反射式灰度线状莫尔图像生成技术研究

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作者 蔡俊 叶文清 +1 位作者 郑伟伟 申溯 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第3期375-382,共8页

针对传统油墨印刷技术存在视觉效果不丰富、生产过程高污染的问题,本研究提出了一种反射式灰度线状莫尔图像生成技术。该技术所采用的成像薄膜器件由揭示层微柱透镜阵列与基础层反射式微柱透镜阵列叠加构成,图像信息空间偏移编码于基础... 针对传统油墨印刷技术存在视觉效果不丰富、生产过程高污染的问题,本研究提出了一种反射式灰度线状莫尔图像生成技术。该技术所采用的成像薄膜器件由揭示层微柱透镜阵列与基础层反射式微柱透镜阵列叠加构成,图像信息空间偏移编码于基础层结构中。从揭示层侧可观察到具有立体感的灰度图像,且图像灰度随着观察角度的改变而变化。采用无掩膜激光直写、双面对准压印技术,可高效率、低成本、无污染地制备该成像薄膜,该技术在光学防伪、高端印刷与包装设计等领域具有广泛的应用潜力。 展开更多

关键词 微柱透镜阵列 灰度 线状莫尔 双面对准

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用于三角测量大数值孔径双远心光学系统设计

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作者 赵哲承 朱嘉诚 +3 位作者 刘雪峰 宋玲玲 陈新华 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期188-195,共8页

测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面... 测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面,设计用于线激光三角测量仪的大数值孔径双远心Scheimpflug成像光学系统。首先基于三角测量原理和线激光三角测量仪指标分析成像光学系统参数,然后结合像差灵敏度分析以及自由曲面像差特性,确定成像光学系统中自由曲面的位置和数量并进行优化设计。设计得到系统的数值孔径为0.2,成像范围为10 mm×14 mm,调制传递函数(MTF)优于0.6,最大畸变为0.21%,远心度优于0.3°。该系统具有大孔径、成像质量好、畸变小、双远心的特点,能够满足高精度线激光三角测量仪的应用需求。 展开更多

关键词 线激光三角测量仪 光学设计 双远心光学系统 二维Q-type自由曲面

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长焦距同轴四反射镜光学系统设计 被引量：12

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作者 陈丽 刘莉 +3 位作者 赵知诚 李瀛搏 傅丹鹰 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期197-206,共10页

低成本、高性能对地遥感微纳卫星是当前研究和开发的热点,为适应微纳卫星平台,要求空间相机具备小型、轻量化的特点。在其体积和质量的限制下,设计结构尽可能紧凑的长焦距大视场望远物镜是成功研制高分辨率对地遥感光学相机的关键,研究... 低成本、高性能对地遥感微纳卫星是当前研究和开发的热点,为适应微纳卫星平台,要求空间相机具备小型、轻量化的特点。在其体积和质量的限制下,设计结构尽可能紧凑的长焦距大视场望远物镜是成功研制高分辨率对地遥感光学相机的关键,研究利用同轴四反射镜系统解决这一问题的可能性。首先,介绍无二次遮拦同轴四反射镜望远物镜的组成与工作原理;基于近轴光学和初级像差理论,导出几何约束条件和初级像差公式,给出结构紧凑的长焦距同轴四反镜系统的设计思想与方法;最后给出举例及设计结果。优化设计了全视场角1°×1°、有效焦距2 100 mm、F数为7的同轴四反射光学系统,总长228 mm,约为有效焦距的1/9,结构简单紧凑,像质接近衍射极限。 展开更多

关键词 光学设计 对地遥感相机 长焦距 同轴四反射望远物镜 无二次遮拦

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用于图案化打印的聚合物稳定液晶材料

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作者 张志立 王翔 +3 位作者 黄文彬 周小红 于忠卫 黄艳艳 《液晶与显示》 北大核心 2025年第9期1243-1250,共8页

传统PSCLC薄膜的图案化制造依赖于预制光掩膜或复杂微纳加工工艺,成本高且灵活性受限,制约了其在个性化光学器件中的应用。本文采用按需喷墨技术,实现快速、高效的图案化制备,使液晶图案具备可编程性和高设计自由度,并引入双折射膜提升... 传统PSCLC薄膜的图案化制造依赖于预制光掩膜或复杂微纳加工工艺,成本高且灵活性受限,制约了其在个性化光学器件中的应用。本文采用按需喷墨技术,实现快速、高效的图案化制备,使液晶图案具备可编程性和高设计自由度,并引入双折射膜提升光学调制效率,实现颜色梯度变化。红、绿、蓝3种PSCLC材料在实验中的反射中心波长分别为680 nm、550 nm和490 nm,并在直流电压下进入散射态,展现出优异的电光响应特性。通过优化液晶溶液黏度及输入波形,制备出像素尺寸60μm的均匀PSCLC像素阵列,确保喷墨打印工艺的可行性。这种低成本、可扩展的液晶图案制造方法不仅提升了液晶图案化的精度,还拓展了PSCLC在柔性显示、智能光子器件及可调光学元件中的应用潜力。 展开更多

关键词 胆甾相液晶 喷墨打印 光谱调控 电驱动

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面向光信息与能量同步传输的接收电路研究

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作者 涂俊轩 樊庭冰 +4 位作者 倪慧琳 庄济舟 曹国洋 吴绍龙 李孝峰 《光通信研究》 北大核心 2025年第2期20-25,共6页

【目的】在光信息与能量同步传输(SLIPT)系统中,能量采集(EH)与信息传输(IT)两种功能相互制约,为了使SLIPT系统更高效地工作,需要对两者进行调控。【方法】文章首先测试了目前SLIPT系统中常用的接收电路,并依据测试结果对接收电路进行... 【目的】在光信息与能量同步传输(SLIPT)系统中,能量采集(EH)与信息传输(IT)两种功能相互制约,为了使SLIPT系统更高效地工作,需要对两者进行调控。【方法】文章首先测试了目前SLIPT系统中常用的接收电路,并依据测试结果对接收电路进行了优化。文章所设计的接收电路由解耦合电路、EH电路和信号处理电路3个电路组成,其中,解耦合电路由能量采集支路(EHB)、电流调控支路(CRB)和信息传输支路(ITB)3条支路组成,用于分离和调控光/电转换器件输出电流;EH电路由升压、能量管理和稳压电路组成,用于能量的采集管理和输出;信号处理电路由两级低通同相放大和阈值比较电路组成,用于信号的滤波放大和整形。然后,将接收电路应用于以发光二极管(LED)和光伏电池(PV)为光/电转换器件及以单片机为处理器的SLIPT系统中,文章归纳了EH和IT两个功能之间的制约关系和调控方式。【结果】测试结果表明,基于文章设计的电路,SLIPT系统能在EH、IT和信息与能量同时传输模式之间切换,通过调节接收电路的参数能够调控PV输出电流分配,从而调控输入到EHB的功率和ITB的信干比(SIR),进而实现能量的高效采集和信息的稳定传输,对应的能量存储功率和通信速率可由解耦合电路均衡与调控。【结论】接收电路能在无外加电源的情况下工作,同时具备最大功率点追踪、低功耗和工作模式可调等特点。 展开更多

关键词 光信息与能量同步传输 光伏电池 能量采集 信息传输 电路设计

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用于星载甲烷成像光谱仪的高衍射效率棱镜光栅(封面文章·特邀)

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作者 刘全 周能华 +4 位作者 王可欣 陈志伟 杨子江 潘俏 陈新华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期1-7,共7页

棱镜光栅是星载甲烷成像光谱仪的重要分光元件,与传统光栅不同的是,棱镜光栅的槽形是将光栅浸没于高折射率介质中,由于光栅槽形嵌入在高折射率介质中,使得光栅的角色散和分辨率都提高了n倍,其中n是高折射率介质的折射率。相比于传统光栅... 棱镜光栅是星载甲烷成像光谱仪的重要分光元件,与传统光栅不同的是,棱镜光栅的槽形是将光栅浸没于高折射率介质中,由于光栅槽形嵌入在高折射率介质中,使得光栅的角色散和分辨率都提高了n倍,其中n是高折射率介质的折射率。相比于传统光栅,棱镜光栅在同样的光谱分辨率下可以减小光栅的尺寸,实现更加紧凑的光机结构。因此研制棱镜光栅具有重要的意义。针对甲烷的2.3μm波段,分析了棱镜光栅的衍射特性,为了进一步提高系统的结构紧凑性,在石英棱镜光栅中引入高折射率材料TiO_(2)介质膜,对于矩形槽形,占空比在0.3~0.45范围内,TiO_(2)膜层厚度在165~170 nm之间,槽深在800~950 nm之间时,光栅的衍射效率高于70%,TiO_(2)膜层厚度为165 nm,槽深在870~930 nm之间时,衍射效率高于80%。采用全息光刻-离子束刻蚀结合原子层沉积技术,制作了周期为1020 nm、光栅有效面积大于110×275 mm的棱镜光栅。实验测量中,为了消除光源波动的影响,采用了双光路测试法进行衍射效率测量,在2.275~2.325μm波段,一级衍射效率大于70%。 展开更多

关键词 棱镜光栅 全息光刻 离子束刻蚀 衍射效率

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非相干叠加激光发射系统光学设计 被引量：5

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作者 赵知诚 沈为民 +1 位作者 唐敏学 贺虎成 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1728-1734,共7页

介绍了一种适用于三束激光非相干叠加聚焦的新型激光发射光学系统,工作波长1080nm,全视场角0.6°。系统为离轴两镜反射结构,对三束紧密排列的激光光束进行扩束聚焦,系统主镜为口径303mm的椭球面反射镜,系统像质接近衍射极限,并且可... 介绍了一种适用于三束激光非相干叠加聚焦的新型激光发射光学系统,工作波长1080nm,全视场角0.6°。系统为离轴两镜反射结构,对三束紧密排列的激光光束进行扩束聚焦,系统主镜为口径303mm的椭球面反射镜,系统像质接近衍射极限,并且可以通过控制次镜轴向位置调焦适应不同目标距离。计算了叠加后的激光光斑的功率密度分布和环围功率曲线,设计在目标距离1000m时叠加光斑半径9 mm内的环围功率大于95%,此激光发射系统结构简单,长径比小,聚焦质量满足使用需求,激光光斑能量得到有效叠加。 展开更多

关键词 激光发射光学系统 非相干叠加 两镜反射系统 非球面反射镜

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使用区域重构技术的路径无关相位解包方法 被引量：4

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作者 李博 马锁冬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期32-40,共9页

相位解包在光学测量领域有着广泛的应用,其中路径相关类解包方法通常计算速度较快,但抗噪声能力较弱;而路径无关类方法的鲁棒性好,但大多存在迭代收敛慢、计算量大的问题。因此,将区域重构技术引入解包运算中,得到一种新的路径无关类解... 相位解包在光学测量领域有着广泛的应用,其中路径相关类解包方法通常计算速度较快,但抗噪声能力较弱;而路径无关类方法的鲁棒性好,但大多存在迭代收敛慢、计算量大的问题。因此,将区域重构技术引入解包运算中,得到一种新的路径无关类解包方法。该方法对于矩形区域数据能够直接求解解包相位,无需迭代过程;设计了采样-重组加速方法使运算量大幅减小,计算速度优于同类解包方法;使用Gerchberg式迭代过程能够解决不规则孔径内的数据解包问题,可在少量迭代后收敛。通过仿真验证了该方法在矩形区域内的直接求解精度和加速法的效能,通过对实验数据的解包验证了算法处理不规则孔径数据的能力。 展开更多

关键词 相位测量 相位解包 路径无关类解包 区域重构法

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用于印刷品的宽幅面高光谱颜色测量系统研究

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作者 陈静雪 魏愉城 +2 位作者 周建康 朱嘉诚 沈为民 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期312-321,共10页

光照环境变化、印刷材质差异、相机彩色滤光片曲线或色彩响应偏差容易影响相机检测印刷色度测量值,而高光谱成像仪可获取物体的自身反射率曲线并配合色度算法有效提升色度测量的准确性,并可得到各种光照环境条件下的色度值。基于印刷品... 光照环境变化、印刷材质差异、相机彩色滤光片曲线或色彩响应偏差容易影响相机检测印刷色度测量值,而高光谱成像仪可获取物体的自身反射率曲线并配合色度算法有效提升色度测量的准确性,并可得到各种光照环境条件下的色度值。基于印刷品色差检测需求,提出以印刷品三原色混合反射率为基础建立成像色度测量系统各指标的三刺激值影响分析模型,重要指标有信噪比、光谱分辨率、谱线弯曲、色畸变等。为降低非均匀性、噪声及辐射标准传递影响,摒弃传统成像光谱仪相对辐射定标、绝对辐射定标而采用均匀间隔分布的标准漫反射板来直接建立物体反射率和仪器探测器像元响应的物理关系。基于Offner型分光组件研制了推扫式宽幅色度成像装置(PBCID),具有低谱线弯曲和色畸变的分光组件减免了校正处理,并由分析模型和CIEDE2000色差公式得到该装置各指标引起的色差均小于0.3。对比PBCID和参照仪器CM-700d测量24色标准色卡的颜色结果,光谱精度和色度精度能够达到分辨精细印刷品色差的要求。反射率定标后狭缝视场内光谱辐射响应均匀,色度测量均匀性良好,最大色差为1.02。不同光源照明时PBCID测得各色块的平均色差为1.56,表明使用研制的PBCID测量颜色时不受光源的影响。本文提出的色度测量仪器指标影响分析模型和基于反射率板的定标流程为开发在线式宽幅成像色度仪器提供了设计依据和技术基础。 展开更多

关键词 印刷品颜色 推扫式色度成像 三刺激值影响分析模型 色差 反射率定标 谱线弯曲和色畸变

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补偿脉冲下非绝热几何单比特门的鲁棒性

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作者 赖莹 黄杰东 +2 位作者 钱洋 延英 陆杰 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期666-677,共12页

单比特量子逻辑门是实现量子计算的核心元件,其高保真度和良好的鲁棒性是不可或缺的关键特性.利用几何相位的全局特性来设计量子门是一个重要的方法,该方法能够较好地抵抗某些局部干扰,从而提高门操作的容错能力.在一些实验方案中,常在... 单比特量子逻辑门是实现量子计算的核心元件,其高保真度和良好的鲁棒性是不可或缺的关键特性.利用几何相位的全局特性来设计量子门是一个重要的方法,该方法能够较好地抵抗某些局部干扰,从而提高门操作的容错能力.在一些实验方案中,常在量子门操作之后施加一个补偿脉冲以提高保真度.在非绝热几何量子计算的框架下,从一般的含时微扰论出发,考察了系统误差对保真度的影响,并得出了相应的解析结果.此外,还通过数值模拟验证了这些解析结果对量子门鲁棒性的影响,为设计更优的脉冲确立了可能的方向.研究结果表明,加入补偿脉冲后,量子非门和S门保真度的偏差可以降低约50%. 展开更多

关键词 几何量子计算 含时微扰论 单比特量子门 补偿脉冲 保真度 鲁棒性

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新型两镜折反式平场消像散望远物镜光学设计 被引量：3

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作者 孙雯 胡建军 +3 位作者 赵知诚 陈新华 韩琳 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3667-3672,共6页

小卫星具有研制发射成本低、适于机动战术应用等优点,但基于几十kg级的卫星平台实现米级或亚米级对地光学遥感,仍是一个具有挑战性的问题。对此提出一种新的两反射镜折反系统,由两块非球面反射镜和像方负光焦度三透镜组组成,兼具传统两... 小卫星具有研制发射成本低、适于机动战术应用等优点,但基于几十kg级的卫星平台实现米级或亚米级对地光学遥感,仍是一个具有挑战性的问题。对此提出一种新的两反射镜折反系统,由两块非球面反射镜和像方负光焦度三透镜组组成,兼具传统两反射镜系统轴对称性而结构紧凑、易于装调和三反射镜系统平场消像散的优点。首先,介绍该新型系统基本思想与结构,导出其初级像差公式,分析给出色差和单色像差校正方法与初始结构求解方法。然后,实例优化设计得到结构紧凑、适用于低轨高分辨率小卫星对地遥感的光学系统,其工作波段、全视场角、有效焦距和F数分别为450-800 nm、1.2°、3000 mm和F/10,系统的光学总长和通光口径分别为595 mm和300 mm。自身消色差的负光焦度透镜组由同种普通玻璃组成,系统成像质量接近衍射极限。 展开更多

关键词 光学设计 望远物镜 折反系统 像差

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星载高光谱碳监测光学载荷的研究进展 被引量：9

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作者 潘俏 朱嘉诚 +3 位作者 杨子江 顾凌军 陈新华 沈为民 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第6期34-44,共11页

星载高光谱遥感探测大气温室气体浓度和分布对研究全球碳循环和气候环境变化具有重要意义。文章综述了国际星载碳监测遥感技术和被动式光学载荷的研究现状与进展,分析用于全球温室气体监测的光学技术与遥感载荷的技术特点及优缺点,总结... 星载高光谱遥感探测大气温室气体浓度和分布对研究全球碳循环和气候环境变化具有重要意义。文章综述了国际星载碳监测遥感技术和被动式光学载荷的研究现状与进展,分析用于全球温室气体监测的光学技术与遥感载荷的技术特点及优缺点,总结光学系统中采用的关键技术。结合目前中国国内已有载荷和已布局的研究项目,对星载高光谱碳监测光学载荷的未来发展进行了展望,对中国发展高性能空间遥感碳监测技术具有一定意义。 展开更多

关键词 碳监测 温室气体 光学系统 高光谱遥感

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基于MEMS技术的柔性多触点深部脑刺激电极研制 被引量：1

13

作者 张磊 李璟文 +1 位作者 周望 王守岩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1517-1521,共5页

深部脑刺激可以有效治疗帕金森病、癫痫、抑郁等疾病。深部脑刺激电极是深部脑刺激系统中的重要组成部分,传统的四触点电极由于通道少,触点面积大,分辨率低,容易刺激不必要的区域从而引起副作用。为提高深部脑刺激的分辨率和精度,设计... 深部脑刺激可以有效治疗帕金森病、癫痫、抑郁等疾病。深部脑刺激电极是深部脑刺激系统中的重要组成部分,传统的四触点电极由于通道少,触点面积大,分辨率低,容易刺激不必要的区域从而引起副作用。为提高深部脑刺激的分辨率和精度,设计了一种具有24个触点的深部脑刺激电极,并利用微机电系统制作技术制作出柔性电极。该柔性电极基底材料为生物相容性良好的聚一氯对二甲苯(Parylene C),导电材料为金。电极触点和焊点均为285μm×1500μm,连接焊点和触点的连接线宽为50μm。初步电学测试表明,电极具有良好的低阻抗电学性能。使用多触点电极可减小触点尺寸,提高刺激的分辨率,改善脑刺激电极在临床中的治疗效果。 展开更多

关键词 柔性电极 深部脑刺激 柔性基底 微机电加工

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银纳米颗粒有序阵列光学偏振玻璃特性研究 被引量：1

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作者 张柯 张桂菊 +1 位作者 邹快盛 袁孝 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期9062-9066,共5页

银纳米椭球微粒有序掺杂的光学偏振玻璃具有光学玻璃的高透过率特性和本征的偏振特性,是综合性能好的光学偏振器件.利用米氏理论和电偶极子理论分析了光入射到椭球形银纳米微粒产生的消光特性和偏振机理;建立椭球形纳米微粒周期阵列分... 银纳米椭球微粒有序掺杂的光学偏振玻璃具有光学玻璃的高透过率特性和本征的偏振特性,是综合性能好的光学偏振器件.利用米氏理论和电偶极子理论分析了光入射到椭球形银纳米微粒产生的消光特性和偏振机理;建立椭球形纳米微粒周期阵列分布的光学偏振玻璃模型,采用有限元数值算法模拟计算近红外光入射该模型后的偏振光输出特性.通过优化玻璃内部椭球微粒的几何参数,获得波长在700-1100nm近红外全波段内的偏振玻璃的透过率达到80%以上,消光比达20dB以上;尤其当波长在740-840nm 范围内,透过率高达90%以上,消光比达50dB以上. 展开更多

关键词 银椭球纳米颗粒 偏振玻璃 消光比 透过率

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Micro-LED的侧壁损伤以及光学特性 被引量：1

15

作者 蔡鑫 徐俞 +1 位作者 曹冰 徐科 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第5期812-817,共6页

GaN基微型发光二极管(Micro-LED)作为新型显示技术有着广泛的应用前景,在近些年得到了快速的发展。但随着尺寸的降低,Micro-LED的发光效率急剧降低,主要是由于侧壁损伤的影响。本文通过光刻工艺和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀制作了5、10... GaN基微型发光二极管(Micro-LED)作为新型显示技术有着广泛的应用前景,在近些年得到了快速的发展。但随着尺寸的降低,Micro-LED的发光效率急剧降低,主要是由于侧壁损伤的影响。本文通过光刻工艺和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀制作了5、10、20μm等不同尺寸的Micro-LED结构,分析了刻蚀对Micro-LED带来的台面物理损伤及杂质元素富集的影响,并采用20%浓度四甲基氢氧化铵(TMAH)修复侧壁损伤,采用阴极荧光(CL)分析钝化处理前后Micro-LED的光学特性。结果表明,随着尺寸的降低,侧壁损伤的影响越加严重,采取TMAH钝化工艺能够对侧壁进行有效的修复,提升Micro-LED的发光强度与发光均匀性。 展开更多

关键词 Micro-LED 侧壁损伤 侧壁钝化 尺寸 光学特性

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多角度偏振成像光谱仪的光学设计 被引量：6

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作者 黄绪杰 靳阳明 +2 位作者 潘俏 朱嘉诚 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期227-233,共7页

大气气溶胶是引起全球气候变化和空气质量问题的重要因素之一,利用卫星遥感监测全球大气气溶胶具有重要意义。利用大气气溶胶的多角度偏振光谱信息联合反演,可有效去除地表反射的影响,获得精确的遥感结果,因此亟需研究具备多角度偏振光... 大气气溶胶是引起全球气候变化和空气质量问题的重要因素之一,利用卫星遥感监测全球大气气溶胶具有重要意义。利用大气气溶胶的多角度偏振光谱信息联合反演,可有效去除地表反射的影响,获得精确的遥感结果,因此亟需研究具备多角度偏振光谱信息获取能力的一体化光学仪器。所设计的多角度偏振成像光谱仪光学系统,前置望远物镜采用多镜头视场拼接方式,实现地面目标沿轨方向±60°内多角度探测,分光系统共用一个Offner分光装架。像质评价结果显示,在探测器奈奎斯特频率处中心波段的MTF达到0.8,点列图均位于艾里斑范围内,各项指标均满足设计要求。光学系统整体结构紧凑、无运动部件,可实现目标多角度偏振光谱图像的信息获取。 展开更多

关键词 多角度 偏振光谱仪 强度调制 光学设计

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EAST托卡马克等离子体可见光诊断系统光学设计 被引量：1

17

作者 杨晓飞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期27-32,共6页

针对EAST托卡马克等离子体可见光成像系统进行了设计。考虑等离子体成像性能要求和使用环境的特殊性,采用独特的光路形式,在满足光学指标前提下,减小了光学元件受到的辐射和污染。最终设计完成了通光口径2.5 mm,焦距6 mm,视场60°&#... 针对EAST托卡马克等离子体可见光成像系统进行了设计。考虑等离子体成像性能要求和使用环境的特殊性,采用独特的光路形式,在满足光学指标前提下,减小了光学元件受到的辐射和污染。最终设计完成了通光口径2.5 mm,焦距6 mm,视场60°×50°,波段380~780 nm的广角高速可见光等离子成像系统,并对杂光进行分析,采取了有效的抑制措施。装调后对各项指标测试结果表明,系统性能达到设计要求。通过对EAST托卡马克装置的放电过程成像实验表明,系统实现了高速、广角、清晰的等离子成像。 展开更多

关键词 托卡马克装置 等离子体成像 可见光诊断 折反射结构

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紧凑型消像散长狭缝光谱仪光学系统 被引量：8

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作者 朱嘉诚 沈为民 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期542-548,共7页

为提高高光谱遥感仪器的幅宽和减小其体积,重点研究适用于宽幅高光谱遥感应用的长狭缝、紧凑型Wynne-Offner光谱仪.通过追迹主光线,导出像散表达式,分析Offner装架和Wynne-Offner光装架的像散特性.指出Wynne-Offner装架的消像散圆域大于... 为提高高光谱遥感仪器的幅宽和减小其体积,重点研究适用于宽幅高光谱遥感应用的长狭缝、紧凑型Wynne-Offner光谱仪.通过追迹主光线,导出像散表达式,分析Offner装架和Wynne-Offner光装架的像散特性.指出Wynne-Offner装架的消像散圆域大于Offner装架的消像散圆环域,前者更适用于长狭缝.给出两个光谱仪实例,狭缝长度均为70 mm,分别工作于0.5~1.0 μm和1.0~2.5 μm波长范围,成像质量接近于衍射极限,光谱畸变可忽略,具备狭缝长、结构紧凑、像质优的特点,适用于宽幅高光谱遥感应用. 展开更多

关键词 高光谱遥感 Wynne OFFNER 光谱仪 长狭缝 消像散

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离轴反射式头戴显示光学系统的自由曲面设计方法 被引量：5

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作者 芮丛珊 曾春梅 +2 位作者 冯志强 夏成樑 洪洋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期235-245,共11页

为克服现有离轴头戴显示光学系统设计方法不能直接设计全视场全孔径自由曲面反射镜的问题,提出了基于马吕斯定律的自由曲面三维直接设计方法。首先根据马吕斯定律求解自由曲面在全视场和全孔径范围内的所有特征数据点,然后将特征数据点... 为克服现有离轴头戴显示光学系统设计方法不能直接设计全视场全孔径自由曲面反射镜的问题,提出了基于马吕斯定律的自由曲面三维直接设计方法。首先根据马吕斯定律求解自由曲面在全视场和全孔径范围内的所有特征数据点,然后将特征数据点拟合成用多项式表征的自由曲面,直接获得成像质量良好的自由曲面离轴系统初始结构,最后利用评价函数对拟合的多项式系数进行优化,确定最佳拟合系数,生成所需的自由曲面反射镜,得到离轴头戴显示光学系统最终结构。该方法简化了设计流程,计算效率高。基于提出的方法分别设计了单反射面和双反射面的头戴显示光学系统,单反射面系统的出瞳直径为3 mm,视场角19.12°×14.4°;双反射面系统的出瞳直径为8 mm,视场角23°×16°。设计结果表明,用该方法设计的单/双反射面头戴显示系统,其成像质量良好,系统结构紧凑。公差分析表明,引入公差后单/双反射面头戴显示系统最终可实现全视场调制传递函数(MTF)大于0.3 lp/mm和0.35 lp/mm。 展开更多

关键词 光学设计 自由曲面 马吕斯定律 离轴显示系统

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高分辨率可视穿刺针光学系统的设计与研制 被引量：1

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作者 陈新华 罗宗平 +2 位作者 杨惠林 赵知诚 沈为民 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1162-1168,共7页

为了实现穿刺过程中的精准定位,设计研制了一款视场角为90°,焦距为0.67 mm的高分辨率可视穿刺针光学系统。为使光学系统的光轴垂直于穿刺针的倾斜刃面,利用反射棱镜对光束进行转折,实现45°视向角。光学系统采用反远结构,并对... 为了实现穿刺过程中的精准定位,设计研制了一款视场角为90°,焦距为0.67 mm的高分辨率可视穿刺针光学系统。为使光学系统的光轴垂直于穿刺针的倾斜刃面,利用反射棱镜对光束进行转折,实现45°视向角。光学系统采用反远结构,并对初始结构参数的计算公式进行推导。经过优化设计后,系统成像质量接近衍射极限,最大光学元件尺寸小于1.5 mm。利用研制的光学系统和微型CMOS图像传感器,装配完成了一款直径为4 mm的可视穿刺针。对该可视穿刺针分别进行调制传递函数(MTF)测试和成像试验,测试结果表明,研制的光学系统具有较好的成像质量,物方分辨率优于18.03 lp/mm,能够实现清晰成像。 展开更多

关键词 可视穿刺针 反远系统 视向角 调制传递函数

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