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《浙江大学》 2002年
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用于LCOS投影仪的偏振光学器件的理论与实验研究

熊静懿  
【摘要】: 第一章简要介绍本文的主要内容。本论文将主要讨论晶体偏振光学器件:用于LCOS分合 色的偏振干涉滤光片(PIF),基于PIF原理的消色散延迟片和偏振分束器。 第二章介绍晶体光学的基本原理。无论是偏振干涉滤光片,还是消色散延迟片或者是偏振 分束器,都是基于晶体的性质而设计的。所以本章是本论文的基础之基础。 第三章介绍PIF的基本原理。PIF是由两偏振片间及中间的一系列晶体组成的。光线正入射 到这一系统,通过起偏振器后的偏振光投射到晶体上时分解为互相正交的寻常光和非常光,两 束光由于折射率的不同经过晶体时会有一定的位相差。在检偏振器上,沿快慢轴的两束光又分 别投影到检偏器的透光轴方向上进行合成发生干涉。由于晶体为均匀厚度,该位相差仅由波长 决定,对于某些波长,干涉加强,该波长对应的颜色凸显;对于某些波长,干涉减弱,该颜色 消失。 第四章利用优化算法来迭代求解晶体的取向。利用第三章所述的现象,求得各个晶体的角 度,使白光在通过该系统以后,可以得到一个需要的光谱分布。要达到这一目的,需要确定两 个因素:一、晶体厚度;二、晶体方向。对于第一个因素,我们的目标是使目标光谱曲线‘移 入’所考虑的波长范围。对于第二个因素,我们用遗传算法和共轭梯度法来迭代得到晶体的取 向。 第五章给出PIF的实验实现并考虑了实现中的误差。实验中首要的一点是选择合适的材料, 这里选用石英晶体和拉伸聚酯薄膜为材料。第二,由于色散会使滤波曲线移动,所以必须考虑 材料的色散而后相应地重新设计PIF。另外,必须找到精确测量晶体厚度和角度取向的方法。 第六章给出消色散位相波片的设计方法。这种波片的设计方法是PIF设计方法的一个推广。 与PIF的区别在于没有首尾两片偏振片,而设计中要实现的目标函数也与PIF不同。PIF是要实 现一定的干涉光谱分布;消色散波片则是要通过多块晶体对入射光的调制实现一定的位相延迟。 但它们最根本的东西同出一辙:通过改变晶体的厚度和取向参数,对入射光进行调制,实现一 定的目标复振幅分布。消色散波片的实验实现与PIF基本相同,不再赘述。 第七章简短对全文进行总结,并预测了没计可能改进的地方和类似的设计可能应用的地方。
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