针对现有线结构光测量系统标定模型复杂、需要特制靶标等局限性,提出了一种新的线结构光测量系统标定方法。利用精密导轨运载平面靶标沿着空间一个方向至少运动两次,创建一组在激光平面上的平行特征线。根据消隐点的原理,建立新的数学模型,可以标定成像像素与运动方向上一维信息的直接对应关系。改变导轨运动方向,另外两个空间正交方向上的像素-维度对应关系同样可以得到。与传统标定方法相比,所提标定方法无需标定系统多组空间关系,简化了传统标定过程,减少了误差的积累。另外,靶标可为普通平面,避免了特制靶标的制造困难。实验结果表明,所提方法测量结果均方根误差(RMSE)为0.0359 mm,平均绝对误差(MAE)为0.0306 mm,可以有效用于线结构光三维(3D)测量。

为了通过结构光投影的方法测量微小物体, 构建了一套微小物体三维形貌测量系统, 视场范围可达1.8 cm×1.6 cm。这套测量系统利用了Light Crafter 4500数字投影组件的高速投影、立体显微镜的低畸变缩放、远心镜头的大景深与低畸变成像的特性。先利用立体显微镜对Light Crafter 4500投影的相移条纹图进行低畸变缩小, 再投影到待测物体表面, 采用配有远心镜头的相机同步记录受到物体表面形貌调制而发生形变的条纹, 利用三步相移法计算出条纹对应的截断相位图, 再根据可靠路径跟踪相位展开算法求取连续的相位分布, 重建被测物体的三维表面形貌。实验成功重建了以BGA芯片为代表的微小物体表面三维形貌。实验结果表明, 系统测量精度达到11 μm, 系统的有效深度测量范围为700 μm。

为提高OLED出光效率，在OLED基底上设计锥状微结构阵列，通过几何光学和光线追迹方法分析了锥状微结构对OLED出光效率的影响。结果表明：锥状微结构阵列最大可以提高60%的出光效率；锥状微结构阵列的占空比、材料折射率和坡度角对出光效率有较大影响；锥状微结构阵列不会改变OLED的辐射角，且有一定的聚光作用。结果为提高OLED出光效率提供一种新的参考和方法。

为了提高OLED出光效率, 在OLED基底表面设计了二维连续表面亚波长光栅。利用等高台阶逼近的方法近似连续表面光栅结构, 并结合等效介质理论和薄膜光学原理, 设计光栅参数: 刻蚀深度0.29 μm, 周期大小0.165 μm, 底边直径与周期的比值等于1, 可以实现宽光谱、广角度的高透射率。利用时域有限差分方法仿真计算了该光栅对OLED基底出光效率的影响, 结果表明, 出光效率最高可提高30%。

在现有的针对复杂物体表面形貌的三维测量方法中，为了完成绝对相位的测量，通常需要处理至少6幅条纹图像，限制了测量速度。提出了采用2幅正弦条纹和2幅三角波条纹图来获得物体三维形貌的方法。利用两步相移正弦条纹和两步相移三角条纹得到截断相位，再利用两步相移三角波条纹得到条纹级次，减少了投影条纹幅数，提高测量速度。在得到条纹级次时，计算三角波条纹强度调制和强度对比度，与计算相位相比，可以减少数据处理的时间，进一步提高测量速度，同时能减小物体表面反射率的影响，提高了测量精度。测量最大高度为39 mm的阶梯状标准块，得到的最大绝对误差和最大的RMS误差分别为0.045 mm和0.041 mm。验证了该方法的有效性和实用性，在高速实时的复杂形貌三维测量中有广泛的应用前景。

有机电致发光二极管(OLED)具有寿命长、节能、绿色环保等特点, 有望成为下一代重要光源。制约OLED发展的一个重要障碍是其取光效率较低。为了提高OLED取光效率, 研究者进行了大量的研究, 其中应用微透镜阵列提高OLED取光效率是一种重要方式。文章简单分析了微透镜阵列提高OLED取光效率的原理, 综述分析了各种结构特征的微透镜阵列在提高OLED取光效率中的应用, 总结了在OLED基底表面制备微透镜阵列的方法、优缺点, 以及应用微透镜阵列提高OLED取光效率的最新进展和发展趋势。

提出一种制作凹形聚二甲基硅氧烷(PDMS)微透镜阵列的方法。用数字微镜器件(DMD)代替物理掩模，建立数字灰阶无掩模光刻系统，在光刻胶上制作正方形基底凸形微透镜阵列，以此阵列为母板，采用复制方法，制作了高填充因子的正方形基底凹形PDMS微透镜阵列。实验和测试结果表明：数字灰阶无掩模光刻系统制作的微透镜阵列表面光滑，形貌良好；复制的PDMS微透镜阵列边缘清晰，表面光滑，焦面光斑光强均匀。为制作凹形微透镜阵列提供了一条制作简单、效率高、成本低、可大规模制作的新途径。

提出在LED多芯片平面封装表面添加微透镜阵列，以提高取光效率。仿真分析了微透镜阵列的半径、间距和排列方式等对取光效率的影响。分析结果表明，通过在封装平面添加微透镜阵列，可以极大地提高取光效率，微透镜的填充因子是影响取光效率大小的关键因素，填充因子越大，则其取光效率越高;微透镜的排列方式对出射光强的分布也会产生影响。