光学技术的应用范文

前言：我们精心挑选了数篇优质光学技术的应用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

（1）液晶显示器。利用光电子技术对有源阵列液晶显示器进行制造，其主要是利用光刻技术，对薄膜晶体管着、色滤波器的阵列进行制作，并且通过对光学检测技术的利用，对显示器产品进行最后的监视。在显示器的制作中，光电子技术一直贯穿着整个过程，尤其是在诊断工艺的时候，对微粒的控制和检测则利用光学之后，还利用紫外光解决液晶在密封上的问题，最后，在对加工中存在的缺陷问题上利用了激光对其进行查找定位、处理。

（2）信息储存。在进行信息储存的时候，主要采用的是DVD、CD等方式，其主要采用的技术就是利用光储存信号来进行储存的，而储存的容量大小则需要由写入的光源来进行决定，光盘储存量则和光斑之间具有反比的关系。从刚开始的时候，对于光电子激光器来说，主要采取的是气体激光器，随着社会的发展，逐渐发展成为半导体激光器。此时，当写入的光源产生的光斑则会与激光波的平方产生反比例的关系，使VCD、CD的储存量得到有效扩大。

（3）通信技术。在通信技术领域中，应用光电子技术具有保密性高、信号容量大、结构轻便、通信距离远等优点，主要是利用激光技术，将信息都加载于激光束之上，利用激光束快速传播的方式来进行通信，与无线电技术相比，激光通信多了光电和光电转换过程，经由信号的转变其，将已有的影像、声音等进行转换，使其转成为电信号之后，将信号利用调制器进行调制成为一束激光，由于此调制成的激光参数会受到信号控制的影响，从而使信号在激光上得到加载。此时将激光利用发射端进行发射，在接收端进行接收，利用光检测器对电信号检测，最终使用调节器对信号进行还原。

2光电子技术科学应用于军事领域

（1）激光测距仪。在飞机、坦克、火炮和舰艇中，激光测距仪是这些武器装备的重要组成技术装备，使各战术武器装备在系统上具有更强的攻击力，并且具有更高的准确性。通常情况下，能够使其首发的命中率高于80%，使各武器装备能够充分发挥自身的作用。

（2）热摄像仪。在目前的热摄像仪中，GaAlAs/GaAaQWIRFPA是热摄像仪应用最为广泛的技术，而非制冷IRFPA的热摄像技术，不仅使在极度低温冷却的工作问题得到解决，而且还使热像仪在密度和成本上更具优势。在目前，非制冷热像仪主要应用在低中挡的传感器中，其所采用的阵列主要分为640×480、320×240，其可以进行探测的温差为0.05K。

（3）预警和干扰设备。利用飞机对目标进行一系列的侦测，其主要利用的是加载在飞机上的光电子预警设备，其可以对空间坐标、技术参数等进行确定和侦测，经过相关判断之后，对存在的危险目标进行预警。其主要是利用在不同的物质上、背景上所产生的光电子电磁波存在不一致的反射，将四周反射出来的电磁波与目标进行差异性的比较，以此来得以识别和发现目标之后对其进行跟踪、预警。目前在火箭、导弹中的红外预警器得到应用。

3结语

第2篇

仅今年,电影界由于数字化时代的到来进行了不断的技术革新。以前老式的胶卷放映方式也已经逐渐被取代。因此在全球进入数字化时代之后,全面研究数字化电影技术已经摆在电影工作者的议程上。要对数字电影进行了解就一定要全面学习和了解其工作原理和在放映过程中各种技术的运用,其中就以光学技术的应用尤为重要。在二十一世纪中,光学技术得到了非常良好的发展,在越来越多的行业中光学技术已经发挥着非常重要的作用。特别是在日益火爆的电影行业中,光学技术更是在电影发展史上起到了功不可没的作用。

一、光学技术

所谓的光学,就是对光进行研究的一门科学,其研究的对象就是光的产生,以及光作为一种特殊的物质与普通物质相互的各种作用。光学一直以来作为一门非常独特的科学存在,但是,在光学的发展过程中,光学在最初的纯光研究的基础上得到了长远的发函,目前已经在很多行业得到应用。信息化传递、医疗事业、国防事业等方面都有了非常重要的运用。

二、数字电影放映系统

在数字电影的整个运行系统中,最为重要的部分就是放映的系统,电影放映的质量直接跟电影的放映系统有关。很多观众都觉得,质量上好的放映机加上原始制作的电影,才能够达到最佳的放映效果。但是传统电影在放映过程中都是通过胶卷循环播放,由于放映次数的不断增加,胶卷在放映过程中难免会有一些磨损,随着时间的推移,放映出来的电影,其观影效果肯定不断下降。而数字电影是通过数字化技术,通过数据拷贝的方式进行传递和放映,在放映的过程中不会应为播放次数而影响到播放质量。

目前,传统的使用胶片放映的电影系统已经成为过去,然而就影院的发展而言,数字化电影与传统电影还是具有非常紧密的联系。与传统电影相比较,数字化电影的不同之处在于:数字化放映机以及数字服务器取代了传统的胶卷放映设备,而胶卷更是被硬盘、光纤传到以及卫星发射技术所代替。

三、光学技术在数字电影放映系统中的应用

(一)光学原理在数字电影成像中的应用

1.光学技术在数字电影投影成像中的应用。提到数字电影就不得不提投影技术,如今世界上最为普遍的是采用液晶显示、直接光学放大以及数字化光处理这三种方式。而发展最为成熟的就是数字光处理技术。这个技术的关键原件就在于数字显微原件[1]。其在工作过程中表现出来的工作方式是:通过对半导体中“偶极”效应进行集合,进而对电路中的细微变量以指定的固定轴为基准进行偏转,进而达到驱使更多所需要的显微原件按照所需要的方向进行偏转的目的。根据需要将其中某一特别光线进行投影,那么就可以先微镜的屏幕上面显示出质量良好的画面。

2.光学技术在数字电影彩色成像中的应用。通过光学技术的应用,确实可以在屏幕上面得到相应的图像,但是众所周知,我们目前看到的影片都是色彩分明的,所以要想获取彩色的图像就需要一个可以对光波进行过滤的彩色轮,这样将向靶面照射的光波进行过滤,如图1,2所示。通过蓝、红、绿三色的滤光片共同组成了彩色轮,其在旋转过程中保持着60HZ的频率,在一秒的时间内,可以有180个彩场产生。在这个结构中,通过数字处理技术的运用对彩色的顺序进行处理,然后通过RGB格式的数据陆续由DMD进行储存。然后,彩色论通过接受光系统的聚集,将所接收到的白光照射到已经存储有彩色数据的DMD上,由于彩色轮在不断转换,三原色的色彩会不断按照顺序投放到DMD的表面(如图2所示)。由于视频信号采用的频率与彩色论一样,而且设置成为同步切换,微镜结构就通过对红光强度的感受对“开启”状态进行确定,同理,绿光和蓝光也同样如此。DMD的图像随后被投影到大屏幕上,这样就形成了方形的像素,而这些像素就是我们所看到的影像。由于人眼在观察事物的过程中会有视觉停留的现象,所以在对三原色的光进行不断中和之后,就可以得到彩色的图像。微镜在“开启”状态(-10°)时,投射和聚焦的镜头就会将微镜反射出来的光线投射到屏幕上;反之,在处于“关闭”的情况下,吸收表面就可以将所有光线全部吸收,进而防止光干扰的情况发生(如图1所示)。

图1微镜偏转反射成像示意图

图2光路形成数字投影示意图

(二)光学技术在终端投影镜头中的应用

1.光学技术在镜头工作环境中的应用。光学是一门非常精密的科学,任何一种运用到光学的仪器中都具有非常系统的光学参数作为基础。比如,镜头的焦距参数,投影仪的孔径选择,安装尺寸的确定等等。而数字电影在运用的过程中则是有更多的光学参数,比如投射靶面所需要的具体尺寸,聚光片的厚度以及直径等等。并且,在实际工作时,如果图像达到5000流明以上,就要对氙灯的使用进行考虑。

2.确定镜头焦距。根据我国现在运用最多的BARCO公司出产的有2K像素水平的DP100的机型来说,按照之前已有的设计镜头的经验而言,影院的放映距离都是固定的,所以在影院放映电影的时候,可以通过固定距离进行满足。从上面提到的DP100来看,有35mm-41mm,42mm-52mm,40mm-67mm以及70mm-95mm这几种从35mm到95mm都有覆盖的焦距镜头可供选择,以最少的镜头达到了大多数使用者的要求。但是,尽管种类不过,但是镜头的制作成本却非常贵,使用者在采购的过程中需要有很大的投入。基于此,我们过自己设计了可以进行变焦的镜头,我们生产出了从40mm到120mm的10钟变焦镜头,在对上述进行进行满足的情况下,其使用成本得到大大降低。

3.确定光学镜头后工作的距离。有两种方法可以确定出工作距离,第一就是对电影放映机的光学部分进行实地测量,通过最直接的方式得到数据,但是光学部分的仪器都非常精密和贵重,所以一直以来都是被封存在一个非常密封的地方,在具体的测量操作上有一定的困难[3];第二种方法就是对靶面的数据以及聚光片和分光作用的数据进行了解后,根据光的逆向原则可以计算出这种工作距离。这种方法相对于前一种而言具有更容易操作的可行性。

4.确定镜头结构。基本上每一个非常了解光学技术的工程师都知道,在电影放映镜头的后工作距离与焦距之间的比例一直维持在0.5-0.7中,而且镜头的设计也并不复杂。但是如果镜头的焦距有40mm,那么这两者的比例就会直线上升到3.这样就只有通过远心的镜头结构。因为这种镜头的孔径比较小,在设计的过程中难度非常大,同时这种镜头的耐高温能力也要非常强,通常都是在6000流明的条件小工作。所以只能够通过全权分离的方式对远心光路进行改进,以此来满足上述所需的要求。

(三)像差

通过光学原理的方式进行投影成像,其画面的质量也会因为光学的像差而受到一定的影响,电影院所运用的放映机也同样如此[3]。光源、分离色光、靶面投射、聚合镜片以及投射镜头都会影响最终放映图像的效果,影响观众观看影片的效果。因此,研究投影像差、根据光学原理减少像差就变得极其重要。

第3篇

关键词：光学技术；数字电影放映；应用

进入数字电影时代以来，传统胶片电影的放映系统已经逐步淡出了电影舞台，影院工作者们曾经轻车熟路的放映胶片电影的技术也几乎没有用处了，因此，要了解数字电影放映系统，发展完善其放映技术，就必须深入开展数字电影放映系统工作原理和程序的研究。21世纪以来，光学技术的应用范围日益增加，研究和探讨光学技术在电影放映系统的应用不但可以了解光学技术在该领域的应用实效，而且可以增加人们对数字电影放映系统的知识累积，促进电影行业的稳健发展。

一、光学技术

光学，即研究光的科学，它的主要研究对象为光的产生、本质以及光与物质的相互作用。虽然光学是一门专门的学科，但是就光学的发展性来说，光学及自身工程学的应用领域已经发生了很大的变化。光学技术是一种应用极为广泛的载体，几乎所有大型系统都需要发挥其载体作用，信息技术、医疗行业、能源应用等诸多领域都需要光学技术的支持和传载。

二、数字电影放映系统

数字电影系统最重要的部分就是放映系统，它是决定数字电影放映实际效果的最终技术关口。绝大多数观众认为只有好的电影放映机加上最原始的拷贝电影，电影画面才能栩栩如生。然而，传统的胶片电影因为放映次数的增加，质量会随之下降，数字电影的效果不如将原始胶片电影进行拷贝的效果，但是他们也不得不承认数字电影的质量不会随着放映次数的增多而有所改变。

虽然传统胶片电影已经淡出电影舞台，但是从电影院发展放映技术的历程来看，数字电影放映系统的工作原理和使用的技术同传统的胶片电影的放映技术之间并不存在不可逾越的差距。同传统胶片电影相比，数字电影放映方式有所变化的是：胶片电影的放映机被数字电影的放映机和服务器所取代，卫星、光纤、硬盘等数字载体取代了传统的胶片拷贝。

三、光学技术在数字电影放映系统中的应用

（一）光学原理在数字电影成像中的应用

1.光学技术在数字电影投影成像中的应用

现今使用最为广泛的电影投影技术主要有数字光处理、直接光放大影像以及液晶显示三种，发展最为成熟的是数字光处理技术。数字光处理技术的关键部分是数字微镜器件[2]。它的工作原理：通过集合半导体晶片的“偶极”效应来驱使电路内部的微小动量围绕某一固定的轴进行偏转，以达到使在转向结构中位置相对固定的所有微镜都发生有规律的偏转的目的，在这种情况下，如果能够对电场电路进行控制，这些微镜就能按照电路控制进行预定的方向偏转，而照在微镜上面的光线也会随之反射在不同方向。把其中同一方向的光线经过镜头投射在银幕上，就形成了微镜在银幕上组成的图像了。

2.光学技术在数字电影彩色成像中的应用

光学技术应用在投影成像中虽然能得到图像，但是要得到完整的彩色图像，必须要将一个过滤光波的彩色轮应用在照射至靶面的光路中，如图1，2所示。彩色轮是由扇形的红色、绿色和蓝色的滤光片组成，它的旋转频率为60Hz，一秒内能刷出180个彩场。在该结构中，数字处理技术在确定彩色模式的顺序后，其被分解为RGB的数据会按照对应顺序存储入DMD。随后，彩色轮接收到聚光系统聚集的白光后，会将白光以单色光的形式照射到DMD的表面，随着彩色轮的旋转，红光、绿光和蓝光都会依序投射到DMD表面（如图2所示）。因为视频信号同彩色轮是同步的，因此当红光投射到DMD表面时，微镜就会根据红光的强度和位置等信息而决定“开启”状态，其他两种光线也是如此。DMD的图像被投射到屏幕以后就会形成方形的像素，这些像素就构成了数字投影的图像。人眼的“暂留视觉”将红光、绿光和蓝光的信息进行综合以后，就能得到全部的彩色图像了。微镜在“开启”状态（-10°）时，投射和聚焦的镜头就会将微镜反射出来的光线投射到屏幕上；相反，在“关闭”状态时，吸收表面就会将反射出来的光线吸收干净，从而消除无效光线干扰图像的可能性（如图1所示）。

（二）光学技术在终端投影镜头中的应用

1.光学技术在镜头工作环境中的应用

任何使用光学技术进行投影的系统，都必须有关于工作环境参数的具体要求，如镜头焦距、投影孔直径和安装尺寸等[1]。数字电影的放映镜头需要考虑的工作参数则更多，如投射靶面的尺寸、靶面反射彩色轮单色光线的光程、聚合镜片的有效厚度、分离色彩光线、镜头鉴别靶面像素的极限值等等。同时，在实际操作过程中，一旦图像亮度超过5000流明，就要考虑氙灯使用时产生的过高温度，提高镜头耐高温的水平。

2.确定镜头焦距

按我国目前使用最为广泛的BARCO公司出产的有2K像素水平的DP100的机型来说，依据以往设计和使用放映电影镜头的经验，影院都是在固定距离下进行放映，因此固定镜头的设计符合绝大部分影院的要求。从上面提到的DP100来看，有35mm-41mm， 42mm-52mm，40mm-67mm以及70mm-95mm这几种从35mm到95mm都有覆盖的焦距镜头可供选择，以最少的镜头达到了大多数使用者的要求。然而，虽然变焦镜头的种类较少，但是其价格相当昂贵，增加了使用者的消费成本。所以，通过自行设计变焦镜头，我们生产出了从40mm到120mm的10钟变焦镜头，在涵盖范围同上述机型基本一致的前提下，大大降低了使用者的采购成本。

3.确定光学镜头后工作的距离

要确定后工作距离有两种方法，第一种就是对放映机的光学引擎进行实际测量，但是因为光学引擎作为放映机的关键部分被存放在一个密封的地方，我们很难对其进行实际测量[3]；第二种方法则是在了解靶面的长和宽以及分离色光和聚合镜片的形式后，根据逆向运算其对应比例得出相近的后工作距离的数值。这种运算方式能够实现，最主要的原因是分离色光和聚合镜片的形式都是固定的，其计算尺寸也是根据光束的尺寸而进行比例缩放的，在整个逆向计算过程中，唯一的可变因素就是分离红光和绿光的角度差异，而这个差异可以从放映机的外型结构获得，无需进入机器内部，相对第一种方法更为方便。

4.确定镜头结构

所有对光学技术了解透彻的工程师们都清楚的知道，当电影放映镜头的后工作距离同焦距的比例在0.5-0.7的范围内时，镜头的结构设计比较简单。然而，一旦镜头焦距达到40mm，两者之间的比例接近于3，这种情况下就只能选择远心光路的镜头结构。因为远心光路的镜头孔径相对较小，其设计难度较大，再加上要将镜头要承受照度为6000流明时的高温纳入考虑范围，因此，只能将远心光路进行权全分离式的改进，以期使改进后的结构满足以上所有要求。

（三）像差

使用光学技术形成的投像画面，画质效果会受到光学像差的影响，电影放映机也不例外[3]。光源、分离色光、靶面投射、聚合镜片以及投射镜头都会影响最终放映图像的效果，影响观众观看影片的效果。因此，研究投影像差、根据光学原理减少像差就变得极其重要。

四、结语

数字电影是以数码技术为工具进行拍摄、传播和保留的具有广大观众源的新型电影，光学技术对数字电影放映系统领域的发展有着至关重要的作用。了解光学技术在数字电影系统中的应用范围和应用原理是符合社会需要的具有实际意义的课题，它不但能满足学者们研究光学技术领域的要求，而且能为人们不断发展和完善数字电影放映系统提供技术支持和保障。

参考文献：

[1]陈琛，左治君，李臣友.数字电影放映系统中的光学技术[J].现代电影技术，2007（10）：39-43.

[2]胡威捷.光学技术的新概念及其发展趋势的探讨[J].光学技术，2011（06）：11-14.

[3]邹静娴.数字光处理（DLP） 投影系统[J].电视技术，2003（1）：4-8.