本文關(guān)鍵詞：超薄3D顯示的衍射導(dǎo)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(shù)不需要佩戴任何助視設(shè)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(shù)的發(fā)展方向,受到廣泛關(guān)注。指向性背光技術(shù)結(jié)合了背光技術(shù)與三維顯示技術(shù)的優(yōu)勢(shì),為裸眼3D顯示技術(shù)提供了新的技術(shù)手段,成為了領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于指向性背光大都是基于幾何光學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的,像素型基于波動(dòng)光學(xué)原理的納米光柵指向性背光技術(shù),結(jié)合波導(dǎo)背光照明,可以實(shí)現(xiàn)多視角全方位的裸眼3D顯示,具有結(jié)構(gòu)緊湊、串?dāng)_小的優(yōu)勢(shì)。本文詳細(xì)論述了像素型納米光柵指向性背光技術(shù),對(duì)其進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的研究。首先利用嚴(yán)格耦合波理論分析了納米光柵的衍射特性,編程計(jì)算了納米光柵的各級(jí)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(guān)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(guān)系;計(jì)算分析了光柵像素衍射遠(yuǎn)場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)分布情況。然后根據(jù)應(yīng)用要求對(duì)納米光柵導(dǎo)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和波導(dǎo)背光照明與顯示參數(shù),結(jié)合紅、綠、藍(lán)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(biāo)與觀察平面視點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了出射主波長(zhǎng)為650nm、532 nm、450 nm的納米光柵像素導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。闡述了一種利用紫外連續(xù)變空頻光刻技術(shù)制作納米結(jié)構(gòu)模版的方法原理,實(shí)現(xiàn)了變周期和取向的納米光柵像素的高效制作。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了出光效率與視角的關(guān)系,得到的各視角出光效率在5%左右,與理論相一致;同時(shí)實(shí)驗(yàn)還分析得出波導(dǎo)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(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的誤差進(jìn)行了理論分析。最后文章通過實(shí)驗(yàn)探究了納米光柵像素指向性導(dǎo)光板方向性導(dǎo)光的性能,證明了納米光柵像素能夠?qū)崿F(xiàn)任意方向的定向?qū)Ч?同時(shí)實(shí)驗(yàn)中還成功的利用納米光柵像素實(shí)現(xiàn)了圖像的分離;實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)的效果,變頻方式得到的圖像亮度均勻性更高,圖像質(zhì)量更好,為更加真實(shí)的貼近顯示,實(shí)驗(yàn)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(duì)準(zhǔn),可以觀看到具有明顯景深的立體圖像。
【關(guān)鍵詞】：納米光柵像素 槽深 方向性導(dǎo)光 連續(xù)變空頻 光刻 3D顯示
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 指向性背光顯示技術(shù)11-14
• 1.2.2 目前存在的問題14-15
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4 論文的創(chuàng)新點(diǎn)與特色16
• 1.5 總結(jié)16-17
• 二、基本理論17-25
• 2.1 嚴(yán)格耦合波理論17-20
• 2.2 像素型光柵方向性導(dǎo)光板的導(dǎo)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(jié)24-25
• 三、裸眼 3D顯示中的指向性導(dǎo)光板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-47
• 3.1 像素型光柵導(dǎo)光板模型的建立26-29
• 3.1.1 光源26-28
• 3.1.2 波導(dǎo)（lightguide）28
• 3.1.3 光源準(zhǔn)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(jì)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(duì)納米光柵衍射效率影響分析35-41
• 3.4.3 入射角度對(duì)納米光柵衍射效率影響分析41-43
• 3.4.4 占空比對(duì)納米光柵衍射效率的影響分析43-44
• 3.5 光柵像素的遠(yuǎn)場(chǎng)分布44-45
• 3.6 總結(jié)45-47
• 四、像素型納米光柵制作與實(shí)驗(yàn)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?nèi)∠虻募{米光柵像素的制作49-50
• 4.2 多視角納米光柵結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光性能研究50-51
• 4.3 導(dǎo)光板出光效率與視角的關(guān)系研究51-52
• 4.4 導(dǎo)光板出光效率與光傳輸距離的關(guān)系研究52-53
• 4.5 納米光柵的圖像分離與 3D顯示實(shí)驗(yàn)效果分析53-58
• 4.5.1 納米光柵實(shí)現(xiàn)圖像的分離53-54
• 4.5.2 定頻 3D顯示效果實(shí)驗(yàn)54
• 4.5.3 變頻 3D顯示效果實(shí)驗(yàn)54-57
• 4.5.4 實(shí)驗(yàn)分析57-58
• 4.6 總結(jié)58-59
• 五、結(jié)論與展望59-61
• 5.1 論文總結(jié)59-60
• 5.2 論文今后工作60-61
• 六、參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文64-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 張國(guó)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(biāo)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(qū)動(dòng)器的取樣光柵的矢量分析與計(jì)算[J];強(qiáng)激光與粒子束;2002年02期

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

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

本文編號(hào)：318932