a)為c型單元結(jié)構(gòu)的俯視圖，(b)為c型單元結(jié)構(gòu)的安裝示意圖；圖3是本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)可調(diào)的多功能二維聲學(xué)超材料透鏡的c型單元結(jié)構(gòu)在不同頻率下，相對折射率隨旋轉(zhuǎn)角度的變化曲線；圖4是本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)可調(diào)的多功能二維聲學(xué)超材料透鏡的聚焦功能示意圖，(a)為聚焦透鏡的原理圖，(b)為聚焦透鏡的折射率分布，(c)為聚焦透鏡在工作頻率7000hz的仿真結(jié)果；圖5是本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)可調(diào)的多功能二維聲學(xué)超材料透鏡的發(fā)散功能示意圖，(a)為發(fā)散透鏡的原理圖，(b)為發(fā)散透鏡的折射率分布，(c)為發(fā)散透鏡在工作頻率7000hz的仿真結(jié)果；圖6是本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)可調(diào)的多功能二維聲學(xué)超材料透鏡的偏折功能示意圖，(a)為偏折透鏡的原理圖，(b)為偏折透鏡的折射率分布，(c)為偏折透鏡在工作頻率7000hz的仿真結(jié)果；圖7是本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)可調(diào)的多功能二維聲學(xué)超材料透鏡的高透射功能示意圖，(a)為高透射透鏡的原理圖，(b)為高透射透鏡的折射率分布，(c)為高透射透鏡在工作頻率7000hz的仿真結(jié)果；圖8是本實用新型實施例中旋轉(zhuǎn)可調(diào)的多功能二維聲學(xué)超材料透鏡在7000hz下的實驗結(jié)果，(a)為高斯聲波在空氣中的聲壓場測試結(jié)果，。負(fù)菲涅爾透鏡生產(chǎn)廠家電話多少？遼寧熱紅外透鏡生產(chǎn)企業(yè)
并且可以在z方向上具有大約500μm到2mm之間的任意厚度。于在***多個vcsel402和第二多個vcsel404內(nèi)可以存在任意數(shù)目的vcsel結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意的是，所示出的尺寸不是按比例畫出的，*出于清楚的目的而提供的。例如，襯底302被示出為具有類似于vcsel402或404中的每個vcsel的厚度的厚度(z軸方向上的尺寸)。但是，襯底302可以比其他層更厚，例如，具有50μm到950μm的厚度或者任何其他適當(dāng)厚度，如根據(jù)本公開將明白的。根據(jù)實施例，***多個vcsel402中的每個vcsel的孔徑寬度(d1，類似于直徑)不同于第二多個vcsel404中的每個vcsel的孔徑寬度(d2)。通過改變孔徑寬度，橫向激光模式的數(shù)目也隨著主導(dǎo)的橫向激光模式的峰值波長一起改變。換言之，具有相同孔徑寬度的每組vcsel產(chǎn)生它們自己的斑點圖案，因為斑點圖案取決于照明光的波長。在圖4所示的示例中，***多個vcsel402將產(chǎn)生***斑點圖案，而第二多個vcsel404將產(chǎn)生不同的第二斑點圖案。斑點減少基于對檢測器的空間和時間分辨率內(nèi)的n個**斑點配置進(jìn)行平均。例如，在所有n個**斑點配置具有相等的平均強(qiáng)度的情況下，斑點噪聲被減少因子由于斑點圖案取決于照明光的波長，所以在由該表面創(chuàng)建的平均相對相移≥2π的情況下。湖北制造紅外透鏡生產(chǎn)企業(yè)菲涅爾透鏡投影儀生產(chǎn)廠家電話多少？
由于激光斑點的出現(xiàn)從一開始(實際上在圖像捕捉時，通過激光源設(shè)計)就被管理或以其他方式減少，所以也消除或以其他方式降低了對于捕捉圖像上的基于斑點的后處理的需求。根據(jù)實施例，用在結(jié)構(gòu)化光投影儀中的激光源包括襯底、布置在襯底上的一個或多個***vcsel、以及布置在襯底上的一個或多個第二vcsel。一個或多個***vcsel各自具有***孔徑寬度，并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。一個或多個第二vcsel各自具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度，并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。使用具有不同孔徑寬度的vcsel的陣列提供了具有不同波長的發(fā)射輻射，從而提供了不同的斑點圖案。當(dāng)在檢測器上被接收時不同的斑點圖案被平均，此時斑點噪聲被減少或基本消除。從各種vcsel結(jié)構(gòu)發(fā)射的光可以被調(diào)制，以在物體上形式特定圖案(網(wǎng)格、點陣等)。調(diào)制可以包括創(chuàng)建相長干涉和相消干涉的區(qū)域，以有效地將光輸出“圖案化”為任何期望的圖案?？梢允褂酶鞣N技術(shù)對光進(jìn)行調(diào)制，這些技術(shù)包括諸如透鏡和衍射元件之類的光學(xué)組件的結(jié)合。但是，本文描述的實施例將包括兩種或更多材料的亞波長結(jié)構(gòu)(sws)直接集成到vcsel結(jié)構(gòu)上以操控光輸出。
用等效參數(shù)表征c型單元結(jié)構(gòu)的特性。選取c型單元結(jié)構(gòu)時，要選取折射率范圍符合設(shè)計要求，并且阻抗相對較小的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計的聲學(xué)超材料透鏡中心頻率為7000hz，十分之一波長約為5mm，相鄰兩個c型單元結(jié)構(gòu)間距為5mm。為了實現(xiàn)更多功能，每個c型單元結(jié)構(gòu)的折射率變化范圍需要盡可能的大，同時折射率的最小值要接近于1?？紤]到3d打印的加工精度以及尺寸限制，經(jīng)優(yōu)化后我們?nèi)型單元結(jié)構(gòu)的外半徑r＝，圓環(huán)寬度w＝，開口角度θ＝145°，旋轉(zhuǎn)角度從158°變化到252°，中心頻率7000hz，折射率變化范圍為。圖3給出了c型單元結(jié)構(gòu)在不同頻率下，相對折射率隨旋轉(zhuǎn)角度的變化曲線，這些曲線的偏差很小，說明該c型單元結(jié)構(gòu)具有一定的帶寬。本實施例中，設(shè)計了四種功能的聲學(xué)超材料透鏡，分別是聚焦透鏡、發(fā)散透鏡、偏折透鏡和高透射透鏡。首先是聚焦透鏡，它將入射的平面波匯聚在一個點上，其原理圖如圖4(a)所示，假設(shè)兩束相距△y的波束從垂直c型單元結(jié)構(gòu)側(cè)面的方向入射到透鏡上，根據(jù)費馬原理，在均勻媒質(zhì)中，光程等于距離乘以折射率。將聲波類比于光波，為了實現(xiàn)聚焦功能，入射波波前s1和出射波波前s2光程要相同。聲學(xué)超材料透鏡的長度為l，寬度為w，焦點與透鏡的距離為f。菲涅爾透鏡優(yōu)點怎么樣？
適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)化光投影儀通常包括激光設(shè)備，該激光設(shè)備采用衍射圖案實現(xiàn)期望的結(jié)構(gòu)化光圖案。一個示例激光設(shè)備是結(jié)合激光條紋使用的垂直腔面發(fā)射激光器(vcsel)。但是，存在與這種配置相關(guān)聯(lián)的局限。例如，使用激光條紋獲取精確的剖面信息的局限主要歸因于與激光相關(guān)聯(lián)的噪聲和采樣誤差，因為激光條紋的中心可能不是在相機(jī)的像素中心成像并且可能不是檢測到的強(qiáng)度峰值。當(dāng)在圖像上定位激光條紋的中心時出現(xiàn)采樣誤差。存在嘗試從激光條紋提取相關(guān)信息的諸如，比較大強(qiáng)度、強(qiáng)度中心、高斯擬合、以及過零點之類的圖像處理技術(shù)。與這些技術(shù)中的若干技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問題在于，其給出了比較高峰值的位置，但是該位置不是條紋的真實中心。與激光相關(guān)聯(lián)的噪聲主要采取激光斑點的形式，該激光斑點當(dāng)從該部分的表面被反射出來時是激光的強(qiáng)度剖面的振蕩并且是由激光的相干導(dǎo)致的。可以使用對接收的圖像的數(shù)字后處理來補(bǔ)償激光斑點。但是，這會是計算密集的并且導(dǎo)致相對較高的功率消耗，并且進(jìn)一步導(dǎo)致3d圖像的創(chuàng)建的延遲。因此，根據(jù)本公開的實施例，結(jié)構(gòu)化光投影儀采用新型激光源設(shè)計，該激光源設(shè)計在相對于標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)不增加計算負(fù)擔(dān)的條件下減少或基本消除了激光斑點。另外。菲涅爾透鏡生產(chǎn)廠家訂制價格。湖北制造紅外透鏡生產(chǎn)企業(yè)
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在一些實施例中，襯底302是玻璃襯底(例如，pyrex襯底或硼硅玻璃襯底)或藍(lán)寶石襯底(al2o3)。根據(jù)實施例，橫跨襯底302的表面的每個vcsel結(jié)構(gòu)304彼此各不相同。每個vcsel結(jié)構(gòu)304包括具有多個鏡像層(例如，布拉格反射器)的層堆疊，這些鏡像層將多個量子阱層夾在中間，以生成從每個vcsel結(jié)構(gòu)304的頂部傳導(dǎo)出來并且沿襯底302的表面的法線的激光輻射。每個vcsel304可以按順序布置在襯底302的整個表面。在一個示例中，vcsel304被布置在2d陣列圖案中，每個vcsel在橫跨襯底302的表面的x方向和y方向上相隔相同的距離。也可以按照其他順序模式布置vcsel304，或者可以將其被布置在偽隨機(jī)圖案中。盡管襯底302被示出為具有圓形，但這不是限制性的，并且襯底302可以具有任何形狀和大小。在一些實施例中，襯底302是來自在x方向和y方向上具有毫米或厘米級的尺寸的較大襯底的沖模(die)。另外，在一些實施例中，從數(shù)百個vcsel到數(shù)百萬個vcsel甚至更多的任意數(shù)目的vcsel304可以被布置在襯底302上。圖4示出了根據(jù)實施例的具有***多個vcsel402和第二多個vcsel404的襯底302的側(cè)視圖。***多個vcsel402和第二多個vcsel404中的每個vcsel單獨地從襯底302的表面向外延伸。遼寧熱紅外透鏡生產(chǎn)企業(yè)
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