摘要：针对快照式多光谱系统存在体积大、光路复杂的问题,从孔径分割多光谱成像系统模型出发,设计出由复合前置光学元件、阵列孔径光阑、微透镜阵列、阵列滤光片和图像传感器组成的紧凑式多光谱成像系统,总体尺寸优于12.4×8×8(mm)^(3)。利用阵列孔径光阑克服了垂轴色差大、视场小和光能利用率低的问题。系统在480~650nm波长范围内视场角20°、F/#0.4、焦距2.5mm、总长12.4mm、单通道MTF在153lp/mm大于0.35、畸变小于0.23%。与现有技术对比,该系统兼顾了像素分辨率、光谱分辨率和时间分辨率,实现了单通道500×400的像素分辨率和6.8nm的光谱分辨率。与计算重构成像系统相比,其直接成像的方式确保了系统的高时间分辨率;且具备小型化、轻量化和低成本的特点。

摘要：针对近眼显示系统视场小、体积笨重、柔性差、量产性差等问题,文章采用在系统中加入自由曲面和聚二甲基硅氧烷(PDMS)基的设计方法。论述了柔性近眼显示光学系统的设计要求和工作原理,进行初始结构建立;分析了系统杂散光产生的原因,进行杂散光抑制设计;采用XY多项式自由曲面替换传统非球面,进行系统像差校正;采用柱面波导模拟波导弯曲,进行柔性波导弯曲优化分析,设计出一款兼备柔性弯曲能力、大视场和高成像质量的近眼显示光学系统。设计的近眼显示系统工作波段为400~700nm,出瞳直径为8mm,视场角为30°,厚度为1.5mm。在截止频率71lp/mm处,全视场的调制传递函数值均大于0.1,畸变小于5%,在波导变形弯曲半径大于500mm情况下,全视场的调制传递函数值在截止频率15lp/mm处均大于0.1,系统重量约为22.8g。设计结果表明实现了近眼显示光学系统小型化、轻量化和柔性化,可应用于新一代的头盔显示系统中。

摘要：根据电磁材料的相关理论,设计出一种由新型谐振器和金属线组成的电磁双负超材料,即介电常数和磁导率同时为负的电磁材料。新型谐振器通过较小谐振腔并联的方式,在较大的单元尺寸下提高了谐振频率,既使该电磁超材料在K波段实现了双负特性,又保证了材料的辐射面积,克服了高频段超材料由于尺寸太小而难以应用的困难。设计出一种K波段的微带天线,将新型谐振器加载在天线上,并用HFSS软件对未加载谐振器和加载谐振器的天线进行仿真对比。仿真结果表明,相比普通天线,加载新型谐振器的微带天线性能得到明显提升,驻波比2 d B以下的带宽增加了58.3%,增益变大,并且由于谐振器对天线副瓣的抑制,提高了天线的方向性。

摘要：为适应单色增强现实光学系统体积更小、更易佩戴、视场更大、成像更清晰明亮的要求,文中基于双光栅和平面波导技术原理,完成了光学系统的设计和显示效果评价。基于Zemax软件实现了目镜光学系统、耦合光学系统、平面波导系统和耦合出系统模型优化及建立。以真实图像传输为目标,对仿真结果进行实验验证。实验研究表明:在单波长为532 nm,出瞳距离为8 mm条件下,系统结构正确合理,可以实现20°视场和10 mm的大出瞳显示,图像相似度为34.8。