报道了一种结构紧凑、成本低、稳定性高、操作简单,可应用于皮肤病学及医疗美容领域的黄光激光器。该激光器采用高功率保偏掺镱光纤激光器泵浦级联拉曼嵌套腔的结构,通过使用窄带宽的1178 nm光纤布拉格光栅以及优化拉曼增益光纤的长度,获得了高功率窄线宽线偏振1178 nm激光。结合基于周期极化钽酸锂晶体的单通倍频方式,实现了10.19 W连续波589 nm激光的输出,倍频效率为18.12%。此外,研制的工程样机功率峰峰值浮动小于2%。

汽车焊缝涂胶能够提高车身密封水平, 需要对胶条进行检测并且获得三维信息。激光三角法是应用广泛的检测方法, 其关键技术之一是准确提取光条中心。但针对黑色被检胶体, 光条中心提取鲁棒性差, 因此提出了一种基于光条分割的Hessian矩阵定位和高斯曲线拟合的算法。首先, 将整体图像对比度提高, 运用去噪算法消除干扰的噪声; 然后用极值法初步定位光条, 结合Hessian矩阵对激光条的中心进行定位; 最后利用高斯曲线准确拟合出激光条的中心。实验研究表明, 在对光条图像添加噪声幅度为100的白噪声之后进行处理, 同样能够将精度控制在亚像素级别, 能够提高黑色被检测物体的光条的稳定性。

采用多极方法,通过改变工作频率、中间纳米线半径、中间纳米线高度、水平方向上纳米线之间的距离以及石墨烯的费米能,对涂覆石墨烯的三根轴心非共面的电介质纳米线波导所支持的5种低阶模的有效折射率实部和传播长度进行分析。当工作频率从30 THz增加到40 THz时,有效折射率实部增大,传播长度减小。当中间纳米线的半径从20 nm增加到55 nm时,有效折射率的实部增大,传播长度变化各不相同。当中间纳米线的高度从0增加到100 nm时,有效折射率的实部减小,除了模式5外,其他模式的传播长度都增大。当水平方向上纳米线之间的距离从160 nm增加到200 nm,石墨烯的费米能从0.4 eV增加到0.8 eV时,有效折射率的实部减小,传播长度增大。

衍射光栅是全息波导头盔显示系统中的关键元件, 但在彩色显示中, 因其特性, 红绿蓝三色波长的入射光会衍射不同的角度。在波导中经历数次全反射后, 三色光在出射光栅的不同位置处出射从而造成色散。针对彩色全息波导头盔显示系统中的色散问题, 结合全息波导系统本身的特点, 提出了采用多层波导的方法矫正色散。根据不同波长入射光的衍射角, 设计了四层波导, 每层采用不同折射率的材料, 对各个波长的光路进行矫正, 以此来达到矫正色散的目的;最后通过仿真分析验证设计的准确性。结果表明, 红绿蓝三色的光线几乎在同一位置处出射, 三色图案高度重叠。因此采用所提多层波导设计的方法能够有效解决全息波导头盔显示系统中的色散问题。

针对传统的液晶显示器应用于一些驾驶舱时存在的特殊观看视角问题, 设计了一种新型的光学膜, 以使液晶显示器的最大亮度可根据观看者的位置实现特定角度的偏转。首先, 基于现有背光的配光曲线, 提出光学膜表面微结构为直角三角形; 考虑由于直角边的全反射, 半光强视角范围较窄且存在截止角, 对微结构进行了棱高和角度的优化设计, 使半光强处视角范围得到提高。为消除截止角并进一步增大半亮度视角范围, 对微结构再次进行优化设计, 提出了双峰折线形非对称的光学膜表面微结构。仿真结果表明: 水平视角不变时, 偏转膜垂直方向最大亮度在20°处, 透过率为87.3%, 半亮度视角为(-12.5°, 45°)。根据设计结果加工了实际样品并进行了实验测试, 测试结果表明: 与传统的背光视角相比, 偏转膜垂直方向最大亮度由原来的0°偏转到18.9°, 半亮度视角由(-24.1°, 23.5°)变为(-9.2°, 45.3°), 透过率为82.0%, 满足了特定视角的观看要求。