激光投影系統(tǒng)中典型非成像光路器件對散斑的影響.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，在屏幕上會形成人眼可以識別的激光散斑。散斑會嚴(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，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)和器件對激光光源特性（如，偏振特性、相干性）的影響為研究對象，進(jìn)而探討相應(yīng)的散斑抑制方法。
　　首先，針對投影系統(tǒng)中的光通管結(jié)構(gòu)對于

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停Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行了實驗驗證。仿真分析和實驗結(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°時會得到最佳的退偏振和散斑抑制效果。另外，文章對于非成像光路中的其他器件，如：

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

4、驗證，該方案在獲得較高的透光率的同時，可有效的降低散斑對比度。
　　第三，通過對現(xiàn)有的光源照明角度多樣化實現(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參量：r,θ和Δφ完全表示，一個新的參量Δφ被引入，用以描述任意兩散射場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算和數(shù)值仿真分析計算了任意兩光源實現(xiàn)獨立散斑圖