二元光学在背光照明系统导光板中的应用

摘要

二元光学技术是基于光波的衍射原理和计算机制全息图以及微细加工技术而发展起来的一个光学新分支，是一门新兴的综合学科和高技术。二元光学也可以被称做衍射光学元件，不仅有体积小、重量轻、容易复制、价格低廉、高衍射效率、广阔的设计自由度、广泛的材料可选性、独特的色散功能、及某些特殊的传统光学难以完成的如微小、阵列、集成及产生任意形状的波前。这些特点都使得二元光学获得迅速的发展。 基于相位光栅菲涅耳衍射中的泰伯效应或分数泰伯效应是设计和制作光学阵列发生器或照明器的重要方法之一。泰伯光栅阵列照明器的基本原理就是设计一个有特定相位分布的相位光栅，在单色平面波的照明下，使某些特定位置上的菲涅耳像变成个振幅光栅，即光斑阵列。 本文利用二元光学中泰伯光栅能产生均匀高效率的阵列照明等特点，提出可以用二元光学设计和制作背光照明系统导光板的新方法，用二元光学与微光学技术全新设计导光板。 论文对典型的阵列照明元件如达曼光栅、菲涅耳透镜阵列及泰伯光栅阵列进行了分析和比较，并以侧导式冷阴极灯背光照明系统为例，介绍了传统背光照明系统的基本构成和性能及设计趋势。求得了泰伯光栅的一维到二维阵列照明的解，并对其在泰伯距离及分数泰伯距离的像进行了分析，得出了在某一特定的分数泰伯距离，会呈现比较均匀的光斑阵列，并提出了一些其他有效的方法，使得光斑点阵更加匀称。

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2课题来源

§1.3论文的主要研究内容

第二章：二元光学技术基础

§2.1二元光学的发展

§2.2达曼光栅及其变异型分束器件

§2.3相位型菲涅耳波带透镜及其阵列

§2.4泰伯光栅阵列照明器

§2.5几种阵列照明器件的比较

§2.6二元光学元件的制作工艺

§2.6.1光刻工艺

§2.6.2束能直写技术

§2.6.3灰度掩模技术

§2.7二元光学元件衍射效率

第三章二元光学技术制造背光照明系统导光板

§3.1现代显示技术概况

§3.2传统背光照明系统原理

§3.3泰伯光栅照明阵列的解

§3.3.1一维位相光栅照明阵列的解

§3.3.2一维位相光栅泰伯效应分析

§3.3.3二维位相光栅照明阵列的解

§3.3.4二维位相光栅泰伯效应分析

§3.4多阶相位Talbot阵列照明

§3.5照明阵列的扩束方法

§3.5.1微透镜阵列扩束法

§3.5.2光束整形器件阵列扩束法

§3.5.3两种方法的比较

§3.6小结

第四章总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目

致谢