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1、碩士學位論文基于偏振光復用方法的微投影顯示技術研究RESEARCHONTHETECHNOLOGYOFMICROPROJECTIONDISPLAYBASEDONPOLARIZATIONMULTIPLEXINGMETHOD王安妮哈爾濱工業(yè)大學2016年6月國內圖書分類號:TM301.2學校代碼：10213國際圖書分類號：62-5密級：公開工學碩士學位論文基于偏振光復用方法的微投影顯示技術研究碩士研究生：王安妮導師：張樹青申請學位：工學碩士學科：光學工程所在單位：航天學院答辯日期：2016年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學Classifi
2、edIndex:TM301.2U.D.C:62-5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHETECHNOLOGYOFMICROPROJECTIONDISPLAYBASEDONPOLARIZATIONMULTIPLEXINGMETHODCandidate：WangAn-niSupervisor：ZhangShu-qingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：OpticalEngineeringA
3、ffiliation：SchoolofAeronauticsDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要微投影顯示技術已經(jīng)廣泛應用于商業(yè)化生產(chǎn)中，受到大眾消費市場的青睞。目前，該技術正朝著高亮度、高均勻性、高分辨率、長壽命以及小體積的方向發(fā)展。LCoS（LiguidCrystalonSilicon）作為一種常用的空間光調制器，其只能被偏振光點亮，對于入射的自然光就會造成一半以上的能量損
4、失。為了提高照明系統(tǒng)的能量利用率，本文提出一種基于方棒的偏振光復用方法，并完成整體光學引擎的設計及性能分析工作。首先，對目前常用的幾種偏振光復用方法進行原理性分析，總結利弊，針對其弊端提出一種基于方棒的偏振光復用方法。闡述其工作原理，并以虛光源陣列以及方棒的擴展量為理論基礎，分析方棒的最佳尺寸，使得在方棒的出射端獲得高效而均勻的光束。依據(jù)其工作原理，完成對偏振轉化系統(tǒng)PCS（PolarizationConversionSystem）的結構設計。其次，將該偏振光復用方法應用于照明光學系統(tǒng)的設計中，主要完成分束系統(tǒng)和會聚系統(tǒng)的設計。其中
5、，分束系統(tǒng)的作用是將方棒所形成的虛光源陣列對應成像到PCS元件上；會聚系統(tǒng)的作用是將經(jīng)偏振轉化后的光束進行會聚，使之與LCoS照明面相匹配。最后，完成投影光學系統(tǒng)的設計和光學引擎的整體性能分析。首先確定了投影光學系統(tǒng)的的參數(shù)指標，選擇初始結構，利用Zemax軟件完成投影系統(tǒng)的光學設計。之后，對該系統(tǒng)的成像質量進行評價，設計結果滿足系統(tǒng)要求，并完成光學系統(tǒng)的公差分析。最后在TracePro分析軟件中對所設計的光學引擎進行建模，得到LCoS顯示芯片以及投影屏幕上的照度分布圖。分析結果表明，到達LCoS芯片以及投影屏幕上的能量利用率分別為
6、67%和63%，通過9點ANSI方法計算得到投影屏幕上的照度均勻性為95%。由此得知，這種基于方棒的偏振光復用方法能夠在保證照度均勻性的同時，有效提高照明系統(tǒng)的能量利用率。關鍵詞：微投影顯示；硅基液晶；能量利用率；方棒；偏振光復用；LED-I-哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractThetechnologyofmicroprojectiondisplayhasbeenwidelyusedinthecommercialproduction,anditisgainingfavorinthemassmarket.Recently,
7、itisdevelopingtowardshighbrightnessanduniformity,fineresolution,longservicelifeandsmallvolume.Asakindoffrequently-usedspatiallightmodulator(SLM),LCoSrequirelinearlypolarizedlighttooperate,thiscausesatleasthalfoftheincidentnaturallightlost.Fortheimprovementofenergyeffic
8、iency,apolarizationmultiplexingmethodbasedonlightpipesisproposed.Andwiththismethod,thedesignofopticalengineandtheanal
