摘要：在全息波导近眼显示系统中,微像源发出的载像光波经过准直后,被输入耦合光栅耦合入平板波导,进一步在平板波导上下表面内进行全反射传播,到达输出端后通过输出耦合光栅衍射出波导,最终到达人眼。以真实的图像传输为目标,对全息波导光栅的效率、视场角等方面进行理论分析和优化设计,通过激光干涉曝光实验制作了光栅周期为197nm、光栅矢量与介质表面法线方向夹角为26°、厚度为7.5μm的全息光栅,光栅峰值效率大于80%。结合波导光学设计,进一步实现了图像的传输。

摘要：研究感知亮度与光亮度、色度之间的关系,并针对激光投影电视设计了两次异色感知亮度匹配实验.实验一中基于两台具有相同参数的单色激光电视,研究了色饱和度、色调对感知亮度的影响.结果表明,当在同一色调,光亮度相同时,色饱和度越高,感知亮度越高,色饱和度变化程度对色调的系统等效亮度与光亮度比值(Lseq/L)的影响排序为蓝大于红大于绿.实验二中基于单色和双色激光投影电视,研究了不同色域对感知亮度的影响.结果表明,光亮度相同时,色域越大的电视,感知亮度越高,自然图片的Lseq/L略低于相应主色调的纯色图片.目前,激光显示从单色发展到双色、三色激光,色域得到扩展,双色、三色激光投影电视的电功率亮度转换效率比单色分别提高了3%、24%.研究结果有助于对宽色域、低功耗、高感知亮度的激光显示进行优化设计.

摘要：时序彩色显示相比于传统空间子像素显示而言,具有高分辨率低功耗等优点,但其深受色彩分裂现象的困扰,解决此问题对时序显示的发展显得至关重要。本文基于240Hz液晶显示屏,提出一种四场局域基色去饱和算法。该算法选取重心点为第4场背光基色,将亮度信息和图像强度更多分配在第4子场。通过程序仿真四场和三场局域基色去饱和算法的显示效果,设计了主观评分的感知实验来对比两种算法对时序显示图像色彩分裂现象的抑制效果。不同算法和不同分区数都对评分产生了显著影响,评分随着背光分区数增加而降低,两种算法都对色彩分裂现象的抑制效果有显著影响,且四场算法的抑制效果优于三场算法。结果表明,四场和三场局域基色去饱和算法都可以通过增加背光分区数来抑制图像的色彩分裂现象。四场局域基色去饱和算法对时序显示色彩分裂的抑制效果优于原有的三场局域基色去饱和算法。

摘要：液晶超表面(LCM)因其能灵活动态地控制电磁波的振幅、相位、偏振和波前特性,成为光学器件研究中的一种前沿技术。文章综述LCM设计与应用的最新进展,强调其在光学检测、成像和计算等领域的巨大潜力,LCM利用亚波长结构设计的高自由度,通过外加电场实现对光学特性的动态调控。并探讨LCM的基本原理,包括液晶材料与超表面的结合,实现实时调整光学特性,并分析其各种应用,如可调谐滤波器、光束转向和动态全息图等。此外,还介绍接触式和非接触式LCM,以及相位调制和信息通道切换机制,讨论LCM在增强光通信、传感和显示技术中的挑战和未来前景,全面概述这一前沿领域的发展。

摘要：铅盐量子点的最低量子态的多重简并和胶体量子点与谐振腔耦合难度大,阻碍了近红外胶体量子点激光器的发展.本文利用基于Ag_(2)Se量子点的自组装激光器解决了上述问题.利用最低量子态二重简并的Ag_(2)Se量子点代替铅盐量子点来实现低阈值的近红外光增益.使用有限元法深入分析了咖啡环微腔的模场分布和振荡机制,结果表明光场在横截面内沿之字形路径传播振荡,量子点与腔模式实现了强耦合.分析了腔长与自由光谱范围和激光发射波长的关系,基于此关系以及Ag_(2)Se量子点的增益谱特性设计了单模近红外激光器,分析了该激光器的激光特性.以仿真结果为指导,实验制备了阈值低至158μJ/cm^(2),线宽为0.3 nm的单模近红外激光器.通过增加激光器腔长,使发射波长从1300 nm增至1323 nm.此外,由于Ag_(2)Se量子点的毒性几乎可以忽略,所以本文推进了环境友好的近红外激光器向实用型激光器发展.

摘要：天然采光模拟因其便捷快速且成本低的优势,成为目前建筑光环境设计的一种重要方式。结合照明模拟,合理地使用光环境模拟软件进行天然采光模拟,不仅能最大限度地利用自然光,同时能够节省照明成本,实现节能减排。天然采光模拟软件种类繁多,不同软件的设计原理、应用场景及面向的用户群体也有所区别,因此各类采光模拟软件在不同应用场景下会产生不同程度的误差,明确误差的大小及产生的原因,对于合理设计光环境至关重要。本文选取目前常用的三款采光模拟软件Desktop Radiance、Dialux和Ecotect,通过对比实地测量结果与采光模拟结果,研究天然采光模拟的误差大小,并根据软件的建模原理、模型材质处理、光源模型的不合理性以及软件算法的缺陷分析了误差产生的原因,并给出了在不同应用场景下的使用建议。

摘要：随着元宇宙概念的逐渐火爆,用于虚拟现实和增强现实(VR/AR)的可穿戴近眼显示设备也获得了巨大的关注。一款终极的VR/AR头戴式设备必须将显示器、传感器和处理器集成在一个紧凑的外壳中,人们可以长时间舒适地佩戴,同时提供良好的沉浸式体验和友好的人机交互体验。面向视觉舒适度的设计理念对于下一代VR/AR设备至关重要。在众多可以提供三维视觉效果的显示技术中,全息显示技术能够提供包含所有三维观看线索的真实自然的三维显示效果,同时由于其衍射成像的特点在人眼视觉像差矫正及保持紧凑外形尺寸等方面都具有独特的优势,成为了未来近眼显示设备的潜在理想技术方案。在这篇综述中,从视觉舒适度的角度调研和总结了全息近眼显示技术的最新进展。首先在视觉感知的背景下介绍了人眼视觉系统,随后对全息近眼显示在动眼眶、视场角、散斑噪声、三维波前计算和全彩色显示等有关视觉舒适度的研究方向进行了全面综述,最后总结和讨论了全息近眼显示技术在未来的潜在应用场景。