摘要：高次凸非球面镜是光学系统中至关重要的元件,通常作为次镜来补偿光学系统的轴外像差,但其检验方法一直是一大难点。基于背向零位检测方法,提出利用三透镜与单折射面组合的形式来补偿高次非球面的法线像差。首先选取高次非球面的二次比较面来简化计算,基于三级像差理论求解系统的初始结构,对高次非球面的法线像差进行补偿,使用ZEMAX软件仿真与优化后,设计结果完全满足要求。随后结合一块有效通光口径为170 mm、顶点曲率半径为266.8 mm的高次凸非球面反射镜,测得镜面的面形精度均方根为0.019λ(λ=632.8 nm),满足实际检测要求,验证了所提设计方法的可行性。此方法为大口径高次凸非球面的检验提供了一个新的思路。

摘要：反射式液晶显示具有功耗低、绿色环保的优点。但由于没有增亮膜等光学膜系对视角进行调控,常见的网点形貌下视角曲线存在跳变、不均匀等问题。为了改善反射式液晶显示的视角问题,本文建立了反射式液晶模组仿真模型进行探究。首先,分析了前光模组存在的视角问题。接着,以圆锥形和圆台形网点为例分析了网点形貌对视角的影响,并提出棱柱形网点以改善视角。仿真结果表明,棱柱形网点可以有效解决垂直于入射光方向±35°视角的曲线跳变及不均匀问题,且将视角中心亮度相比于圆锥形网点提升了52.3%。本研究对反射式液晶显示设备的视角设计具有重要参考意义。

摘要：太阳耀光影响光学遥感成像质量,可采用在探测器前加装偏振片的方式进行抑制,抑制效果取决于太阳和遥感器的相对位置以及偏振片的偏振方向。为实时准确地获取太阳耀光偏振信息,本文在星载大气校正仪上设计了一套星上太阳耀光偏振参数计算系统,利用大气校正仪670 nm波段的0°,60°,120°三个通道偏振图像实时计算耀光参数,并使用基于6S大气辐射传输模型的耀光参数建立晴空海洋偏振双向反射分布函数查找表,排除受云干扰的图像像元,最后利用实时探测数据进行高精度太阳耀光偏振方位角计算。系统以V5系列的现场可编程门阵列为计算平台,使用高层次综合工具进行算法的硬件实现,并在实验室内进行了实验验证。实验结果表明,系统计算偏振角误差与真实值相比在0.5°以内,在100 MHz主频时钟下一组25×25像元的数据计算时间消耗为19.47281 ms,FPGA资源使用率为41%。

摘要：集成圆偏振光(CPL)识别及记忆学习功能的光子人工突触(PAS)器件对高级神经形态视觉系统具有重要价值。本文通过简单的共混策略及器件多层结构设计,制备了可见光范围内的CPL突触晶体管器件。实验证明,通过手性小分子(4-[[4-(己氧基)苯甲酰基]氧基]-1,1’-[1,1’-联萘]-2,2’-二酯)苯甲酸(S6N)或(R)-(9CI)-4-(己氧基)-[1,1’-联萘]-2,2’-二(氧羰基-4,1-亚苯基)苯甲酸(R6N)与聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基)(PFO)共混制备的薄膜经过手性诱导和退火后具有强烈的手性光学活性。以该共混膜为手性层、联噻吩-氮杂异靛蓝-含氮苯并二呋喃二酮给体-受体共轭聚合物(C13P3.75)为电荷传输层,制备的双层光电晶体管能够在405 nm CPL照射下进行多种生物突触行为的模拟。成功模拟了兴奋性突触后电流(EPSC)、双脉冲易化(PPF)及短期记忆(STM)到长期记忆(LTM)的转变。实验结果表明,制备的有机场效应晶体管(OFET)器件具有优异的CPL区分能力,对405 nm CPL的光电流不对称因子达到了-0.492。

摘要：为了实现对大口径高次非球面镜的面形精度检测,本文针对一个内径572 mm、外径800 mm的半环形凹高次非球面反射镜,进行补偿检测系统设计和轻量化分析。基于三级像差理论,采用双透镜与单反射面的结构对非球面反射镜进行补偿检测,得到均方根(RMS)值为0.0037λ(λ=632.8 nm)的补偿检测系统。采用三角形孔对高次非球面镜进行轻量化,轻量化后镜体质量小于30 kg,轻量化率为32.7%。结合机械支撑结构,对高次非球面镜与支撑结构在自身重力作用下进行有限元分析。当光轴与重力方向平行时,RMS值为0.012λ。当光轴与重力方向垂直时,RMS值为0.013λ,镜体所受最大应力为1.308×10^(5)Pa,机械支撑结构所受最大应力为1.381×10^(5)Pa,非球面镜和支撑结构所受应力都小于各自材料的极限应力。

摘要：针对目前三维尺寸标注完备性检验存在的冗余判断不够完整和复杂模型检查效率低等问题,提出等价尺寸集与等价节点概念,实现了一种基于等价尺寸的三维标注完备性检验算法。在尺寸标注过程中创建等价尺寸集,以等价尺寸集为基础实现等价尺寸冗余判断,基于等价节点构成的无向图进行尺寸链冗余检验;在尺寸标注完成后,将尺寸缺失检查转换为面特征约束判断。在CREO软件设计的三维标注系统中对多个具有不同特征的模型进行实例测试,结果表明该算法对等价尺寸冗余、尺寸链冗余、尺寸缺失情况均能准确判断,且有效提高了标注的整体效率。

摘要：体全息光栅作为全息波导显示器的出/入耦合元件,其性能严重影响波导系统的视场。因其角度选择性,当光束偏离布拉格角入射体全息光栅时,其衍射光角度会产生较大的偏移,使得其与出耦合光栅的响应带宽不匹配,限制了波导系统的视场。首先基于Kogelnik理论对波导系统中体全息光栅的带宽匹配进行了分析。为了扩展波导系统的视场,提出了一种复用体全息光栅的设计方法。该设计旨在扩展出耦合光栅的响应带宽并同时收缩入耦合光栅的衍射光角度,使得出/入耦合光栅的带宽相匹配。仿真结果表明:采用本文设计的复用体全息光栅后,波导系统的视场能达到22.9°。本文设计的复用体全息光栅制备简单,可以有效拓展波导系统的视场。

摘要：根据全反射原理设计了一款基于表面微结构的超薄透镜,由自由曲面将光源出射的光线进行准直,随后利用微米级表面微结构将准直光线反射到底部,再配合底部的反射膜将光线进行二次反射,从而能够在较小的混光距离(OD)下有效增大光斑尺寸。利用边缘光线原理,改善了扩展光源下光线经自由曲面后准直性劣化问题。仿真结果表明,该透镜应用于超薄背光模组时,能够在OD为3mm、距离-高度比(DHR)为15mm的3×3阵列下获得82%的均匀性,相比传统双自由曲面透镜均匀性提升40.7%。该透镜设计方法简单,避免了双自由曲面透镜尺寸较小时加工误差的影响,无需后期大量复杂的优化工作,具有较大的实际应用价值。

摘要：提出一种基于导电塑料膜谐振结构的超材料宽带吸波体。吸波体采用介质层膜单元阵列介质层的三层结构模型,其中上层介质兼具阻抗匹配和保护电阻膜谐振结构的作用。所采用的导电塑料膜片与基于导电墨水的电阻膜结构相比,不仅克服了加工过程中墨水厚度不均匀对方阻的影响,还可兼容激光刻蚀工艺,进而提高了谐振结构的加工精度。模拟结果表明,该吸波体在6.9~22.7 GHz的频率范围内,可以保持90%以上的入射波吸收率,相对吸收带宽为106.8%。此外,所提结构对入射波的极化特性不敏感,且对宽角入射的电磁波仍能在宽频带内实现高效吸收。更为重要的是,所提结构中的电阻膜谐振结构与介质基板可以独立加工,这种积木拼搭式的加工方案不仅节省了制备时间,还使得基底材料的选择不再受电阻膜加工的制约,为发展宽带超材料吸波体提供了新的思路。

摘要：提出了一种单个透镜目标面照度分布的设计方法,根据背光中Mini-LED光源数量及阵列排布间距、混光距离、目标面光斑半径等信息,建立了背光目标面上照度值与单颗透镜目标面照度分布之间的映射矩阵,通过LSQLIN迭代优化算法得到单颗透镜目标面照度分布,最后采用光源-目标面能量映射法设计双自由曲面透镜。以Mini-LED阵列排布间距为39 mm×30 mm、混光距离为6 mm且目标面光斑半径为40 mm为例进行设计。仿真结果表明,所设计的透镜阵列应用于光源数为5×5的Mini-LED背光时,目标面照度均匀性达到87.45%,对比常用的均匀分布及高斯分布分别提升6.24%和3.34%。本方法在确保背光照度均匀性的前提下降低了透镜设计的计算复杂度,无需大量的后续优化工作,为Mini-LED背光中双自由曲面透镜的设计提供了一种实用有效的方法。