激光投影系統(tǒng)中典型非成像光路器件對(duì)散斑的影響.pdf

1、激光投影系統(tǒng)中，當(dāng)相干的激光照射到粗糙的屏幕上時(shí)，在屏幕上會(huì)形成人眼可以識(shí)別的激光散斑。散斑會(huì)嚴(yán)重的降低圖像質(zhì)量，因此應(yīng)當(dāng)予以消除。而不考慮投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，位置、方法單一的散斑抑制方案很難兼顧散斑抑制效果、光能利用率和系統(tǒng)尺寸。
　　本課題從投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身出發(fā)，以投影系統(tǒng)中非成像光路典型結(jié)構(gòu)和器件對(duì)激光光源特性（如，偏振特性、相干性）的影響為研究對(duì)象，進(jìn)而探討相應(yīng)的散斑抑制方法。
　　首先，針對(duì)投影系統(tǒng)中的光通管結(jié)構(gòu)對(duì)于

2、激光偏振特征以及相應(yīng)的偏振激光散斑的影響開展研究，首次發(fā)現(xiàn)和定量分析了光通管結(jié)構(gòu)對(duì)入射的線偏振激光的偏振態(tài)的影響。在ZEMAX中建立了線偏振光在三種光通管結(jié)構(gòu)（實(shí)心光通管、鍍金屬膜的空心光通管、鍍多層介質(zhì)膜的空心光通管）中傳輸?shù)姆抡婺Ｐ?，并?duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致表明：入射光的偏振角是影響輸出光偏振態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)入射光的偏振角為45°時(shí)會(huì)得到最佳的退偏振和散斑抑制效果。另外，文章對(duì)于非成像光路中的其他器件，如：

3、光源驅(qū)動(dòng)電流、非保偏光纖、非保偏散射片對(duì)于激光偏振態(tài)的影響開展了研究，并提出和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種正交偏振的散斑抑制方案。本部分研究結(jié)果對(duì)于通過投影機(jī)固有器件對(duì)激光偏振態(tài)和散斑的影響研究具有價(jià)值。
　　其次，針對(duì)非成像光路中的散射器件的結(jié)構(gòu)特征對(duì)散斑的影響開展研究。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了散射片表面形貌對(duì)運(yùn)動(dòng)散射片抑制散斑的影響以及引入的驅(qū)動(dòng)散斑對(duì)屏幕散斑對(duì)比度的影響，提出一種在非成像光路中采用運(yùn)動(dòng)的NOA73材料的微透鏡陣列結(jié)構(gòu)的散斑抑制方案并實(shí)驗(yàn)

4、驗(yàn)證，該方案在獲得較高的透光率的同時(shí)，可有效的降低散斑對(duì)比度。
　　第三，通過對(duì)現(xiàn)有的光源照明角度多樣化實(shí)現(xiàn)不相關(guān)散斑圖樣的二維模型的局限性進(jìn)行分析。首次提出了基于球坐標(biāo)系的照明角度多樣化的三維空間模型。在該模型下，任意具有確定照明方向的散射矢量可以通過三個(gè)參量：r,θ和Δφ完全表示，一個(gè)新的參量Δφ被引入，用以描述任意兩散射場(chǎng)映射在在散射面上的矢量差Δqt。在三維空間模型中通過理論計(jì)算和數(shù)值仿真分析計(jì)算了任意兩光源實(shí)現(xiàn)獨(dú)立散斑圖