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基于空间光调制器的主动光学变焦系统的初探

陈巍华  
【摘要】:光学变焦系统在光学成像系统中有着很重要的应用。为了用光学方法来改变一个成像系统的放大率,连续机械变焦透镜需要多组光学元件并利用精密机械运动来精确调节透镜组之间的间距。虽然传统的机械式变焦的方法能够改变放大率,适应实际物体的大小形状的变化,但是由于机械式光学变焦系统中各个透镜组的移动要非常精确,对机械构造的要求也就非常的高。正是出于对透镜尺寸、价格以及反应速度各方面的考虑,本论文提出将主动光学元件加入光设计,成像系统有可能不用宏移动部件实现变化的光学放大。主动光学变焦系统比传统的机械式的变焦系统有很多的优势,它更小,更灵活,更方便。 空间光调制器(Spatial Light Modulator, SLM)是电子可编程的设备。它能调制传输的和反射的光,对光波的振幅、相位、频率等进行调制。本文使用的是反射式电寻址液晶空间光调制器—LCOS(硅基液晶),通过引入LCOS这一液晶空间光调制器作为主动光学元件,搭建主动光学变焦系统,探讨实现光学变焦的功能。 本文主要工作与成果概况如下: 1)利用等倾干涉的方法对两片不同型号的LCOS进行了相位调制特性的测定。测出Aurora Systems公司生产的像素间距为8.0μm LCOS的相位调制范围接近于π,Three-Five Systems的像素间距为12.0μm LCOS的相位调制特性接近于2π。 2)模拟物体在数字透镜下的成像;引入主动光学元件,搭建主动光学变焦系统,初步得到了相干光源与非相干光源下的光学变焦功能。


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