苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
驾驶员通常利用车载显示器和个人设备获取导航信息,这种多界面信息交互容易分散对行车环境的注意力,影响驾驶安全。随着汽车智能化的推进,增强现实抬头显示(AR-HUD)通过将虚拟信息投影到远处,并与真实的驾驶环境相融合,大大提高了驾驶安全。回顾了AR-HUD技术,主要包括单平面抬头显示、多平面抬头显示和3D抬头显示的发展现状。介绍了评价HUD性能的主要光学指标,阐述了不同技术的基本原理和最新进展,分析了现有技术面临的挑战,最后总结了AR-HUD技术的未来发展方向。
抬头显示 3D显示 虚实融合 激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811008
1 苏州大学光电科学与工程学院,苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
2 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室,教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
变参量微纳结构在二维平面内交叉、分段排布可以实现超表面器件的多路复用和多功能集成。为实现交叉、分段变参量微纳结构的干涉制备,提出了孔径光阑与相位元件联合调制的傅里叶变换光学系统。利用透镜的傅里叶变换特性和相位元件衍射光线的几何传播特性,阐明了傅里叶成像面上交叉、分段分布的多干涉光场的生成方法与调控规律。同时,针对目标分布的变参量微纳结构,反演设计了多像素孔径光阑与基于光栅和变参量光栅的相位元件,实验获得了交叉、分段分布的多干涉光场。将多干涉光场与微缩投影结合可制备分段排布的纳米光栅。将动态调控的多干涉光场分时复用可制备分段排布的变参量纳米光栅。
光学设计 相位调制 4f光学系统 空间变参量 干涉光刻
苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
增强现实(AR)显示是新型显示技术的一个重要发展方向,也是“元宇宙”的硬件入口之一。裸眼AR-3D显示在车载、教育、医疗等领域具有广泛的应用需求,因此受到学者和产业专家的密切关注。回顾了裸眼AR-3D显示技术,主要包括基于几何光学元件、全息光学元件、像素化衍射光学元件等AR-3D显示技术的发展现状,阐述了不同技术的基本原理,分析了现有技术存在的挑战,并对其未来的发展进行了展望。裸眼AR-3D显示将逐步改变人们的信息获取方式。
成像系统 增强现实显示 3D显示 全息光学元件 像素化衍射光学元件 激光与光电子学进展
2022, 59(20): 2011004
1 苏州大学 光电科学与工程学院,江苏苏州25006
2 苏州城市学院,江苏苏州15104
3 苏州大学 纳米科技协同创新中心,江苏苏州215006
4 苏州大学 江苏省先进光学制造技术重点实验室 & 教育部现代光学技术重点实验室, 江苏苏州215006
几何相位的超表面透镜不同于传统折射透镜,相位波前的调制并不依赖于传播过程的累积相位,而是通过空间变化的单元结构改变局域偏振态,引入共轭的附加相位使光束聚焦。为了实现几何相位超透镜变参量结构的干涉制备,提出了空间变参量相位元件调制的傅里叶变换光学系统,利用4f光路的傅里叶变换原理以及相位元件衍射光线的几何传播特性,分析了相位元件空频、取向以及分布区域等对系统成像面光场特性的影响,阐明了空间变参量相位元件分段调制入射光,同时生成多个干涉光场实现变取向、变周期微米结构的制备方法。在此基础之上,利用设计制备的变参量相位元件,生成了圆、环分布下变参量干涉光场,制备了变取向、变周期,半径为1 892 μm的微米光栅结构,光栅取向为0°,125°,235°,周期分别为7.22,6.51,5.78 μm。该系统光路简单,易与投影曝光相集成,为基于空间变参量结构单元的几何相位超透镜的制备提供了一种新的途径。
干涉光刻 4f光学系统 空间变参量 相位调制 interference lithography 4f optical system space-variant structure phase modulation 光学 精密工程
2022, 30(15): 1836
1 苏州大学光电科学与工程学院, 江苏 苏州 215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室、教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州215006
3 苏州大学苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州 215006
提出了一种反射型超表面滤光结构,该滤光结构由基底、低折射率纳米光栅、Ag光栅、SiNx高折射率介质层组成。理论模拟结果表明:45°入射角下,在垂直于光栅栅线的入射平面内,反射谱峰值出现在475 nm波长处;在平行于光栅栅线的入射平面内,反射谱峰值出现在550 nm波长处。其电场分布特性表明,在不同的平面内TE偏振入射光激发的导模共振区域不同,TM偏振下激发的导膜共振强度与表面等离子体共振强度不同,导致该结构在垂直于光栅栅线方向与平行于光栅栅线方向的两个平面内表现出两种截然不同的颜色。基于此制备的超表面结构样品不但光变色效果明显,且易于与纳米压印工艺相结合实现大幅面光变色结构制备,在防伪和图案信息编码等领域有广阔的应用前景。
光学器件 一维超表面 反射式滤光 光变色 表面等离子体共振 导模共振 光学学报
2021, 41(20): 2023001
苏州大学光电科学与工程学院, 江苏 苏州 215006
柔性光电子器件对微纳制造技术提出了更高、更多维度的要求,包括大幅面、表面复杂结构、跨尺度、透明或柔性基底等。主要介绍基于相位元件调制的3D激光直写技术和紫外连续变频光刻技术,它们可分别实现复杂表面浮雕结构和像素化纳米结构的精确制备。此外微纳结构限定性生长或涂布方法提供了一种绿色环保的材料功能化手段。借助微纳结构图形化、功能化平台,最后介绍了新型柔性光电子材料/器件的应用创新。可以预见,微纳光制造技术将推动柔性光电子产业的持续创新发展。
光学器件 柔性 光电子器件 绿色制造 微纳制造
红外与激光工程
2020, 49(3): 0303002
南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京 210123
多光谱视频成像能够同时采集场景的空间、时间和光谱信息, 可广泛应用于遥感、农业监测和材质分析等多个领域。然而传统光谱仪往往包含光学色散分光结构, 系统复杂、标定困难, 难以普遍推广。因此, 文中搭建了一种多传感器小型化光谱视频成像系统, 提出了一种基于相机姿态的多视点图像或视频快速对齐方法, 实现了嵌入式平台上的多光谱视频的实时采集和对齐。通过复杂场景的实验验证, 文中提出的对齐方法在PSNR、SSIM客观指数以及主观视觉评价中均取得了良好的效果。
多光谱成像 多视点图像对齐 立体标定 光谱分析 multi-spectral imaging multi-view image alignment stereo calibration spectral analysis 红外与激光工程
2019, 48(6): 0603019
1 苏州大学 光电信息科学与工程学院, 苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州215006
2 苏州大学 江苏省先进光学技术重点实验室, 教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州215006
3 中国科学院物理研究所 北京凝聚态物理国家实验室, 北京100190
InGaAsN/GaAs量子阱中进行铍(Be)元素重掺杂能显著提高其光学性质, 并且发光波长发生了红移。X射线衍射摇摆曲线清楚地证实了铍掺杂抑制了InGaAsN(Be)/GaAs量子阱在退火过程中的应力释放。对比退火前, 退火后的没有进行铍掺杂的量子阱样品的量子阱的X射线摇摆曲线衍射峰明显向GaAs衬底峰偏移; 而对于掺铍的量子阱样品而言, 这样的偏移要小很多。
稀氮化物 分子束外延 量子阱 应变弛豫 X射线衍射 dilute nitride molecular beam epitaxy quantum well strain relaxation X-ray diffraction