半导体激光显示中散斑问题的研究

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在显示技术不断发展的今天,随着对于激光的研究进一步深入,激光显示的优势逐渐得到体现。激光作为光源,其单色性很好,并且有着很窄的光谱线宽,这些特点使得激光成像的颜色饱和度高,显示的颜色数多,比传统光源有着更宽的色域,并且在画面亮度的方面也更有优势。激光显示除了上述的优点,其发展也面临一些困难,其中,由于激光光束高度相干性而产生的激光散斑,会降低图像的质量,阻碍激光显示的发展。因此,对激光散斑的研究和散斑抑制工作是这个领域内研究的一个重点。在本文中,我们针对激光投影显示设计了一种投影照明系统,该系统使用的光学元件结构简单,占用空间小,可以很好地运用于投影仪的设计和使用中并保持良好的光效。该系统中针对激光散斑的成因设计了一种复合型的散斑抑制方案,包括扩散轮、扩散片和混合光源,这种消散斑方法可以将白场的散斑对比度从0.132降低至0.035,在人眼的识别极限以下。本文的研究内容如下:1.介绍显示技术中激光显示的发展,说明了激光作为光源的优势和未来发展的潜力,并且从显示芯片的分类和光源的分类介绍了投影仪系统,引入了激光作为光源所带来的散斑问题。2.详细介绍了什么是激光散斑以及激光散斑的形成原理,从抑制散斑的两种方式概括了前人对于散斑的相关研究工作,在数学上分析了散斑的统计特性和叠加原理,为消散斑方法的提出提供理论基础。3.设计了一种照明系统,系统包括了扩散轮、扩散片和混合光源三种消散斑方法,该系统在Lighttools模拟中可以很好地运用于合光光路和投影镜头,保证了DMD(Digtial Micromirror Devices)上的效率和屏幕端的均匀性。模拟了消散手法对于光强分布的优化,验证了散斑抑制的可行性,搭建实验平台作进一步测试,利用散斑测量方法分别对不同位置放置不同角度扩散片的散斑对比度情况,并同时测量了对应条件下屏幕端照度均匀性和光通量的情况。
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