基于双重体光栅的波导显示系统视场扩展研究 被引量：6

1

作者 王闯 沈忠文 +2 位作者 翁一士 张宇宁 王保平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期257-264,共8页

体全息波导显示系统的视场角受限于光栅衍射响应带宽,无法满足人们对大视场显示的需求。为扩展波导显示视场角,基于严格耦合波理论模型分析了波导显示视场角的影响因素,进一步提出了一种可有效扩展衍射响应带宽的双重体光栅波导结构,通... 体全息波导显示系统的视场角受限于光栅衍射响应带宽,无法满足人们对大视场显示的需求。为扩展波导显示视场角,基于严格耦合波理论模型分析了波导显示视场角的影响因素,进一步提出了一种可有效扩展衍射响应带宽的双重体光栅波导结构,通过变角度分次曝光法完成光栅制备,并搭建全息波导显示系统。成像结果表明,该显示系统的水平和竖直视场角可分别扩展至33.4°和22.6°,对角线视场角为40.3°。 展开更多

关键词 光学器件 全息波导 视场角 双重体光栅

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面向视觉舒适度的全息近眼显示研究综述 被引量：4

2

作者 常琛亮 戴博 +2 位作者 夏军 张大伟 庄松林 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第20期3-21,共19页

随着元宇宙概念的逐渐火爆,用于虚拟现实和增强现实(VR/AR)的可穿戴近眼显示设备也获得了巨大的关注。一款终极的VR/AR头戴式设备必须将显示器、传感器和处理器集成在一个紧凑的外壳中,人们可以长时间舒适地佩戴,同时提供良好的沉浸式... 随着元宇宙概念的逐渐火爆,用于虚拟现实和增强现实(VR/AR)的可穿戴近眼显示设备也获得了巨大的关注。一款终极的VR/AR头戴式设备必须将显示器、传感器和处理器集成在一个紧凑的外壳中,人们可以长时间舒适地佩戴,同时提供良好的沉浸式体验和友好的人机交互体验。面向视觉舒适度的设计理念对于下一代VR/AR设备至关重要。在众多可以提供三维视觉效果的显示技术中,全息显示技术能够提供包含所有三维观看线索的真实自然的三维显示效果,同时由于其衍射成像的特点在人眼视觉像差矫正及保持紧凑外形尺寸等方面都具有独特的优势,成为了未来近眼显示设备的潜在理想技术方案。在这篇综述中,从视觉舒适度的角度调研和总结了全息近眼显示技术的最新进展。首先在视觉感知的背景下介绍了人眼视觉系统,随后对全息近眼显示在动眼眶、视场角、散斑噪声、三维波前计算和全彩色显示等有关视觉舒适度的研究方向进行了全面综述,最后总结和讨论了全息近眼显示技术在未来的潜在应用场景。 展开更多

关键词 成像系统 全息显示 近眼显示 增强现实 三维显示

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LCD手机白场亮度和饱和度对视觉舒适度和视疲劳的影响 被引量：4

3

作者 朱念芳 屠彦 +2 位作者 王莉莉 林宜东 史韫杨 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1008-1021,共14页

以LCD手机为研究载体,采取主观打分与客观测量相结合的评价方法,通过主成分分析法对参数降维,分别探究了不同等级的白场亮度和饱和度在暗环境下对视觉舒适度和视疲劳的影响。结果表明,暗环境下LCD手机最佳白场亮度在50 cd/m^(2)左右,此... 以LCD手机为研究载体,采取主观打分与客观测量相结合的评价方法,通过主成分分析法对参数降维,分别探究了不同等级的白场亮度和饱和度在暗环境下对视觉舒适度和视疲劳的影响。结果表明,暗环境下LCD手机最佳白场亮度在50 cd/m^(2)左右,此时带来的视觉舒适度综合最优;当饱和度调整系数低于0.7时,会引起视觉上与生理上的不舒适。同时也发现,白场亮度实验给被试带来了一定程度的视觉疲劳和身体疲劳感,而饱和度实验仅产生了视觉疲劳。 展开更多

关键词 白场亮度 饱和度 LCD手机 视觉舒适度 视疲劳

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基于Si_(3)N_(4)和LRSPP的温度不敏感波导

4

作者 薛小枚 秦妍妍 +1 位作者 李悦 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期253-261,共9页

光子集成芯片将多种功能器件进行片上集成,具有损耗低、带宽大、抗电磁干扰等优势,是当前光电领域发展的主流方向。集成光学器件的温度稳定性是影响其光学性能的重要因素之一。为了提高集成光学器件温度稳定性,提出了基于氮化硅(Si_(3)N... 光子集成芯片将多种功能器件进行片上集成,具有损耗低、带宽大、抗电磁干扰等优势,是当前光电领域发展的主流方向。集成光学器件的温度稳定性是影响其光学性能的重要因素之一。为了提高集成光学器件温度稳定性,提出了基于氮化硅(Si_(3)N_(4))和长程表面等离激元(Long-Range Surface Plasmon Polariton,LRSPP)波导的温度不敏感结构,对器件性能随温度的漂移进行抑制和补偿。首先,分析了Si_(3)N_(4)波导和LRSPP波导对接的模式耦合效率,当满足最佳匹配条件时,可实现耦合效率99.9%以上的高效耦合。对混合波导的温度特性进行了分析,结果表明,当LRSPP波导和Si_(3)N_(4)波导的最佳长度比为0.077,相位不随温度的变化而发生漂移,实现了温度不敏感的波导。当波导不能满足最佳长度比时,对LRSPP波导芯层施加电压实现主动补偿,亦可实现温度不敏感。此外,对LRSPP波导的传输特性进行了测试,测得偏振消光比为64 dB,具有良好的单偏振特性。文中提出的温度不敏感结构具有可主动调谐、损耗低、单偏振、普适性高等优点,能有效地解决Si_(3)N_(4)波导性能随温度变化发生漂移的问题,在Si_(3)N_(4)基光子集成芯片中具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 光子集成芯片 温度不敏感 相位调谐 氮化硅 表面等离激元

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场发射冷阴极的技术现状及其应用研究进展 被引量：2

5

作者 徐季 张建 +5 位作者 李孟杰 史永佼 施予同 吴量 李新宇 张晓兵 《真空电子技术》 2020年第3期1-14,共14页

基于场发射冷阴极的真空电子器件被广泛应用于通讯、医疗、安全监测等领域,本文主要回顾了近年来场发射冷阴极及其真空电子器件的最新研究进展,介绍了现行冷阴极中使用的低维纳米材料和新型复合式结构,详细探讨了场发射冷阴极在微波管... 基于场发射冷阴极的真空电子器件被广泛应用于通讯、医疗、安全监测等领域,本文主要回顾了近年来场发射冷阴极及其真空电子器件的最新研究进展,介绍了现行冷阴极中使用的低维纳米材料和新型复合式结构,详细探讨了场发射冷阴极在微波管、电子显微技术、X射线管及真空纳米间隙晶体管中的应用现状。最后,着重阐述了真空电子微系统的科学概念,并对未来的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 场发射冷阴极 真空微纳电子器件 低维纳米材料 微纳加工工艺 真空微系统

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基于场路协同的智能显示终端空气静电放电仿真

6

作者 杨兰兰 王香霁 +2 位作者 王倩 王莉莉 屠彦 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1022-1031,共10页

静电放电由于具有高电压、强电场、瞬时大电流和宽频电磁辐射,对电子产品的危害极大,特别是空气静电放电更具普遍性和危害性。本文将描述空气放电的Rompe-Weizel非线性电弧SPICE模型与静电放电全波模型结合,并结合描述芯片工作的IBIS模... 静电放电由于具有高电压、强电场、瞬时大电流和宽频电磁辐射,对电子产品的危害极大,特别是空气静电放电更具普遍性和危害性。本文将描述空气放电的Rompe-Weizel非线性电弧SPICE模型与静电放电全波模型结合,并结合描述芯片工作的IBIS模型,建立空气放电的场路协同仿真模型,研究空气静电放电对智能显示终端放电时放电电流、电磁场分布及信号传输情况的影响。仿真结果表明,放电弧长越长,电流峰值越小,上升时间越长。在空气放电影响下,信号传输线的不同终端处所受干扰不同,影响主要集中在前2 ns,且并不是辐射电磁场越强处所受干扰也越大。场路协同仿真为复杂电子设备的空气放电研究提供了一种更加符合实际情况的仿真方式,为电子设备设计和制备过程中降低静电干扰提供了理论指导。 展开更多

关键词 静电放电 空气放电 场路协同仿真 三维全波模型

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增强现实近目显示器双目叠加效应的主观实验研究

7

作者 张汉军 汤勇明 +5 位作者 仲雪飞 王莉莉 谢意 郑姚生 孙俊 方祥 《电子器件》 CAS 北大核心 2017年第4期779-785,共7页

在增强现实近目显示器模拟系统基础上,通过主观实验的方式对增强现实近目显示器的双目叠加效应问题进行研究。本主观实验基于20个被试,重点观察、记录并评估双目光轴不同偏转方式、不同偏转角度等条件对双目叠加效果的影响。结果表明,... 在增强现实近目显示器模拟系统基础上,通过主观实验的方式对增强现实近目显示器的双目叠加效应问题进行研究。本主观实验基于20个被试,重点观察、记录并评估双目光轴不同偏转方式、不同偏转角度等条件对双目叠加效果的影响。结果表明,双目光轴俯仰角、滚动角、方位角的偏转情况以及双目成像距离、成像大小、双目重叠部分大小等对双目叠加效果都有一定影响,而人眼瞳距对双目叠加效果影响较小。 展开更多

关键词 增强现实 双目叠加 主观实验 近目显示

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激光照明产品的光辐射安全标准分析

8

作者 杨夏喜 吴震 +1 位作者 王飞霞 李晓华 《信息技术与标准化》 2018年第11期48-51,55,共5页

分析激光作为光源的激光照明的特点、优势及应用,梳理国内外光辐射安全相关的组织、标准。针对倍受关注的光辐射安全问题,指出应结合具体激光照明产品选择合适的光辐射安全评价标准。

关键词 光辐射安全 激光光源 激光照明 激光显示

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全息波导显示系统的实现与优化 被引量：11

9

作者 刘奡 张宇宁 +1 位作者 沈忠文 王保平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期302-309,共8页

在全息波导近眼显示系统中,微像源发出的载像光波经过准直后,被输入耦合光栅耦合入平板波导,进一步在平板波导上下表面内进行全反射传播,到达输出端后通过输出耦合光栅衍射出波导,最终到达人眼。以真实的图像传输为目标,对全息波导光栅... 在全息波导近眼显示系统中,微像源发出的载像光波经过准直后,被输入耦合光栅耦合入平板波导,进一步在平板波导上下表面内进行全反射传播,到达输出端后通过输出耦合光栅衍射出波导,最终到达人眼。以真实的图像传输为目标,对全息波导光栅的效率、视场角等方面进行理论分析和优化设计,通过激光干涉曝光实验制作了光栅周期为197nm、光栅矢量与介质表面法线方向夹角为26°、厚度为7.5μm的全息光栅,光栅峰值效率大于80%。结合波导光学设计,进一步实现了图像的传输。 展开更多

关键词 光学器件 全息光栅 衍射 视场角

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激光投影电视的感知亮度与色度关系 被引量：7

10

作者 王飞霞 金岑芩 +4 位作者 李晓华 王坚 黄晓煜 王皓 屠彦 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期198-204,共7页

研究感知亮度与光亮度、色度之间的关系,并针对激光投影电视设计了两次异色感知亮度匹配实验.实验一中基于两台具有相同参数的单色激光电视,研究了色饱和度、色调对感知亮度的影响.结果表明,当在同一色调,光亮度相同时,色饱和度越高,感... 研究感知亮度与光亮度、色度之间的关系,并针对激光投影电视设计了两次异色感知亮度匹配实验.实验一中基于两台具有相同参数的单色激光电视,研究了色饱和度、色调对感知亮度的影响.结果表明,当在同一色调,光亮度相同时,色饱和度越高,感知亮度越高,色饱和度变化程度对色调的系统等效亮度与光亮度比值(Lseq/L)的影响排序为蓝大于红大于绿.实验二中基于单色和双色激光投影电视,研究了不同色域对感知亮度的影响.结果表明,光亮度相同时,色域越大的电视,感知亮度越高,自然图片的Lseq/L略低于相应主色调的纯色图片.目前,激光显示从单色发展到双色、三色激光,色域得到扩展,双色、三色激光投影电视的电功率亮度转换效率比单色分别提高了3%、24%.研究结果有助于对宽色域、低功耗、高感知亮度的激光显示进行优化设计. 展开更多

关键词 视觉光学 颜色视觉 感知亮度 色度 异色感知亮度匹配 激光投影电视

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激光投影电视中图像细节层次感的恰可察觉差 被引量：6

11

作者 王飞霞 王俊轶 +3 位作者 李晓华 王坚 刘皓天 屠彦 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期216-222,共7页

细节层次感是影响激光投影电视整体画质的重要因素之一。通过二项迫选法和"一上二下"阶梯法的主观视觉感知实验,测量并确定了激光投影电视细节层次感的恰可察觉差(JND);分析了其影响因素,并进一步比较了激光投影电视与液晶电... 细节层次感是影响激光投影电视整体画质的重要因素之一。通过二项迫选法和"一上二下"阶梯法的主观视觉感知实验,测量并确定了激光投影电视细节层次感的恰可察觉差(JND);分析了其影响因素,并进一步比较了激光投影电视与液晶电视两个显示平台上细节层次感的异同点。结果表明:激光投影电视细节层次感的JND受图像的纹理特征影响较大;与液晶电视的细节层次感相比,两个显示平台细节层次感失真1个JND对应的σ值相差大,相邻JND的差值比较接近。利用本文的实验结果,结合峰值亮度、暗场亮度、色饱和度等图像属性的恰可察觉差,可以进一步建立包含上述多种属性的激光投影电视主观图像质量评价模型,有助于画质的优化。 展开更多

关键词 视觉光学 图像质量评价 恰可察觉差 主观视觉感知实验 激光投影电视 细节层次感

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被动非视域成像方法的研究进展 被引量：4

12

作者 吴术孔 张宇宁 《光电子技术》 CAS 2021年第2期87-93,共7页

非视域(Non-Line-of-Sight,NLoS)成像是近十年来发展的一种新型计算成像技术,通过获取被隐藏场景在某些介质上产生的反射或透射信息,借助计算成像对隐藏场景重建,在反恐、救援、辅助驾驶、医疗技术等方面有巨大的潜在应用价值。非视域... 非视域(Non-Line-of-Sight,NLoS)成像是近十年来发展的一种新型计算成像技术,通过获取被隐藏场景在某些介质上产生的反射或透射信息,借助计算成像对隐藏场景重建,在反恐、救援、辅助驾驶、医疗技术等方面有巨大的潜在应用价值。非视域成像早期研究主要集中于主动式方法,近几年针对被动非视域成像的研究逐渐展开,文中则根据被动非视域成像方法的差异,针对基于光强度信息、光偏振信息、光相干性信息以及红外光谱信息四种不同的成像原理,对目前常见的被动非视域成像技术进行分析与总结,并对非视域成像技术未来的发展做出展望。 展开更多

关键词 计算成像 被动非视域成像 强度测量 偏振测量 相干性测量 热成像

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基于CIE天空模型的室内自然光照度计算模型 被引量：4

13

作者 储海龙 张宇宁 王坚 《光电子技术》 CAS 北大核心 2018年第3期167-171,177,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 室内照度 自然光 数学模型 照明 天空模型

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瞳孔直径估算模型 被引量：4

14

作者 李帅 张宇宁 +1 位作者 王坚 李晓华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期494-498,共5页

在对已有瞳孔直径估算模型研究分析的基础上,测量了不同光环境下受试者瞳孔直径的变化,利用实测数据对现有模型进行了对比分析。利用角膜通量密度建立了亮度、视角与瞳孔直径的关系,并以Stanley-Davies模型为基础对原有计算关系式进行... 在对已有瞳孔直径估算模型研究分析的基础上,测量了不同光环境下受试者瞳孔直径的变化,利用实测数据对现有模型进行了对比分析。利用角膜通量密度建立了亮度、视角与瞳孔直径的关系,并以Stanley-Davies模型为基础对原有计算关系式进行了修正与优化,提高了模型的计算精度。通过实验拓展了Stanley-Davies计算方法的适用视场范围,将最大适用视场拓展到40°。 展开更多

关键词 视觉光学 瞳孔直径 亮度 视角 视野面积 角膜通量密度

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矩阵背光时序彩色显示中背光分区数与色彩分裂现象的关系探究 被引量：1

15

作者 汤景浪 张宇宁 王坚 《光电子技术》 CAS 北大核心 2018年第1期14-18,31,共6页

利用矩阵式LED背光,局域基色去饱和算法根据图像局部内容降低基色的饱和度,从而降低子场图像之间的色差,抑制色彩分裂现象。本文主要研究了局域基色去饱和算法中色彩分裂现象与背光分区数之间的关系。结果表明:背光分区数越多,图像色彩... 利用矩阵式LED背光,局域基色去饱和算法根据图像局部内容降低基色的饱和度,从而降低子场图像之间的色差,抑制色彩分裂现象。本文主要研究了局域基色去饱和算法中色彩分裂现象与背光分区数之间的关系。结果表明:背光分区数越多,图像色彩分裂现象抑制作用越显著,但在权衡背光系统成本与图像画质的前提下,当背光分区数为496,该背光分区数下色彩分裂显著点数占背光分区数为1×1下色彩分裂显著点数的比例降至20%,有效抑制了色彩分裂现象,大大提升了图像画质。 展开更多

关键词 时序彩色显示 发光二极管背光 色彩分裂

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240Hz无滤色片液晶显示中色彩分裂现象的抑制

16

作者 王萍 张宇宁 +1 位作者 郦光选 耿迪 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期772-777,共6页

时序彩色显示相比于传统空间子像素显示而言,具有高分辨率低功耗等优点,但其深受色彩分裂现象的困扰,解决此问题对时序显示的发展显得至关重要。本文基于240Hz液晶显示屏,提出一种四场局域基色去饱和算法。该算法选取重心点为第4场背光... 时序彩色显示相比于传统空间子像素显示而言,具有高分辨率低功耗等优点,但其深受色彩分裂现象的困扰,解决此问题对时序显示的发展显得至关重要。本文基于240Hz液晶显示屏,提出一种四场局域基色去饱和算法。该算法选取重心点为第4场背光基色,将亮度信息和图像强度更多分配在第4子场。通过程序仿真四场和三场局域基色去饱和算法的显示效果,设计了主观评分的感知实验来对比两种算法对时序显示图像色彩分裂现象的抑制效果。不同算法和不同分区数都对评分产生了显著影响,评分随着背光分区数增加而降低,两种算法都对色彩分裂现象的抑制效果有显著影响,且四场算法的抑制效果优于三场算法。结果表明,四场和三场局域基色去饱和算法都可以通过增加背光分区数来抑制图像的色彩分裂现象。四场局域基色去饱和算法对时序显示色彩分裂的抑制效果优于原有的三场局域基色去饱和算法。 展开更多

关键词 时序彩色显示 色彩分裂 四场局域基色去饱和算法 感知实验 分区数

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