本文關鍵詞：超薄3D顯示的衍射導光器件研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：裸眼3D顯示技術不需要佩戴任何助視設備即可獲得三維效果,更符合人們的觀察需求,是三維顯示技術的發(fā)展方向,受到廣泛關注。指向性背光技術結合了背光技術與三維顯示技術的優(yōu)勢,為裸眼3D顯示技術提供了新的技術手段,成為了領域的研究熱點。目前國內外關于指向性背光大都是基于幾何光學原理進行設計的,像素型基于波動光學原理的納米光柵指向性背光技術,結合波導背光照明,可以實現(xiàn)多視角全方位的裸眼3D顯示,具有結構緊湊、串擾小的優(yōu)勢。本文詳細論述了像素型納米光柵指向性背光技術,對其進行了理論和實驗的研究。首先利用嚴格耦合波理論分析了納米光柵的衍射特性,編程計算了納米光柵的各級衍射效率與光柵槽深、光柵占空比、入射光線的入射角度等之間的關系,按照需求優(yōu)化納米光柵參數(shù)。利用廣義光柵方程分析了納米光柵透射衍射方向與入射光的角度、光柵周期、光柵取向等參數(shù)之間的關系;計算分析了光柵像素衍射遠場場強分布情況。然后根據(jù)應用要求對納米光柵導光結構進行了設計。針對矩形波導結構和波導背光照明與顯示參數(shù),結合紅、綠、藍三色發(fā)光二極管或者激光二極管陣列光源,根據(jù)顯示平面納米光柵坐標與觀察平面視點坐標之間的關系,設計了出射主波長為650nm、532 nm、450 nm的納米光柵像素導光結構。闡述了一種利用紫外連續(xù)變空頻光刻技術制作納米結構模版的方法原理,實現(xiàn)了變周期和取向的納米光柵像素的高效制作。通過實驗驗證了出光效率與視角的關系,得到的各視角出光效率在5%左右,與理論相一致;同時實驗還分析得出波導表面光提取效率隨著光線傳輸距離增大呈線性衰減,經(jīng)過表面六次出光后,效率衰減了30%,對實驗中存在的誤差進行了理論分析。最后文章通過實驗探究了納米光柵像素指向性導光板方向性導光的性能,證明了納米光柵像素能夠實現(xiàn)任意方向的定向導光,同時實驗中還成功的利用納米光柵像素實現(xiàn)了圖像的分離;實驗中制作了4cm×4cm面積的定頻和變頻的多視角3D圖像,比較兩種方式實現(xiàn)的效果,變頻方式得到的圖像亮度均勻性更高,圖像質量更好,為更加真實的貼近顯示,實驗中制作了4cm×4cm面積的指向性白板作為背光源,采用掩膜版作為圖像顯示器,經(jīng)過對準,可以觀看到具有明顯景深的立體圖像。
【關鍵詞】：納米光柵像素 槽深 方向性導光 連續(xù)變空頻 光刻 3D顯示
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN873
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• abstract6-10
• 一、引言10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 指向性背光顯示技術11-14
• 1.2.2 目前存在的問題14-15
• 1.3 論文的研究內容與結構15-16
• 1.4 論文的創(chuàng)新點與特色16
• 1.5 總結16-17
• 二、基本理論17-25
• 2.1 嚴格耦合波理論17-20
• 2.2 像素型光柵方向性導光板的導光原理20-23
• 2.3 紫外連續(xù)變空頻光刻原理23-24
• 2.4 總結24-25
• 三、裸眼 3D顯示中的指向性導光板結構設計25-47
• 3.1 像素型光柵導光板模型的建立26-29
• 3.1.1 光源26-28
• 3.1.2 波導（lightguide）28
• 3.1.3 光源準直耦合28-29
• 3.2 像素單元大小的確定29-30
• 3.3 像素型光柵周期和溝槽取向的計算30-31
• 3.4 像素單元衍射效率分析31-44
• 3.4.1RSOFT模擬軟件32-35
• 3.4.2 槽深對納米光柵衍射效率影響分析35-41
• 3.4.3 入射角度對納米光柵衍射效率影響分析41-43
• 3.4.4 占空比對納米光柵衍射效率的影響分析43-44
• 3.5 光柵像素的遠場分布44-45
• 3.6 總結45-47
• 四、像素型納米光柵制作與實驗研究47-59
• 4.1 紫外連續(xù)變空頻光刻制作納米光柵像素47-50
• 4.1.1 槽深的控制47-49
• 4.1.2 變頻變取向的納米光柵像素的制作49-50
• 4.2 多視角納米光柵結構的導光性能研究50-51
• 4.3 導光板出光效率與視角的關系研究51-52
• 4.4 導光板出光效率與光傳輸距離的關系研究52-53
• 4.5 納米光柵的圖像分離與 3D顯示實驗效果分析53-58
• 4.5.1 納米光柵實現(xiàn)圖像的分離53-54
• 4.5.2 定頻 3D顯示效果實驗54
• 4.5.3 變頻 3D顯示效果實驗54-57
• 4.5.4 實驗分析57-58
• 4.6 總結58-59
• 五、結論與展望59-61
• 5.1 論文總結59-60
• 5.2 論文今后工作60-61
• 六、參考文獻61-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文64-65
• 致謝65-66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張國平，葉嘉雄，李再光;二元相位光柵抗反射特性的耦合波分析[J];光電子·激光;1996年02期

2 劉全,吳建宏;光柵的標量衍射理論與耦合波理論的分析比較[J];激光雜志;2004年02期

3 柴立群,楊李茗,許喬;用于ICF驅動器的取樣光柵的矢量分析與計算[J];強激光與粒子束;2002年02期

4 巴音賀希格,齊向東,唐玉國;位相光柵色散特性的矢量衍射理論分析[J];物理學報;2003年05期

  本文關鍵詞：超薄3D顯示的衍射導光器件研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：318932