摘要：现有的数字光处理投影(DLP)系统采用色轮和中继透镜等元器件,由此导致投影系统结构复杂。针对现有技术的缺陷,本文设计了一种以三色LED作为照明光源,以梯度折射率透镜形成平行光的新型DLP投影系统。和传统的投影系统相比,减少了色轮、中继透镜、反射镜等元器件,简化了光学系统的结构。借助于Tracepro软件进行了模拟与仿真,对光线追迹的结果进行分析,分析得到整个投影系统的光斑均匀性为96.9%。结果表明本设计使投影系统的光路得到了简化,光斑的均匀性也得到了改善。本设计只需要选择合适的投影镜头,就可以消除LED面光源宽度过大对投影光斑的影响。

摘要：为了满足用户对虚拟现实头戴显示器大视场和高分辨率的需求,采用逆向设计方法,通过理论计算与软件仿真,设计了一种同轴大视场虚拟现实型头戴显示器的光学结构。结果表明,每个通道采用3片非球面透镜,全视场角为90°,出瞳直径为8mm,出瞳距离为13mm,在奈奎斯特频率10.58lp/mm处调制传递函数大于0.3,最大畸变为6.1%;与参考文献相比,此结构分辨率高、畸变小、像差平衡合理。该设计为优化大视场头戴显示器的光学结构提供了参考。

摘要：为了改善传统的数字光处理投影系统(DLP)体积较大、结构复杂、成本较高、对光源的利用效率较低的问题,采用一种基于单颗三色发光二极管作为照明光源,单颗透镜形成平行光的新型DLP投影光路结构的方法,对传统光路进行了改进与优化。无需传统光路中的色轮,透镜直接实现了传统投影光路中聚光和匀光的复杂结构,并利用TRACEPRO软件进行建模,通过光线追迹对该投影光路进行了光学分析。结果表明,整个光学系统的体积控制在76.8mm×32.2mm×25mm,光能利用率达到了60.1%,光斑均匀性达到了96.6%,屏幕表面的光通量为21.7lm。该研究减小了投影光路体积,简化了光学结构,提高了光能利用率。

摘要：等离激元催化是利用金属纳米颗粒的局域表面等离激元来驱动化学反应的现象,已经发展成为多相催化的一个新兴研究领域.然而,实验研究中温度测量不准和反应物吸附状态不明确导致等离激元催化反应的微观机制存在争议.为了研究等离激元催化反应动力学,本文设计搭建了一台基于在线质谱检测的装置,通过对反应器的改进来解决温度测量和吸附状态识别的问题.相比于传统设计中仅安装一个热偶,本文在反应器中安装了三个热偶.基于传热模型,这种多点测温技术可以定量计算出催化剂的有效温度以及热反应的贡献.此外,在装置中集成了程序升温脱附谱,用于测量反应物的吸附状态.通过对模型催化反应Au/TiO_(2)等离激元催化H_(2)+D_(2)→HD的定量测量,测试了该装置的性能,明确了H_(2)/D_(2)在Au/TiO_(2)界面的解离吸附和非热反应对HD生成的贡献,证明了该装置在等离激元催化反应动力学研究方面的能力.

摘要：目前头戴显示器体积大、重量大、视场角小,为了满足用户对轻小型头戴显示器的使用需求,以冉斯登目镜为初始结构,采用ZEMAX软件对其优化,并进行了像质评价和公差分析。结果表明,双目系统中的每个通道仅使用两片透镜,光学系统的最大视场角为80°,总长为54.24mm,最大畸变小于4.7%,两片透镜重量小于11.5g,与相关研究比较,增加了视场角和像素数量,减小了体积,提高了调制传递函数。该头戴显示器具有一定的市场前景,能够为轻小型头戴显示器的光学设计提供参考。

摘要：为了满足虚拟现实头戴显示器大视场、大出瞳和高成像质量等要求,采用非球面透镜设计了1种3片式虚拟现实头戴显示器光学系统,对光学系统进行了公差分析。结果表明,光学系统的平均调制传递函数(MTF)值均满足传递函数的要求;系统视场角为90°、出瞳直径为8mm、系统重量为33.67g、总长小于60mm、频率为9.31lp/mm时的MTF值均优于0.272,最大畸变为8.17%,最大垂轴色差为36.2μm,小于一个像素尺寸;与已有研究相比,增加了视场角、出瞳直径和出瞳距离等参量的信息,提高了成像质量。该研究为沉浸式头戴显示器的光学设计提供了参考。

摘要：为了满足对小型化、轻量化、低成本的虚拟现实型头戴显示器的需求,基于传统的I型广角目镜,通过引入非球面面型,设计了一种同轴大视场头戴显示器光学系统,系统由5片透镜组成,最大视场角为54°。结果表明,该系统的出瞳直径为8 mm,出瞳距离为13 mm,最大畸变为-1.35%,场曲小于0.5 mm,全视场调制传递函数(MTF)大于0.42;系统总长缩短了28.4%,透镜单元的体积显著减小,实现了整机系统的小型化和轻量化,并且结构紧凑,成本低,满足头戴显示光学系统的要求,便于商业推广。

摘要：为了提高投影仪的成像品质,提出了一种以激光作为照明光源,对激光扩束、准直,并使用位相片调制相位,以X棱镜实现RGB光源的合束。为了解决激光散斑问题,提出了一种利用压电陶瓷结合位相片,将时间上连续的激光分成多束独立的激光脉冲,产生N个独立的散斑图像,对N个独立的激光散斑图案进行叠加,从而实现了对激光散斑的抑制,理论上实现了叠加后的散斑对比度可以降为原对比度的1/N^(1/2)。在20ms内,位相片实现了30幅独立的散斑图案的叠加,通过对散斑图案的采集和分析,单幅散斑图案的对比度为0.993,叠加后散斑对比度降至0.191;结果表明散斑图案的叠加使散斑对比度得到了抑制。为后续的激光投影光路设计提供了一个参考。

摘要：表面等离激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)定向激发是片上集成光子系统研发的基础,利用悬链线超构表面来实现SPPs的定向激发调控是近年来的热点和前沿领域,但现有研究多针对圆偏振光,线偏振光SPPs的定向激发相对较少。本文设计了一个基于悬链线纳米粒子的超构表面来实现线偏振光SPPs定向激发。采用时域有限差分法计算了x偏振光入射下的光谱消光比曲线和电场分布,根据多级散射理论和惠更斯-菲涅尔原理解释了定向激发的物理机制。仿真结果显示,悬链线纳米粒子超构表面对线偏振SPPs的定向调控是有效的,峰值消光比可达27 dB(对应入射波长820 nm),10 dB以上带宽约为47 nm(798 nm~845 nm),该结果有助于悬链线多功能器件的研究与开发。

摘要：针对直下式LED背光模组厚度大的缺点,设计了一种带有圆台的超薄直下式LED背光模组。通过调整圆台斜面角度和底面直径,来改变LED灯珠光强极大处的指向和位置,降低混光高度。利用圆台、圆锥、反射隔板构建正六边形照明单元,用TracePro软件模拟不同的排列间距、混光高度、圆锥尺寸对均匀度的影响。结果表明:当排列间距为26mm,混光高度为16mm,圆锥高度为10mm时,均匀度达到了94.27%。该背光模组在确保高均匀度的同时极大地降低了厚度,为直下式背光模组的轻薄化提供了理论依据和研究方向。