1 湖南大学物理与微电子科学学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室，湖南 长沙 410082
2 湖南大学粤港澳大湾区创新研究院，广东 广州 511300
液晶作为一种介于液态与结晶态之间的功能性软材料，可以同时表现出液体流动性和晶体的各向异性，被广泛应用于图像显示、集成光电子学、光通信等领域。近年来，由于液晶理论研究的深入及其加工技术的发展，液晶在几何相位、动态可调谐等光场调控方面的优势推动了光学器件的平面化、集成化、智能化和小型化。综述了液晶在光场调控方面的最新应用进展，具体讨论了其对光波振幅、相位、偏振等多维度参数的调控特性，进而探讨了液晶在多功能光学器件和光学加密系统中的应用。
光数据存储 液晶 光场调控 各向异性 几何相位 多功能 光学加密 中国激光
2023, 50(18): 1813006
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory for Micro/Nano Optoelectronic Devices of Ministry of Education & Hunan Provincial Key Laboratory of Low-Dimensional Structural Physics and Devices, School of Physics and Electronics, Hunan University, Changsha 410082, China
Optical edge detection, a part of image processing, plays an important role in extracting image information used in optical analog computation. In this Letter, we raise a new way to realize optical edge detection. This design is based on two liquid crystal polarization gratings with a period of 2.2 mm, which function as a spatial differentiator. We experimentally demonstrate broadband optical detection and real-time adjustable resolution. The proposed method takes advantage of the convenience to use, simple fabrication process, and real-time tunable resolution. It may guide more significant applications in the optical field and other practical scenarios like machine vision in computers.
liquid crystal polarization gratings optical edge detection Chinese Optics Letters
2020, 18(9): 093501
1 中国人民解放军陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
2 中国人民解放军陆军研究院建设与发展研究所, 北京 100012
全息体视图技术是全息显示技术的研究热点,简要介绍了一种有效视角图像切片嵌合(EPISM)的单步全息体视图打印方法,通过单步打印可以获得凸出于全息干板的再现像,实现传统两步法的打印效果。为了实现白光再现,提高EPISM方法的实用性,分析了参考光光强对再现像亮度的影响,以及场景深度对再现像质量的影响。给出了白光再现的条件,并实现了EPISM方法全息体视图的白光再现。
全息 全息体视图 白光再现 光强比 激光与光电子学进展
2020, 57(12): 120901
1 中国人民解放军陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
2 中国人民解放军陆军研究院建设与发展研究所, 北京 100012
3 深圳清华研究院, 广东 深圳 518057
基于全息单元的有效视角图像切片嵌合法是一种对两步法进行模拟的全息体视图打印方法,这种方法可以利用少量的采样图像生成具有高质量再现像的全息体视图。但由于此方法要建立精确的全息单元对应关系来获取有效视角图像切片,因此只有在满足一定位置约束条件的情形下才能使用。为解决这一问题,提出了一种针对一般情形的全息单元有效视角图像切片嵌合法,用于全息体视图打印。所提方法利用全息单元的近似对应替代全息单元的精确对应,以获取有效视角图像切片,使其适用于一般情形。经光学实验验证,所提方法同样可以利用少量的采样图像生成具有高质量再现像的全息体视图,与有效视角切片嵌合法进行比较,虽然有效视角图像切片获取的方式不同,但两种方法获得的全息体视图再现像的质量相当,而所提方法的打印效率更高,且可以对“像素对应”全息体视图进行改进。
全息 全息体视图 全息单元 中国激光
2019, 46(12): 1209001
1 中国人民解放军陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
2 中国人民解放军陆军研究院建设与发展研究所, 北京 100012
全息体视图技术是一种成熟的裸眼三维显示技术,很多基于全息体视图技术的产品已经成功地实现了商业化并带来较好的视觉体验。但在实际应用中,全息体视图技术仍存在着再现像的视角无法满足观察需要、打印高质量的全息图所需采样图像过多、光学实验结果缺少模拟结果与其对照等问题。很多国内外研究小组对这些问题进行了深入研究。在此介绍了应用最广泛的两种全息技术,并综述了近年来在扩大全息体视图视场角、减少全息体视图所需要的采样数量以及全息体视图的数值重构等方面的研究进展。
全息 体视图 打印技术 激光与光电子学进展
2019, 56(15): 150002
1 中国人民解放军陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
2 中国人民解放军陆军研究院建设与发展研究所, 北京 100012
3 中国洛阳电子装备实验中心, 河南 洛阳 459000
全息体视图打印技术是当下广泛应用的一种全息技术。近年来本课题组提出了一种新的对视角图像进行预处理并进行全息体视图打印的方法,称为有效视角图像切片嵌合(EPISM)法,该方法可以通过一步记录实现传统两步法的全息打印效果,具有很高的研究价值。为了在光学实验之前对EPISM法全息体视图的打印结果进行预测,提出一种EPISM法全息体视图的数值重构算法,采用该算法对EPISM法处理过的合成视角图像进行数值重构,可以在光学打印之前预先得到不同观察角度和观察位置所看到的再现图像。将数值重构图像与原始采样图像以及光学实验再现像进行比较,结果表明:该算法可以较好地对EPISM法全息体视图打印的光学实验结果进行模拟。
全息 全息体视图 数值重构 中国激光
2018, 45(12): 1209002
香港科技大学 先进显示与光电子技术国家重点实验室，香港
本论文主要介绍了一种用来空间上调节光的传播方向跟偏振态的光学薄膜结构。这种结构包含多层图案化的双折射薄膜，每一层都是由液晶聚合物（LCP）构成，这些聚合物的光轴方向由一层图案化的光配向层控制而变化。这种光调制器有两层功能层，第一层的设计是图案化的偏振光栅，光栅向量方向可以空间上变化，已达到空间调制光的传播方向的作用，第二层是一层图案化的光延迟膜，可以调节出射光的偏振态。这种多薄结构的厚度小于1 μm，有助于提供高分辨率的光波前结构。它还可以当做光掩模，用来产生多畴配向结构的光配向层，应用到现代液晶显示器的制造中。为了验证这种结构的实用性，我们成功地制作了这种多层膜结构，并用它在单次曝光的条件下制作了一个两域光配向结构的液晶盒。这种光学薄膜结构在调制光的传播方向跟偏振态方面有着独特的功能，可以广泛应用于微型制造、三维成像、光通信、光计算、光开关等等领域。
液晶 聚合物薄膜结构 偏振光栅 光调制器 图案化光配向 liquid crystal polymer thin film polarization grating light modulator patterned photoalignment
1 长春理工大学 a. 光电工程学院
2 长春理工大学 b. 理学院, 长春 130022
3 镇江船舰学院, 江苏 镇江 212003
为了获得高质量小孔, 克服单脉冲激光打孔的不足, 设计了一种能够产生多脉冲激光波形的激光器电源.并在1 mm厚的薄钢片上得到直径小于1 mm的小孔.多脉冲打孔理论分析表明，多脉冲激光打孔不但减少了熔融物和等离子体的产生, 而且降低了激光打孔对高能量的要求, 获得的小孔质量优于单脉冲激光打孔. 另外脉冲宽度和脉冲间距的选择对激光小孔加工质量起决定性作用, 在加工高质量孔的时候, 应该选用较短的激光脉冲宽度.实验表明,利用三脉冲激光输出波形打孔所获得的小孔质量要优于单脉冲激光打孔效果,有效脉冲平均能量为350 mJ, 宽度为100 μs, 脉冲间距为100 μs.
激光器 激光打孔 激光电源 多脉冲 Laser Laser drilling Laser power Multipulse
