分时间内，超表面转动次，转动次可产生个不同的散斑文提出的方案为，设计具有随机相位功能的超表面作为随机相位板，采用微纳旋转振动技术实现超表面的可调其原理如图所示，当相干光经过超表面后，相位已经被打散呈随机分布，如图所示，当它再叠加微纳旋转机构周期振动，散斑图案随时间和空间不断变化，探测器每个像元在个采集周期内会得到种获得个可调随机相位板，那么它不仅具有高分辨率相位高透过率低发散角，且整体光路改动最小光学设计简单本文提出基于时间相干性抑制的方式，通过可调超表面结构，实现激光散斑的抑制，并进行了相应的实验验证可调超表面结构分为两个部分，个是随机相位板功能的超表面平板结构，另个是可电压调控的微纳旋中毛玻璃因具有良好的散斑抑制效果已在很多光学系统中被广泛的应用但毛玻璃具有较强的光学散射特性，在实际使用过程中造成了很大部分的光能无法被利用因此，毛玻璃方案虽然有较好的激光散斑抑制效果，但在激光显示领域中直没有被大量的实际应用散射体或者位相板通常会结合振动或者转动机构用在消相干系利用率高成本低且易于批量制造关键词可调超表面微机电散斑抑制激光显示随机相位激光具有较高的单色性和较高的方向性，且色域广亮度高寿命长等优点，它的良好的光束质量和亮度高的特点使其在激光显示设备中被广泛的应用，在激光显示领域占有重要地位但激光的强相干性会产生大干涉条纹和散斑现象，影响了