大屏背投激光显示广角镜头的设计

研究了背投激光显示广角投影镜头的设计,并给出了1个162.6cm(64in)背投激光显示广角镜头的设计实例。投影镜头前的光学引擎采用数字光处理显示方式,并应用数字微镜晶片(DMD)进行数字光学处理。系统焦距为7.38mm;设计波长为F,d,C;F数为2.46;全视场达到100°;在空间调制器DMD的Nyquist频率处,90%以上视场的MTF>0.6。系统渐晕系数为负,提高了投影显示像面边缘的光照度;全视场畸变<1.4%;1个像元尺寸内集中了点目标能量的90%以上。系统中使用了1个直角棱镜对光路进行折叠,减小了镜头长度,使棱镜展开后系统全长为259mm。此外,该镜头只使用了1个二次项为0的非球面(高次项至8次),保证了镜头加工的可行性。设计结果显示,本文提出的设计方法有利于降低投影系统成本,实现产业化生产。

DMD光栅的衍射特性及其在可调谐激光中的应用

相比较于液晶空间光调制器,数字微镜晶片(DMD)具有开关速度快、显示精度高、偏振不相关、衍射效率高和宽带调制等优势。研究利用DMD的衍射效应作为波长选择器,将其应用于可调谐光纤激光器中,理论推导这种二维DMD光栅的衍射效率与入射光角度,像素间距等物理量之间的定量关系,重点讨论了两种不同像素间距的0.7″和0.55″DMD在单像素因子和多像素干涉共同作用下的衍射级数和强度分布。研究结果表明:0.7″DMD在光强不显著为零且满足实验约束条件下,允许出现4个干涉极大值,但由于极大值位置均远离闪耀条件,因此光强相对较弱。0.55″DMD仅出现1个干涉极大值,且接近闪耀条件,因此光强和效率均明显高于0.7″DMD的情况。由此可见,在可调谐光纤激光器中,利用0.55″DMD光栅作为波长选择器更有利于减小衍射损耗,提高系统稳定性。