检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2022年第1期51卷 259-273页

作者：曹良才何泽浩刘珂瑄隋晓萌清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

相比二维显示,三维显示可以提供更接近真实世界的图像内容,是5G、大数据、元宇宙和物联网领域的关键性技术。计算全息三维显示可以提供所有种类的深度线索,被认为是三维显示的终极实现方式,在智能制造、远程教育、异地办公和娱乐社交等... 详细信息

相比二维显示,三维显示可以提供更接近真实世界的图像内容,是5G、大数据、元宇宙和物联网领域的关键性技术。计算全息三维显示可以提供所有种类的深度线索,被认为是三维显示的终极实现方式,在智能制造、远程教育、异地办公和娱乐社交等领域都具有广阔的应用前景。文中首先介绍了计算全息技术的发展历史和重要技术节点,分析了高质量全息动态三维显示面临的挑战,主要包括计算全息图重建质量不足、波前调制器件和全息显示系统性能受限以及三维内容源匮乏等,进一步介绍了已有的解决方案,比较了各类方案的优势与不足,进而分析了高质量全息动态三维显示的主要研究方向,包括低噪声全息图的获取、像质优化和畸变校正技术的开发以及三维内容源的构建。实现高质量、低噪声、无畸变、高刷新、真三维的动态全息三维显示,是计算全息显示发展的必由之路,也是元宇宙等典型应用对全息三维显示提出的必然要求。

关键词：三维显示元宇宙计算全息计算全息图全息显示系统三维内容源

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基于压缩感知的菲涅尔孔径编码无透镜成像(特邀)

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光子学报 2022年第7期51卷 261-270页

作者：吴佳琛曹良才清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了降低菲涅尔孔径编码成像的传输带宽,改善小尺寸像感器拼接成像质量,提出菲涅尔孔径编码成像的压缩感知重建算法。基于压缩感知理论框架对部分采样的编码图像重建可行性进行分析,指出压缩感知重建误差随波带片常数缩小而降低。根据... 详细信息

为了降低菲涅尔孔径编码成像的传输带宽,改善小尺寸像感器拼接成像质量,提出菲涅尔孔径编码成像的压缩感知重建算法。基于压缩感知理论框架对部分采样的编码图像重建可行性进行分析,指出压缩感知重建误差随波带片常数缩小而降低。根据重建图像中孪生像和原始像在梯度域稀疏性的差异,引入全变差正则化实现抑制孪生像的效果。建立压缩感知理论框架下图像重建目标函数,利用交替方向乘子法进行求解。结合编码图像的能量分布和采样模式的可实现性,测试了矩形采样和辐射线采样两种模式,对不同采样数据量下重建图像质量进行分析。结果表明,辐射线采样模式相比矩形采样模式具有更高的图像采样效率,且仅通过7.3%的实验测量数据就可以获得质量良好的图像,为多块小尺寸像感器拼接成像提供了理论基础,有利于拓展编码掩膜无透镜成像的应用领域。

关键词：无透镜成像压缩感知菲涅尔波带片编码掩膜图像重建

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非线性激光制造的进展与应用(特邀)

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红外与激光工程 2022年第1期51卷 180-194页

作者：刘雨晴孙洪波清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

超快激光是指脉冲宽度极窄的激光,其瞬时功率极高,与物质之间的相互作用呈现出非线性、非平衡、多尺度的状态。超快激光具有超快(脉冲持续时间短)、超强(瞬时功率高)、超精细(加工结构精细)等特点,由此实现的非线性激光制造技术可以打... 详细信息

超快激光是指脉冲宽度极窄的激光,其瞬时功率极高,与物质之间的相互作用呈现出非线性、非平衡、多尺度的状态。超快激光具有超快(脉冲持续时间短)、超强(瞬时功率高)、超精细(加工结构精细)等特点,由此实现的非线性激光制造技术可以打破传统微纳制造的局限,实现各类难加工材料和复杂微纳结构的超精细制造,精度可达亚微米至纳米量级,在微光学、生物医学、智能电子器件等前沿领域体现出了独特的应用价值。文中主要聚焦飞秒激光微纳加工技术前沿,简要概括了飞秒激光加工的特点;介绍了飞秒激光加工的主要技术手段,包括飞秒激光直写和飞秒激光并行加工;讨论了飞秒激光加工技术的前沿应用领域,如微纳光学器件、微流体器件、多功能结构化表面、生物医学工程等;最后,对飞秒激光加工制造技术未来的发展趋势和研究方向进行展望。

关键词：超快激光飞秒激光非线性相互作用微纳制造三维加工

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基于双光子聚合的片上光学互连(特邀)

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光子学报 2022年第8期51卷 213-223页

作者：赵曜林琳涵孙洪波清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起,实现功能化集成,在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系,实现多材料体系的光电器件... 详细信息

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起,实现功能化集成,在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系,实现多材料体系的光电器件集成极其困难。传统的异质集成和单片集成方法难以同时解决定位精度不足、低拓展性、高损耗、低带宽等一系列问题。基于飞秒激光的双光子聚合技术具有高精度和高穿透的优势,可以实现多材料体系的片上微纳光学元件增材制造,具有极高的加工自由度。本文对片上光学元件的激光增材制造这一领域进行综述,探讨了光子引线键合和微空间光路元件两种技术路径,总结了现有技术的发展现状,并对未来的发展前景进行了展望。

关键词：集成光学增材制造飞秒激光双光子聚合混合集成光子引线键合微空间光路元件

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提升全息光栅掩模占空比均匀性的曝光系统

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光学学报 2023年第8期43卷 288-295页

作者：许晨璐赵宇暄冒新宇曾理江清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京至格科技有限公司北京100089

在基于衍射光栅光波导的增强现实近眼显示设备中,光栅的占空比均匀性对成像均匀性影响很大。提出一种提升全息光栅掩模占空比均匀性的罗艾镜曝光系统,该系统采用移动挡板和改变干涉场光强的方法,来补偿全息曝光时高斯光束光强不均匀导... 详细信息

在基于衍射光栅光波导的增强现实近眼显示设备中,光栅的占空比均匀性对成像均匀性影响很大。提出一种提升全息光栅掩模占空比均匀性的罗艾镜曝光系统,该系统采用移动挡板和改变干涉场光强的方法,来补偿全息曝光时高斯光束光强不均匀导致的光栅掩模占空比不均匀。实验中使用该方法制备的光栅,其占空比的极差相比用传统罗艾镜曝光系统制作的光栅降低了66%以上;制成的衍射光波导片的纯色屏幕的均匀性至少提升30%。

关键词：光栅全息曝光占空比衍射光波导成像均匀性

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基于光学频率梳的表面形貌测量方法

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激光与光电子学进展 2023年

作者：施立恒李尔格吴冠豪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室

表面形貌检测是工业生产和科学研究所需的关键技术之一，高精度和高效率是该领域一直以来的发展方向。光学频率梳有着独特的宽光谱、窄线宽和稳定的频率特性，展现了优越的计量潜力，在表面形貌测量领域也有重要的应用并取得了重要的进... 详细信息

表面形貌检测是工业生产和科学研究所需的关键技术之一，高精度和高效率是该领域一直以来的发展方向。光学频率梳有着独特的宽光谱、窄线宽和稳定的频率特性，展现了优越的计量潜力，在表面形貌测量领域也有重要的应用并取得了重要的进展。本文首先介绍了光学频率梳的定义；根据不同的技术路线，分类回顾了光学频率梳在形貌测量中的研究现状及特点；最后，对基于光频梳的形貌测量技术进行了展望。

关键词：光学频率梳形貌检测干涉显微轮廓术

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基于深度学习的计算全息显示进展

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液晶与显示 2023年第6期38卷 819-828,I0002页

作者：刘珂瑄吴佳琛何泽浩曹良才清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

计算全息作为一种三维显示手段,能够基于衍射计算实现对目标光场的精确重建,在元宇宙通讯、AR/VR头戴显示、车载抬头显示等方向均有着重要的应用。如何实现高速且高质量的相位全息图生成是计算全息领域发展的关键问题,也是当前该方向的... 详细信息

计算全息作为一种三维显示手段,能够基于衍射计算实现对目标光场的精确重建,在元宇宙通讯、AR/VR头戴显示、车载抬头显示等方向均有着重要的应用。如何实现高速且高质量的相位全息图生成是计算全息领域发展的关键问题,也是当前该方向的重要研究课题。近年来,深度学习技术的飞跃式发展为上述问题的解决提供了一条新的技术路径。本文介绍了计算全息技术的基本原理及算法分类,综述了近年来所提出的基于深度学习的计算全息解决方案,比较了各类方案的优势与不足,展望了深度学习技术在计算全息领域的发展与挑战。

关键词：计算全息深度学习三维显示卷积神经网络液晶空间光调制器

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分焦平面偏振图像传感器偏振主轴方向的标定

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光学精密工程 2022年第1期30卷 31-37页

作者：白杨赵开春尤政清华大学精密仪器系北京100084 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

分焦平面偏振图像传感器的偏振主轴方向对后续使用斯托克斯矢量进行偏振参数解算的结果准确性有重要影响。为了标定该类型传感器,提出一种基于测量分焦平面偏振图像传感器中各偏振主轴方向像素输出平均值所拟合曲线相位差的方法,并对该... 详细信息

分焦平面偏振图像传感器的偏振主轴方向对后续使用斯托克斯矢量进行偏振参数解算的结果准确性有重要影响。为了标定该类型传感器,提出一种基于测量分焦平面偏振图像传感器中各偏振主轴方向像素输出平均值所拟合曲线相位差的方法,并对该方法进行了仿真与实际测试。控制照射到传感器表面的线偏振光,按照设定步长旋转若干周期,传感器同时拍摄图片。选定图片的感兴趣区域,并对该区域内同偏振主轴方向的像素值求平均,获得各偏振主轴方向像素平均值随旋转角度变化的序列。使用傅里叶级数拟合法对各序列进行拟合,获得像素输出值随旋转角度变化的表达式。选定一个偏振主轴方向为基准方向,其他偏振主轴方向为该方向表达式与基准方向表达式的相位差。实际测试结果表明:标定值与名义值相差不超过0.1°。该方法的标定精度高、可操作性好,能够较好地完成分焦平面偏振图像传感器偏振主轴方向的标定任务。

关键词：测试计量技术及仪器分焦平面偏振图像传感器超像素偏振主轴

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人体下肢运动协调模型

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第3期62卷 458-462页

作者：张羽中柳世强张俊昌朱荣清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

人体在行走、奔跑等运动时,在运动神经中枢的支配下,下肢运动存在一定的协调关系。这种协调性是生物进化和后天学习的结果,它使人体运动更加灵活、高效。研究健康人体的下肢运动协调性对于中风病人的康复治疗、足式机器人的步态规划、... 详细信息

人体在行走、奔跑等运动时,在运动神经中枢的支配下,下肢运动存在一定的协调关系。这种协调性是生物进化和后天学习的结果,它使人体运动更加灵活、高效。研究健康人体的下肢运动协调性对于中风病人的康复治疗、足式机器人的步态规划、外骨骼机器人等助力设备的人机协同控制等领域具有重要意义。目前人体下肢协调性的研究仍比较初级,多停留在现象分析和理论表述,缺少准确实用的建模方法。该文利用可穿戴运动捕捉系统对人体下肢在行走和奔跑时的运动协调性进行测量和分析,基于神经网络模型提出大小腿运动协调性的建模方法。实验结果证明了大小腿运动协调模型的存在,基于该模型,可根据小腿的运动信息准确预估大腿和膝关节的运动信息。该研究结果可应用于康复医疗、机器人步态规划、智能助力设备等领域,将积极促进相关领域技术进步。

关键词：人体运动分析运动协调神经网络可穿戴运动传感器

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光纤锁模激光器:从单模时域耗散孤子锁模到多模时空耗散孤子锁模(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 69-83页

作者：高晨心曹博鲍成英杨昌喜肖晓晟清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信全国重点实验室北京100876

在光纤锁模激光器中,模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程,产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器,锁模机理从一维(1D)时域耗散孤子锁模发展到了(3+1... 详细信息

在光纤锁模激光器中,模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程,产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器,锁模机理从一维(1D)时域耗散孤子锁模发展到了(3+1)维时空耗散孤子锁模。通过深入理解耗散孤子的产生机理,有望进一步推动光纤锁模激光器在科学和应用领域的发展,为更多领域带来更多创新和可能性。首先介绍单模光纤锁模激光器中的一维时域耗散孤子锁模,探讨不同色散区域中时域耗散孤子的产生机理;随后介绍多模光纤锁模激光器中时空耗散孤子的最新研究成果,讨论模间色散的补偿方法,揭示其丰富的时空锁模机理和潜在的应用场景;最后对光纤锁模激光器的发展前景进行展望。

关键词：激光器光纤锁模激光器耗散孤子锁模机理非线性光学

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