1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室，江西 南昌 330063
2 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471023
在基于条纹投影轮廓术和转台辅助的360° 三维形貌测量中，使用移动工作台标定系统几何参数时存在操作复杂、携带不便的问题。文中提出了一种基于相机、投影仪、计算机和转台组成的转台的单目全景三维形貌测量系统的柔性标定方法。该算法主要利用转台和标记点完成系统几何参数的标定。对于完整的标定过程，该方法仅要求相机捕捉参考面的变形条纹图像、旋转后标定平面上的变形条纹图像以及旋转后的标记点图像。与传统方法相比，该方法更加方便、省时。新的相位高度映射标定方法用于重建高度为10.000 mm的标定平面，结果为10.047 mm。实验验证了所提方法的有效性。
三维测量 条纹投影轮廓术 标定 转台 3D measurement fringe projection profilometry calibration turntable 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210403
中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
在经典Gerchberg-Saxton(GS)算法的基础上，提出一种改进的快速三维GS 算法获取目标场的全息图(CGH)并用于全息光镊系统中，从理论和实验上充分证明了该算法的快速性和有效性。实验搭建了一套基于纯相位液晶空间光调制器(SLM)的全息光镊系统，实现了对酵母菌细胞和二氧化硅小球等微粒的多光阱、多平面三维稳定捕获和动态操纵。实验上还产生了具有强度梯度的线状光阱和光学涡旋光阱，实现了对微粒的运输和旋转操纵。这种可以对微粒实现多光阱、多平面动态三维操纵的全息光镊系统为生物、胶体物理等研究提供了一种新的微操纵工具。
全息 光学捕获 光镊 GS算法 计算机产生全息图
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 西北工业大学 理学院, 陕西省光信息技术重点实验室, 西安 710072
全息波导显示系统中输出光栅的衍射效率、位置和长度对整个显示系统的光强输出均匀性及能量利用率有重要的影响.通常输出光强均匀性由输出光栅的衍射效率决定, 能量利用率受多重光栅的位置和长度影响.本文以中心视场光束的输出光强均匀为目的, 对相应输出光栅衍射效率的位置分布进行优化与曲线拟合, 得到输出光栅衍射效率随输出位置连续递增的分布曲线, 并应用到所有视场光束.计算结果表明, 相比于传统阶梯状衍射效率分布输出光栅, 全息波导显示系统中采用具有连续衍射效率分布输出光栅时的光强输出均匀性得到明显提升.针对部分衍射光束未能进入出瞳的现象, 提出错位优化法, 按照出瞳大小和使用距离优化各重输出光栅的位置和尺寸, 减小了光栅的无效衍射区域, 提高了出瞳范围内的能量利用率.
导波光学 准直显示 光栅优化 全息波导 多重光栅 输出均匀性 输出效率 Waveguide optics Collimating display Optimization of gratings Holographic waveguide Multiple gratings Output uniformity Output efficiency
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 空装重点型号部, 北京 100843
为了减小体全息光栅用于全息波导显示时不同视场角下衍射光谱的偏移,提出选择最佳的光栅矢量倾斜角和像源光轴相对于体全息光栅的倾斜角,可以减小衍射光谱的偏移。为了使全息波导显示系统在给定入射角度范围内具有相同的衍射光谱范围,采用三次曝光记录了一层体全息光栅。仿真结果表明,当像源的光谱范围在524～540 nm之间时,该体全息光栅在入射角度范围－3°～3°内的衍射光谱范围相同,提高了给定入射角度范围内衍射光谱范围的一致性,可以应用于全息波导显示系统中。
体全息光栅 全息波导 衍射效率 耦合波理论 volume holographic grating holographic waveguide diffraction efficiency coupled-wave theory
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 西北工业大学理学院陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710072
以Kogelnik 耦合波理论为基础，从理论上分析了反射体全息光栅衍射效率的影响因素，提出了采用多光栅重叠衍射拓展体全息光栅角带宽的方法。针对衍射均匀性的要求，分析了多重光栅重叠衍射的物理过程，给出了相邻光栅拼接时的布拉格角偏移量，得到了多重光栅衍射角带宽随光栅重数和折射率调制度的变化关系。理论计算结果表明，多重光栅衍射角带宽与多重光栅数量和光栅折射率调制度均呈现出线性增加的关系。在合适的折射率调制度下，通过增加光栅数量可显著增加衍射角带宽。
全息 耦合波理论 反射体全息光栅 角带宽拓展 多重光栅 折射率调制度 激光与光电子学进展
2013, 50(9): 090901
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710119, China
2 Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The approaches to obtaining desired intensity or phase modulation by twisted-nematic liquid crystal display (TN-LCD) have been extensively studied based on the knowledge of the LCD's internal structure parameters. Generally, the TN-LCD placed between two linear polarizers (P) produces coupled intensity and phase modulation. To obtain the commonly used phase-only modulation, quarter wave plates (QWPs) are often used in front of and/or behind the LCD. Here we present a method to optimize the optical modulation properties of the TN-LCD to obtain phase-only modulation in the configuration of P-QWP-LCD-QWP-P each with proper orientation. Our method is based on the macroscopical Jones matrix descriptions for the LCD, the QWPs, and the linear polarizers. Through Jones matrix calculations, the orientations of the polarizers and QWPs can be optimized to satisfy differently desired modulation demands. In contrast to the traditional method, which requires knowledge of the LCD's internal structure parameters, our method simplified the complicated theory analysis and can work in the absence of information on the LCD's internal structure parameters, which are usually not available for the commercial products.
扭曲向列液晶显示器 光调制 琼斯矩阵 优化 230.6120 Spatial light modulators 230.3720 Liquid-crystal devices 160.3710 Liquid crystals Chinese Optics Letters
2010, 8(10): 960
