摘要：液晶偏振体光栅作为一种新型波导耦合元件,因其较宽的角度响应带宽和独特的偏振特性而受到关注。然而,目前对液晶偏振体光栅的研究还在初步阶段,基于液晶偏振体光栅的波导显示系统主要存在出瞳范围较小的缺点。制备了中心波长为532 nm、光束垂直入射时反射衍射角为50°的液晶偏振体光栅,光栅峰值衍射效率达到75%。将其作为波导显示系统的耦合元件可实现图像的传输和显示。同时,设计和实现了出瞳在一维和二维方向上的扩展,将出瞳扩大了到14 mm×12 mm的范围。

摘要：由于场景的光谱信息受到不同照明条件的影响,故在照明不可控场景下拍摄的多光谱图像的光谱反射比重构需要进行照明光谱估计。因此,提出了一种基于单幅多光谱图像的通用方法来准确预测场景的照明光谱。首先,通过分析每个像素的响应特性设计并计算色度权重图,以寻找包含更多照明信息的像素。然后,对加权后的图像进行成分分析,以在通道域中提取光源响应特征。最后,得益于创新性引入的基于照明光谱库训练的字典学习方法,可估计出场景光源的相对光谱功率分布。所提方法在模拟数据和真实数据上的照明光谱估计平均角度误差分别为0.29和3.42,与现有的同类方法相比,表现出更优的准确性和鲁棒性。

摘要：现有的颜色恒常性算法在常规场景中通常能获得准确、稳定的光源颜色估计结果,但在内容单一、具有大面积单一颜色表面的低颜色复杂度场景中仍有较大概率出现超容限的估测误差。利用设置于摄影镜头旁的环境光传感器,提出一种应用环境光传感器的颜色恒常性算法。首先建立传感器置信度评估模型,然后针对不同置信度设计基于颜色空间转换与基于传感器辅助中性色像素提取的两种光源颜色估计方法。此外,还建立包含传感器测量结果的数据集。测试结果表明,相比现有具有最高精度的同类算法,所提算法的角度误差均值、中位数、最差25%均值分别下降32%、21%、41%。所提算法应用于常规场景和低颜色复杂度场景时均具有优势。

摘要：传统平面显示技术无法满足360°视角、高分辨率的显示效果。提出了一种基于人眼跟踪的360°悬浮显示系统。利用多摄像头人眼跟踪算法实时获取观察者视点位置,并利用OpenGL生成对应视角画面。为实现360°显示,设计了一种折反射式柱面投影光学系统。为充分利用投影仪有限的分辨率,提出了一种半周显示方案。为显示正确图像,提出了基于贝塞尔曲面的预畸变校正方法和极坐标系转换方法,最终实现了系统360°水平视角和一定范围内垂直视角可视。实验结果表明,所提系统能以高分辨率、低成本的方式实现静态或动态的悬浮显示效果。

摘要：在空间引力波探测系统中,望远镜系统出瞳处的复振幅光场分布仿真准确性密切影响着干涉测量的准确性和TTL噪声控制分析有效性,因此对其内部光场传输进行高精度衍射仿真计算十分必要。本文论证了采用基于矢量光线追迹的衍射积分算法建立仿真算法的必要性,结合离轴无焦四反望远镜模型进行了算法流程说明。基于该算法建立了仿真程序,带入望远镜系统设计参数,进行了波前计算精度的验证,并展示了矢量光场仿真计算结果。基于该系统模型,对输入高斯光场参数、元件表面复折射率两个因素对输出光场矢量特性带来的影响进行了仿真讨论。

摘要：双光子激光直写技术以其高精度、高灵活性的特点在科研领域被广泛应用,但较低的直写速度制约了其在工业领域的应用与发展。本团队基于转镜扫描系统设计并验证了一套高速双光子激光直写光刻系统,该系统基于空间光调制器与多通道声光调制器的联合调控,实现了六通道并行刻写功能,且每个通道可独立调控,调控频率可达MHz以上。实验结果表明,每通道直写速度最高可达7.770 m/s,刻写特征尺度最小为150 nm,并行刻写时的最高直写速度可达46.62 m/s。此外,本团队基于反射式像旋转器设计了一种高精度调节通道间距的方法,调节精度优于1 nm。

摘要：利用边缘光抑制技术,设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构,可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响,通过对光刻光束能量的精确控制,实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工,加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时,最高加工产率可达到0.6 mm;/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构,证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。

摘要：随着现代社会能源与极端气候问题日益严峻,零能耗的辐射制冷技术越来越受到人们的关注与重视。从2014年日间辐射制冷首次被实验实现以来,辐射制冷技术已从结构设计、材料选择、制备工艺、集成应用等多个角度被广泛研究,产生了包括镀膜、涂层、柔性薄膜、织物等多种类型的器件。新的研究也越来越重视辐射制冷在场景兼容性以及环境、气候自适应性等方面的需求。开发多场景兼容、自适应环境变化且具有动态热调控能力的新型辐射制冷器件,对辐射制冷技术的实用化以及能源、医疗、工业生产等领域都有着重要意义。本文围绕辐射制冷技术所运用的基础物理原理与光子学结构设计,综述了辐射制冷器件的基本技术与其在场景兼容、温度自适应热调控等方面的进展。首先介绍了辐射制冷技术的原理与基本设计方法,随后重点介绍了一些典型的辐射制冷结构以及实现多场景兼容与自适应动态调控辐射制冷器件的主要进展,最后对辐射制冷器件的发展进行了总结与展望。

摘要：为获取光学平台多自由度微振动信息,设计了一种基于平面镜双频激光干涉的三自由度动态微振动测量系统。该系统利用激光多普勒效应,采用三个测量轴获得测量反射镜的三点位移信息,计算出测量镜平动、扭转角、俯仰角信息,实时检测三自由度的微振动情况,从而为光学系统的微振动补偿控制提供基础。对微振动测量系统进行了不确定度分析,建立了不确定度模型,为进一步提高系统精度提供理论依据,也为系统在校准和计量领域的应用奠定基础。实验过程中,采用高精度地震计对待测平台进行同步测量,与系统平动测量结果进行对比,验证了系统的测量准确性。该系统的平动分辨率可达到5nm,扭转角分辨率为5.05μrad,俯仰角分辨率为4.69μrad,具有多自由度、非接触、高分辨、可溯源的优点。

摘要：设计和制备了一种用于1064nm分振幅光偏振测量仪(DOAP)的具有多层介质薄膜结构的差分相移分束镜。通过理论分析该DOAP系统的仪器矩阵参数,得到分束镜的最优参数,并用离子束溅射沉积方法制备了分束镜样品及其背面的减反射膜,其实测结果与设计值吻合较好。与单层薄膜分束镜相比,多层介质薄膜分束镜不受基板、膜层材料,以及入射角和工作波长的限制,具有更广泛的应用。