振幅型空间光调制器设计与应用研究

论文摘要

本文在充分研究液晶理论和光电联合变换理论的基础上,制成了振幅型空间光调制器并且将其应用到光电联合变换中进行指纹识别。主要做了以下几个方面的工作：(1)首先强化空间光调制器概念,然后通过对液晶光电特性的分析以及琼斯矩阵模型得出振幅型空间光调制器的调制理论,为后续制作做好了基础。(2)有了理论基础,选取合适的液晶屏,本文选取了索尼公司的LCX026BLT作为空间光调制器的液晶屏,并且使用了索尼公司配套的驱动芯片进行硬件电路的设计。制作好振幅型空间光调制器后对其进行振幅特性的测试,并取得了良好的效果。(3)在进行光电联合变换指纹识别之前对联合变换器的结构和原理进行了分析,然后对联合变换中各器件的参数进行分析研究,为后续的实验做好了准备。(4)有了联合变换的理论基础和参数的分析与设定,利用自己设计制作的振幅型空间光调制器进行光电联合变换指纹识别实验,分别取相同指纹和不同指纹进行测试,通过对其相关输出功率谱的分析,得出了相同指纹互相关峰明显,不同指纹相关峰很低的实验结果,符合事先的预期。本论文还有一些不足之处,比如在不同指纹的识别上,互相关峰值不是特别的理想,可以通过对指纹进行方向滤波或者改进实验方法来取得更好的效果。希望可以通过进一步的研究使其更加完善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 空间光调制器概述
• 1.1.1 空间光调制器的分类
• 1.2 基于扭曲向列液晶的空间光调制器
• 1.3 课题的研究背景及意义
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 TN-LCSLM的基本理论
• 2.1 液晶材料的特性
• 2.1.1 液晶的分类
• 2.1.2 液晶的电光特性
• 2.1.3 扭曲液晶盒的原理
• 2.1.4 液晶的琼斯矩阵模型
• 2.2 TN-LCSLM的调制原理
• 2.2.1 扭曲向列显示屏的基本结构
• 2.2.2 扭曲向列显示屏的工作原理
• 2.2.3 TN-LCSLM调制特性理论分析
• 2.2.4 TFT-SLM工作原理
• 第三章 振幅型空间光调制器驱动电路及测试
• 3.1 空间光调制器驱动电路的硬件实现
• 3.1.1 液晶屏的参数及功能
• 3.1.2 输入信号的预处理
• 3.1.3 视频信号的数字化与处理分析
• 3.1.4 系统同步的实现
• 3.1.5 锁相环单元
• 3.1.6 液晶屏的驱动实现
• 3.1.7 电源的设计
• 3.1.8 单片机的电路设计
• 3.2 整体电路的设计
• 3.3 振幅型空间光调制器的特性测量
• 3.3.1 实验系统的搭建
• 3.3.2 功率计测量法测量液晶空间光调制器振幅特性
• 3.4 实验结果与分析
• 第四章 联合变换相关器的结构和原理
• 4.1 傅里叶变换透镜系统及性质
• 4.1.1 透镜系统的傅里叶变换
• 4.1.2 傅里叶变换透镜的性质
• 4.2 光学联合变换相关器原理
• 4.3 联合相关器中的参数设定和分析
• 4.3.1 傅里叶变换透镜的参数设定
• 4.3.2 光电联合变换相关器中各元器件结构参数之间的关系
• 第五章 光电混合实时指纹识别系统
• 5.1 光电联合变换指纹识别系统实现
• 5.2 光电联合变换指纹识别系统仿真
• 5.3 光电联合变换指纹识别系统测试
• 结论
• 参考文献
• 致谢