国家自然科学基金(61078036)
- 作品数：11 被引量：109H指数：5
- 相关作者：石云波高文宏徐美芳李江澜杜彬彬更多>>
- 相关机构：中北大学山西傲维光视光电科技有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 激光阵列光源角度多样性抑制散斑方法被引量：8
- 2013年
- 搭建测试系统,对宽面源单管半导体激光器(LD)和其组成的二维阵列光源的远场散斑特性进行了测量。使用方形光阑对激光二极管发出的照明光斑进行选择,测试不同位置的光斑的散斑对比度,实验结果表明随着光阑的移动,不同位置处光斑的散斑对比度没有明显的变化趋势,光斑的散斑对比度与光斑的选择区域无关。实验中使用4颗LD组成二维阵列光源引入非相干光源和角度多样性,调节LD与屏幕之间的距离改变相邻LD入射至屏幕的光的夹角,固定CCD物镜相对屏幕的张角,实验结果表明只有当入射光夹角大于物镜相对屏幕张角时,测试的散斑对比度会降低一个1/M^(1/2)因子。
- 张圣涛高文宏赵鹏飞石云波
- 关键词：激光光学激光散斑
- 基于ZEMAX的半导体激光器非球面准直透镜设计被引量：7
- 2013年
- 为了解决半导体激光器出射光束发散角大的问题,根据几何光学原理,分别针对半导体激光器弧矢和子午方向的不同发散角度建立数学模型,设计出了在两个相互垂直的方向上具有不同非球面面型的非球面透镜,并在ZEMAX光学设计软件中进行了仿真。经非球面准直透镜准直之后,半导体激光器快慢轴方向的发散角分别从35°和7.5°压缩到了1.8 mrad和0.84 mrad,在距离光源10 m处接收面上的总光功率为0.497 W,光能利用率高达99.4%。结果表明,在相互垂直的方向上具有不同面型的非球面准直透镜对半导体激光器的准直具有良好的效果。
- 杜彬彬高文宏李江澜石云波徐美芳赵鹏飞王艳红
- 关键词：半导体激光器非球面透镜ZEMAX准直
- 基于微型光机电系统扫描镜技术的激光散斑抑制方法被引量：5
- 2011年
- 激光固有的时间和空间相干性,造成的散斑现象成为实现激光显示技术的瓶颈。针对激光显示的消散斑问题,提出了一种基于微型光机电系统(MOEMS)扫描镜技术的散斑抑制方法,并设计了一种简单的二维扫描镜结构,为开发非运动式、小体积、低功耗、高速低成本电调制的MOEMS,实现对激光散斑的抑制,标准化消相干器件的工艺的开发和规模化生产技术提供了参考。
- 唐国先石云波刘俊赵幸娟柴鹏兰王瑞荣
- 关键词：激光显示技术消相干
- 激光投影显示中静态复合散斑的表征与建模被引量：3
- 2013年
- 对激光投影显示系统中形成散斑的光学系统进行了简化。采用理论与实验相结合的方式,用简化的光学系统分析了复合散斑的形成机理和有效表征方法。基于散斑对比度分析法,对影响复合散斑对比度的4个重要因素,即入射光束的光斑直径,散射片与屏幕之间的距离,屏幕上粗糙散斑颗粒和屏幕表面的精细散斑颗粒进行了系统实验分析,并通过实验数据确定了这些因素与复合散斑对比度的函数关系。基于统计分析,研究了复合散斑的构成成份,提出了粗糙散斑颗粒与精细散斑颗粒对复合散斑的贡献模型,并通过实验验证了其可行性。实验结果为有效抑制激光投影显示中的复合散斑提供了实验依据。
- 徐美芳王维彪高文宏石云波
- 关键词：激光投影激光显示激光散斑
- 基于微机电系统红外光源的长光程气体检测被引量：6
- 2014年
- 针对红外气体传感器对光源的要求,选用了一种宽波长、高调制频率、低功耗的小体积微机电系统(micro-electro-mechanic system,MEMS)红外光源作为辐射源,其各项性能均能很好的满足红外传感系统对于光源的要求。由于其面光源的朗伯辐射特性,整形之后的红外光数值孔径仍然很大,采用传统的长光程气室结构很难实现长光程从而提高系统的检测灵敏度。本文结合双波长单光路的差分检测方法,设计了一种基于积分球特性的吸收气室,有效地解决了MEMS红外光源在高灵敏度气体检测应用中难于实现长光程的问题;并运用光在传输过程中光通量守恒的原理,推导了此积分球吸收气室的等效光程,解决了积分球气室等效光程计算的难题;同时采用FPGA主控芯片对MEMS红外光源进行高频调制并处理探测器的输出信号,使得外围电路的设计更加简单、灵活。设计中,使用直径为5 cm的积分球吸收气室便可实现166.7 cm的等效光程,研究结果显示系统可测得的最小甲烷浓度达0.001×10^(-6),极大地提高了红外检测系统的灵敏度。
- 杜彬彬张鹏高文宏石云波朱林泉
- 关键词：红外气体传感器长光程
- 斜入射引入动态多重散射机制的激光散斑抑制被引量：2
- 2014年
- 散斑抑制一直是激光显示技术的研究热点。对激光光束经SiO2溶液所形成散斑的特性分析,建立了多重散射与散斑颗粒大小的联系。结合动态光散射理论,提出利用斜入射引入动态多重散射机制的激光散斑抑制方法,并构建由静态散射片和装有粒径为300nm、摩尔浓度为3.0×10-4μm-3的SiO2悬浮液的光通管组成的散斑抑制装置,将其置入激光显示系统的光源部分。针对光束以不同入射角进入SiO2悬浮液对散斑图像对比度影响进行了系统实验分析。结果表明,光束以约8°进入SiO2悬浮液能将散斑图像的对比度从0.43降低至0.067。通过该方法实现了散斑颗粒的空间平均和散斑图像的时间平均,提高了散斑抑制的效果。散斑抑制单元无需振动装置且便于集成到激光投影系统中,不仅提高了系统的可靠性也减小了成本。
- 徐美芳高文宏石云波王浩全杜彬彬
- 关键词：激光显示激光散斑
- 大功率半导体激光器用电流源设计被引量：7
- 2014年
- 半导体激光器是一种电流注入式发光器件，驱动电流源的性能优劣对其工作特性和使用寿命有着很大的影响。本文利用芯片LT3755设计了一种大功率LD电流源，电流在3．3—5．6A连续可调。当输出电流为4．5A时，连续工作3h内电流变化量小于2mA，电流稳定度达到4×10^-4。此外，该电源还具有欠压保护、过压保护、过流保护和缓启动等多种功能。
- 李江澜兰旭阳陈海洋石云波
- 关键词：半导体激光器恒流源保护电路
- 激光投影系统中影响散斑抑制的参数分析被引量：4
- 2015年
- 基于激光投影显示系统中散斑形成机理,从理论上分析了影响投影系统中散斑抑制的两个关键参数,即统计独立散斑图像数量N和探测器成像镜头在观测屏上一个分辨基元内投影镜头分辨基元的数量M。参数M或N值的增大,都将有效降低散斑图像的对比度,但即使投射到屏幕上的独立散斑图像数目N实现巨大,即N→∞,也只能将散斑图像对比度降至1/M。在简化投影系统中,利用旋转小散射片产生统计独立散斑图像的方法,通过系统实验,比较了同一散斑抑制技术用于激光非投影和投影系统中散斑抑制的程度,以及投影镜头F数和探测器成像镜头F数的变化对参数M和散斑抑制的影响。结果表明:对于相同N值和检测条件,投影镜头的存在使散斑图像对比度从0.146提高到了0.427,呈现的散斑更严重,且投影镜头F数的增大还会进一步恶化散斑图像,这使得激光投影系统的小型化受到挑战。
- 徐美芳王浩全高文宏闫杰
- 关键词：统计光学激光散斑
- TEC的高精度半导体激光器温控设计被引量：66
- 2014年
- 热电制冷器（TEC）作为半导体激光器（LD）的制冷方案，具有体积小、易于控制等优点。但基于TEC的制冷方案中TEC的制冷功率和目标散热功率之间需要有良好地匹配关系，否则将会导致制冷不足或者导致功耗过大。根据LD组件热负载匹配TEC制冷功率，并通过比例一积分一微分（PID）控制方法实现温控参数的优化设计，实现了基于TEC的LD温度控制系统。经实验验证：该系统能够对LD的工作温度实现控制范围为5℃～41℃、稳态误差小、控制精度为-0．05℃的高精度、高稳定性控制，并在高精度的波长测试中得到了很好的应用。
- 李江澜石云波赵鹏飞高文宏陈海洋杜彬彬
- 关键词：热电制冷器半导体激光器比例积分微分中心波长
- 激光投影显示屏表面粗糙度的测量被引量：5
- 2014年
- 显示屏是激光投影显示系统的一部分,其表面粗糙度直接影响着基于角度多样性的激光散斑抑制效果。在角度多样性散斑抑制原理的基础上,建立了被测显示屏表面粗糙度与散斑图样之间的相关性之间的联系。对显示屏表面粗糙度对照射角度和角度变化的敏感程度权衡,实验中将入射角和角度变化量分别固定在1°和0.0038°。为避免外界微扰和测试屏表面不平度对测试结果的影响,通过对被测显示屏5cm×5cm测试区域中选择9个子区域的测试结果进行平均,有效提高了测试精度。运用提出的方法确定4种材质显示屏的表面粗糙度分别为235.80,209.57,132.24和137.60μm,为设计有效降低激光散斑的投影显示屏提供了参考。
- 徐美芳石云波高文宏陈海洋
- 关键词：激光投影表面粗糙度
