【正文】 下，點擊 File，在所出現(xiàn)的下拉菜單中點擊 Nonsequential mode，將整個環(huán)境變?yōu)榉切蛄心Ｊ?，如圖 所示。清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 19 頁 共 28 頁圖 選用非序列元件選擇和參數(shù)設(shè)置：在選擇 Nonsequential mode 后，會彈出 Nonsequential ponent editor，如圖 所示。 圖 非序列模式接下來是參數(shù)的設(shè)置。偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用在 LCOS 投影顯示系統(tǒng)中，這里研究的是激光作光源時的應(yīng)用研究，所以這里的光源用高斯光源來仿真。光源參數(shù)設(shè)置為：Layout Rays 和 Anslysis Rays 都為 所示。清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 20 頁 共 28 頁圖 選用高斯光源因為光源有一定的發(fā)散角，所以在光源的后面設(shè)置一個透鏡，這個透鏡起到光線準直作用。透鏡的參數(shù)設(shè)置為：半徑為 3mm，厚度為 。玻璃材料為 BK7。然后是個會聚透鏡，讓光線射到 PBS 上時有一定的角度。會聚透鏡的參數(shù)設(shè)置為：半徑也為 3mm，厚度為 ,前面的曲率半徑是 0，后一個面的曲率半徑為50。玻璃材料也為 BK7。然后就是 PBS 偏振分光鏡了，按照第五章的設(shè)計，PBS 分光鏡用倆快三角形棱鏡拼接而成，但是在 ZEMAX 軟件里面沒有這種透鏡，所以這里用兩塊矩形透鏡來模擬，把倆快矩形透鏡放在一起，弟二塊透鏡的前面挨著前一塊透鏡的后面，在兩塊透鏡中間添加薄膜（在下一節(jié)將） 。并把設(shè)置為與 Z 軸成45 度角。倆個矩形透鏡的參數(shù)設(shè)置差不多，都為 BK7 材質(zhì)的。其他參數(shù)沒有要求。光線在兩塊矩形透鏡的中間發(fā)生分離，P 光會 100%透射，而 S 光會被反射，然后在 S 光反射的路徑上放置一塊反射鏡，反射鏡也與 Z 軸成45 度角。反射鏡的材料設(shè)置為 MIRROR。面積為 5mm*5mm。直接透射的 P 光和經(jīng)過反射的 S 光一同射到一個矩形探測器上，矩形探測器收集光線。探測器參數(shù)為：面積為 15mm*15mm。像素為 101*101。具體各個透鏡的設(shè)置參數(shù)如下圖所示。清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 21 頁 共 28 頁圖 偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)參數(shù) 膜層設(shè)置根據(jù)之前的系統(tǒng)設(shè)計，這里需要在偏振分光鏡中添加膜層，這種膜層是透射 P光，反射 S 光。但是在 ZEMAX 軟件所給出的默認膜層中沒有適合的。如下圖。圖 系統(tǒng)默認膜層ZEMAX 軟件提供了自定義膜層，可自己定義。圖 COATING 文件之后把自定義的膜層添加上，所以語言為 C 語言。程序摘錄如下：清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 22 頁 共 28 頁!!adding the follow by myself.! Define some idealized coatings for Polarization Conversion System! First define a 100% transmissive coating! Format: IDEAL TRANSMITTED intensity REFLECTED intensityIDEAL PASS_P ! Now get 100% reflection, but only for the S! The P should see 100% transmission ! Use IDEAL2 coating. Defines reflected and transmitted ! plex amplitude for S and P, rest is assumed to be absorbed! Format: IDEAL2 s_rr s_ri s_tr s_ti p_rr p_ri p_tr p_ti no_pi_flagIDEAL2 S_Reflect 1 0 0 0 0 0 1 0 0!!adding the above by myself.然后重新裝載膜層，可以在軟件中選擇這種膜層。圖 膜層選取生成 3D 視圖：在對整個系統(tǒng)進行元件選擇和參數(shù)設(shè)置后點擊主界面上方的 L3n，即可生成 3D 視圖，如圖 所示。清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 23 頁 共 28 頁圖 3D Layout另外還有一些分析圖可供參考，在下面列出。圖 NSC 3D Layout一下列出軟件仿真的結(jié)果 NSC 圖：清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 24 頁 共 28 頁圖 shaded model圖 NSC Shaded Model 仿真結(jié)果分析通過仿真結(jié)果的 3D 視圖，很清楚的看到光線在兩塊矩形透鏡中間發(fā)生分離，一部分光透過矩形透鏡射到探測器上，另一部分光線鏡矩形透鏡反射，再經(jīng)過反射鏡反射到矩形探測器上。通過軟件對仿真系統(tǒng)進行光線追跡。圖 光線追跡清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 25 頁 共 28 頁然后通過矩形探測器得出，這里探測器為矩形探測器，探測器的像素設(shè)置為 101*101，面積為 15mm*15mm,探測器顯示圖像如下所示。圖 光斑 1圖 光斑 2清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 26 頁 共 28 頁圖 分別是只顯示 P 光和 S 光 P 光的圖，通過對比，兩束光的亮度差不太多，如果只利用其中一種偏振光的話，系統(tǒng)的亮度將被大打折扣，所以我們需要將 P 光轉(zhuǎn)換成 S 光，或者把 S 光轉(zhuǎn)換成 P 光，來提高光源的利用率。具體方法如第五章介紹的，PBS 立方棱鏡做成長條狀，多個條狀棱鏡膠合在一起，膠合界面鍍有偏振膜，則可透射 P 偏振光和反射 S 偏振光。在 P 偏振光出射面加一個 1／2 波長片，可將 P 偏振光轉(zhuǎn)變成 S 偏振光，于是這樣就將自然光全部轉(zhuǎn)變成單一 S 偏振光，并在同一方向射出，形成大面積的偏振光光源。另外還要指出，在入射面要加放遮光板，以保護 S 偏光不受干擾。這樣就可以大大提高激光的利用率。增加屏幕的亮度。清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 27 頁 共 28 頁6 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計做到現(xiàn)狀，總算是告一段落，有過順利的時候，也有問題連連的時候?，F(xiàn)在對整個論文做一個總結(jié) 系統(tǒng)的不足 偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計是基于一個理想的模式，仿真設(shè)計時，在矩形棱鏡上所設(shè)置的膜層也是一個理想的膜層（100%透射 P 光，100%反射 S 光） 。所以用于應(yīng)用的話，還要考慮更多的因素。 對未來的展望 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， MD 投影式激光顯示產(chǎn)業(yè)從發(fā)展前景來看前途是光明的。隨著激光光源技術(shù)發(fā)展，MD 投影產(chǎn)業(yè)將發(fā)生巨大變化，甚至是革命性的。由于投影式激光顯示可以覆蓋 90%的色域空間，它“將視頻顯示的高保真推向最高階段，是二維顯示的完善終結(jié)技術(shù)”， “是一場視覺革命”。特別是“天作之合” 的激光光源與 LCOS投影相結(jié)合的 LCOS 投影激光顯示產(chǎn)業(yè)既符合循環(huán)經(jīng)濟原則，又是“加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)” ，為我國顯示產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的帶來機遇，是我國顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。 清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 28 頁 共 28 頁參考文獻[1] 安凱，張文，馮亞云等﹒基于 LCOS 投影顯示的一種新型偏光轉(zhuǎn)換裝置[J]﹒液晶與顯示，2022，22 (1)：51~54[2] 趙漢鼎. 我國 LCOS 投影式激光顯示產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展 [J]﹒//new/202209/20220928. 20220928[3] CRT 顯示器的工作原理﹒. 20220310[4] LCD 顯示器工作原理 html/s58/202210/709989.[5] DLP 投影技術(shù)原理解析[6] 代永平LCOS 微顯示技術(shù)[J]液晶與顯示，2022,24（4）：471~474[7] LCOS 投影技術(shù)原理及應(yīng)用解析//[8] LCOS 投影技術(shù)發(fā)展之路及代表機型分析.//10/[9] LCOS 顯示技術(shù)的基本原理和特性//[10] 張超，張斌，龔光磊等﹒基于 LCOS 微顯示屏的眼鏡電視[J]﹒液晶與顯示，2022，23 (6)：696~670[11] 安凱，張文，凌志華單片式 LCOS 投影顯示光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計[J][12] 扭曲向列相 LCOS 顯示模式的優(yōu)化設(shè)計分析液晶與顯示[J] ，2022,22（4）410~417[13] 陳宇航，韓雪，李守榮LED 光源在微投影系統(tǒng)上的應(yīng)用光機電信息[J]，2022,26（9）[14] Peter Janssens1, Koen MalfaitFuture prospects of highend laser projectors[15] Vandenberghe, P. and Maximus, B., “Challenges and technologies for multichannel 清華大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書第 29 頁 共 28 頁projection systems”, SID . Digest Tech. Papers 14(1), 167170 (2022).[16] Karl M. Guttag, Shawn Hurley, Bill Mei Distinguished Paper ：Laser +LCOS Technology Revolution[J].致 謝 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師王老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。王老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向王老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！