介绍了光学膜组中各种光学膜的特性及功能,并通过实验研究了不同光学膜组合对TFT液晶显示性能的影响,为液晶显示器光学膜组的设计提供了重要的技术支持。

基于光束耦合分析了光波导端面光栅衍射原理。飞秒激光刻写一维正弦光栅并测量衍射光的强度,测量结果与仿真实验基本一致。利用Matlab编程仿真研究了分布不同、排列有序的折射率正弦变化二维光栅的波束整形等效果。为刻写不同折射率变化图案控制衍射光的衍射强度与衍射方向提供了理论依据。

通过调整斜角刮板刮印角度,并匹配不同粘度和固含量银浆,能够做到在降低成本的同时提高电池效率而又不影响电池片印刷质量。采用三种不同刮印角度斜角刮板,银浆选用杜邦PV18系列两种不同特性的银浆,分析银浆耗量及电池电性能结果,测试电池栅线高度、宽度、表面形貌及表面接触电阻以观察印刷效果。结果表明:随刮印角度的增加,银浆耗量持续降低;适当提高银浆粘度和固含量能印刷出更大高宽比的栅线,对短路电流和电池效率都能有一定的增益。使用PV18系列银浆时粘度和固含量为390Pa.s/91.2%、斜角刮板采用60°时刮印角度时设计电池转换效率最高、印刷效果最好且成本较低。

提出了基于阴极选通电源技术的微光夜视仪强光防护装置设计方法,该方法是在像增强器阴极两端加入选通电源,电源感知进入像增强器的光量,根据输入光强度的变化,控制电路自动高速接通或者切断像增强器上的直流高压,利用荧光屏电流作为反馈信号,通过调节门脉冲信号的占空比,使得像增强器工作时间缩短,保持荧光屏上输出图像的亮度不变。介绍了电源的工作原理及设计方法,描述了强光防护的实现过程,利用阴极选通电源技术对近贴式像增强器的电源进行了改造。试验结果表明,该方法电路简单,实现了强光防护,扩展了仪器在不同光照下的应用范围,提高了仪器的使用性能。

分析了蒙皮、发动机排气系统等主要辐射源的红外辐射特性,结合红外辐射理论、实测数据以及经验公式,建立了某型直升机红外辐射强度简化算法,分析了不同观测角度下机体不同部位对红外辐射的贡献值,得到了3～5μm、8～14μm波段红外辐射强度全向分布曲线,验证了计算模型的可行性。结果表明,直升机红外辐射具有很强的方向性,其辐射强度与观测角度有很大关系,迎头方向辐射最小,机体侧后方的辐射最强,且长波辐射强度要强于中波辐射;长波辐射主要来自于蒙皮自身辐射,不低于总体辐射的70%;中波波段辐射主要来自于发动机排气管部分,且在机体侧后方辐射最大。最后,利用计算结果仿真分析了不同角度袭来的目标对探测距离的影响。对于迎头袭来的目标的探测距离最小,对于机体侧后方约110°方位的探测距离最大。研究对直升机红外辐射探测系统探测距离评估具有重要的意义。

为了研究激光对光伏电池辐照效应的波段性,搭建了激光辐照下光伏电池输出特性测量平台,采用位于波段内外的2种波长激光对3种光伏电池的辐照效应进行了实验分析。首先,测量了光伏电池短路电流、开路电压、峰值功率、填充因子及转换效率等随激光功率和波长的变化关系。然后,分析了激光功率和波长对光伏电池输出特性的影响规律。最后,提出了光伏电池转换效率的优化方法。结果表明:铟镓砷电池的转换效率高于传统的硅电池和砷化镓电池,当激光功率为0.405 W时,转换效率达到最大约为54.5%,满足空地、空空、地面等多种激光无线能量传输应用场合的重大需求。

提出了一种液晶显示模块的保温方式。通过金属结构前壳体上保温槽和透明隔热保温光学复合胶的共同作用达到模块局部保温的目的,并从温度场分布的仿真模拟和加热功耗的计算方面对该保温结构的设计进行了验证。最终得到的液晶显示模块不仅保证了良好的低温显示质量,加热功耗还减小至原先的50%左右,在降低模块低温故障发生率的同时展现了保温设计在液晶显示模块尤其是机载液晶显示模块中的应用潜力。

基于磁控溅射法制备用于OLED器件阳极的TiNx薄膜电极。研究了N2流量和溅射功率对TiNx薄膜电阻率和反射率的影响。采用四探针、光学光度计、SEM等测试手段对TiNx薄膜进行了表征。结果表明,TiNx薄膜电阻率为35.6μΩ·cm时性能最佳,制作的OLED器件在5V电压下亮度可到22 757cd/m2。

针对夜间拍照图像分辨率较低,暗部对比度较差的问题,提出了一种基于二次图像分割的区域Gamma校正算法。首先,在最大类间方差法的分割基础上,将图像进行直方图波谷法的二次分割,提取出图像亮度信息。然后将区域分割后的图像分别进行Gamma校正,实现图像的灰度校正与信息还原。通过MATLAB仿真实验,验证了该方法与其它方法对比具有较好的灰度校正和信息还原的效果。

介绍了一种计算室内自然光照度的模型。该模型以国际照明委员会公布的15种天空亮度分布模型为基础,以天气条件、建筑朝向、建筑纬度、四季更替、昼夜更替、建筑开窗、室内表面反射系数等为变量,较全面的考虑了影响室内照度的因素。将实际测量数据与本模型计算的结果进行比较,结果表明本模型的计算精度能够很好地吻合实验数据。

提出了一种基于非对称圆环槽和圆环狭缝的干涉型表面等离激元传感器,设计了结构,通过时域有限差分法(FDTD)研究了其干涉光谱和传感原理,得到了仿真结果和光学响应特性。该结构主要利用非对称半圆环凹槽-环形狭缝的结构,形成两干涉臂、四光束干涉的表面等离激元传感器。作为非对称圆环槽-圆孔干涉仪和线性槽-缝-槽干涉仪的一般化结构,非对称圆环槽-圆环狭缝(S-Gs)干涉仪有更强的光透射和更好的传感特性,传感灵敏度最高为线性槽-缝-槽干涉仪的10倍。仿真结果证实了该干涉光谱随环境折射率变化偏移,展现了良好的传感特性,有助于微型生化传感器的发展。

基于量子效率仿真研究,设计并通过分子束外延生长了透射式GaAs光电阴极材料,制作了透射式GaAs光电阴极组件,并对其反射率和透射率进行了测试分析。在超高真空装置中制备了透射式GaAs光电阴极,并实现了整管封接,得到了GaAs光电阴极量子效率曲线。结果表明,通过提高窗口层Al组分并降低发射层厚度可有效增强透射式GaAs光电阴极的短波响应,与标准三代GaAs光电阴极相比,其蓝绿光波段的探测能力得到了有效提升。

提出了一种基于图像的保偏光纤尾纤定位技术,研究了图像采集模块,设计了粗检测与精检测相结合的边缘检测策略。首先采用自适应循环变化阈值算法对尾纤边缘进行初步检测,增强了光照鲁棒性,其中提出起始点自寻的区域搜索法能够准确提取目标边缘点;然后通过基于三次多项式函数拟合的亚像素检测方法提高了边缘检测的精度。搭建了保偏光纤尾纤自动定位系统,并进行了图像处理实验和旋转定位实验。实验结果表明,本文的尾纤定位技术能够实现0.06°的保偏光纤尾纤旋转定位精度,具有重要的工程应用意义。

用OLED显示屏设计了一款OLED智能显示按键,包括控制电路、绘图操作、字库在线编程、亮度调节方法等。形成了样机实物,具备串口控制、宽范围亮度控制、-45～70℃的工作温度等性能。可应用于各类机载、车载设备的按键控制场景。

提出一种基于FPGA的OSD菜单系统的设计及实现方法。系统软件部分以嵌入式图形支持软件μc/GUI为底层,设计了菜单项结构体及OSD菜单分层结构,灵活地建立菜单系统,生成图形界面。系统硬件部分实现OSD菜单图形与视频图像的叠加,在指定位置以指定透明度显示菜单图形。设计的菜单系统在实际显示器上运行效果出色。采用C语言的软件设计提高程序的可移植性,FPGA平台的使用为系统集成、功能扩展提供便利。

针对线结构光测量系统中如何准确快速地提取光条中心这一关键问题,本文提出了一种基于自适应模板的新方法。根据线结构光图像梯度分布特性,通过高斯卷积获得光条各点的Hessian矩阵。根据图像点的法线方向构造中心提取的卷积模板,并能够根据光条形态变化,自适应地改变模板权重分布。通过切线方向采样构建修正模板,有效修正噪声等因素造成的误差。算法仅对感兴趣区域提取,大幅减少运算量。实验表明,该方法具有精度高、对结构形态具有较高的敏感性、实时性较好等特点,实现了工业应用中线结构光光条中心的高精度快速提取。

为了改善机载LCD在低温加热过程中出现的不均匀、四角发蓝现象,提出了一种基于ITO图案化的加热器设计方法。首先通过Pro/E软件设计ITO图形,接着利用ANSYS Workbench对屏组件进行有限元热仿真,得到了机载LCD的低温加热功耗以及稳态温度分布图,最后根据仿真数据制作LCD,并进行样品试验。结果表明,对于15.24cm的LCD,在相同的功率下,图案化的加热器加热更加均匀,且四角发蓝现象得到明显的改善。

制备了一种中心波长为852nm的内腔液晶可调谐垂直腔面发射激光器结构。研究了不加调谐电压时可调谐VCSEL的电流-电压-光功率关系,注入电流为10mA时,得到了器件的最大输出功率为2.3mW。结果表明,内腔液晶可调谐垂直腔面发射激光器的波长调谐范围达到27nm,调谐效率为9nm/V。

现有主流商品化的空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)基于硅基液晶[1](Liquid Crystal on Silicon,LCoS)技术,存在着调制精度低、速度慢、幅度和相位无法独立调制等问题。本文提出的基于数字微镜阵列器件[2](Digital Mirror Device,DMD)和共轴光学系统实现的空间光调制器克服了上述存在的问题,并且提高了其光强耐受度。

评测和研究了瞬态光调制对人的影响的评价参数及其特性。在实验中利用这些参数对市售LED灯泡进行评价。比较了这些参数在实际评测中需要注意的问题。