学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大屏幕真彩色全固态激光显示系统关键技术研究

作　者: 胡居广
导　师: 姚建铨
学　校: 天津大学
专　业: 物理电子学
关键词: 激光显示技术大屏幕显示真彩色全固态激光 RGB 激光频率变换三原色白平衡扫描系统视频缓存系统
分类号: TN873
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 516次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

由于激光具有单色性好、亮度高、方向性好的特点,使得激光在显示领域具有独特的优势。全固态激光显示具有高分辨、高对比度、色彩丰富自然真实以及可在任意曲面上显示等优点。与闪光灯泵浦的激光器相比,全固态激光有结构紧凑、寿命长(超过 10,000 小时)、效率高、功耗低等优点。本文围绕全固态激光大屏幕真彩色投影电视系统关键技术展开研究,主要内容及创新点概括如下:1. 系统地总结了激光显示系统的发展及现状,并与现存其他几种显示方式进行了比较;2. 设计并制作成功了适用于 PAL 电视系统的铝合金材料的转镜-振镜激光二维扫描系统,多面转镜面数为 40 面,半径 40mm,转速390.625rps,镜面激光反射率大于 85%, 并实现了稳定的扫描光栅;3. 理论分析了转镜-振镜激光扫描系统的非线性和非对称性的问题,得到了画面上激光斑点移动速度的解析表达式,讨论了画面曝光量分布等与扫描系统各参数间的关系,分析了转镜的尺寸以及视频信号对光斑的限制条件。数值计算表明,行扫描中光斑移动的速度差最大为 6m?s?1,对称中心由 32μs 移至 30.7477μs 处,光斑直径最大为 0.81mm;4. 研制了 RGB 激光布拉格声光调制器,采用 SF-10 无色透明玻璃,衍射效率约为 74%,载波频率 150MHz,调制频率大于 10MHz, 输出功率 15W;5. 设计并研制了以 PC 机为视频信号源的视频信号的缓存与控制系统,输入信号可以为 VGA 或 DVI 类型,以三个 512K 的 FIFO(先进先出)存储器作为 RGB 数据流的缓冲器。此系统很好地解决了机械扫描系统和视频信号的同步问题;6. 总结了显示系统中的色度学问题,包括颜色的基本特征,人眼对颜色的分辨力,混色方案等。重点讨论了基色的转换及白平衡的实现,计算了激光三原色实现白平衡时的亮度比为Lr : Lg : Lb = 0.25:0.72:0.05 和功率比为PR : PG : PB = 0.865 : 0.816 : 0.794;7. 系统总结了三原色激光的研究进展以及几种激光锁模技术。实现了 118.345MHz 的高频锁模脉冲激光输出。研究了高非线性光学系数晶体 BIBO 的光学特性及倍频性能,获得了 2.2W 的绿光输出。设计研制了 RGB 激光光源,采用 LD 侧面泵浦的 Nd:YAG/KTP 倍频绿光激光器,实现了 40W 的绿光输出,用 KTP-OPO 产生 1257nm 和 922nm 红外光,倍频后产生 628nm 的红光和 461nm 的脉冲蓝光输出。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章激光显示系统的发展和现状及其与其他几种显示方式的比较  9-21
  1.1 几种常见光电显示及显示系统的一般指标要求  9-13
    1.1.1 几种常见光电显示  9-11
    1.1.2 显示系统的一般指标要求  11-13
  1.2 激光显示系统的发展和现状  13-16
  1.3 当前几种主要显示方式的特点及大屏幕显示  16-20
    1.3.1 几种主要显示方式性能比较  16-17
    1.3.2 大屏幕显示应用及要求  17-19
    1.3.3 大屏幕显示的几种类型  19-20
  1.4 本论文研究工作的内容  20-21
第二章红、绿、兰三原色激光器的研究  21-44
  2.1 全固态激光器的发展  21-22
  2.2 锁模激光理论与实验  22-29
    2.2.1 被动锁模  23-26
    2.2.2 主动锁模  26-28
    2.2.3 同步泵浦锁模  28
    2.2.4 锁模实验  28-29
  2.3 红、绿、兰三原色激光器设计研究  29-40
    2.3.1 基频光的实现  29-34
    2.3.2 RGB 激光器设计  34-36
    2.3.3 光参量振荡器的理论分析  36-38
    2.3.4 二次谐波产生(SHG)  38-40
  2.4 非线性光学晶体硼酸铋(BiB3O6或BIBO)倍频性质研究  40-44
    2.4.1 BIBO 晶体的研究进展  40-42
    2.4.2 BIBO 晶体倍频实验研究  42-44
第三章激光显示系统中的混色研究  44-53
  3.1 LDT 对光源的要求  44-45
  3.2 颜色的基本特征及混色  45-48
    3.2.1 颜色的基本特性  45-46
    3.2.2 人眼对颜色的辨别能力  46-47
    3.2.3 混色方案  47-48
  3.3 三原色的转换及白平衡的实现  48-50
  3.4 PAL 电视信号与激光显示系统的原色转换  50-53
第四章激光调制系统的研制  53-65
  4.1 电光调制  53
  4.2 声光衍射的理论分析  53-57
    4.2.1 声光衍射的方向  53-56
    4.2.2 声光衍射的效率  56-57
  4.3 声光调制器的研制  57-60
  4.4 声光衍射光强调制实验  60-63
  4.5 光强调制前的光束整形  63-65
第五章激光扫描系统的研制  65-90
  5.1 X-Y 振镜扫描方式及双转镜扫描系统  65-66
  5.2 转镜-振镜扫描成像方式  66-69
    5.2.1 空间结构设计  66-67
    5.2.2 转镜上入射角随时间变化关系  67-69
  5.3 转镜-振镜扫描的非线性及非对称性研究  69-73
    5.3.1 转镜-振镜扫描系统中扫描点的非线性移动  69-72
    5.3.2 由半径差引起的反射点的运动  72-73
  5.4 适于 PAL 电视制式的激光扫描系统设计  73-78
    5.4.1 转镜面数的设计  74-75
    5.4.2 光束直径的最大值  75-76
    5.4.3 转镜的面数对画面曝光量的影响  76-78
  5.5 转镜高速旋转时的风阻及啸叫  78-79
  5.6 扫描图像畸变的修正  79-80
    5.6.1 线性成像镜头  79-80
    5.6.2 线性成像物镜光学参数的确定  80
  5.7 转镜-振镜激光扫描系统研制  80-87
    5.7.1 概述  80-81
    5.7.2 原理及系统组成  81-87
  5.8 场扫描  87-88
  5.9 扫描系统调试  88-90
第六章视频信号的缓存与控制系统的研制  90-101
  6.1 视频信号的扫描方式及高清电视  90-92
    6.1.1 视频信号的扫描方式  90
    6.1.2 彩色电视的制式  90-91
    6.1.3 电视广播的发展趋势  91-92
  6.2 缓存方案设计与控制系统研制  92-99
  6.3 视频信号的缓存与控制系统的调试  99-101
第七章全文总结  101-105
参考文献  105-114
科研成果  114-115
致谢  115

相似论文

CADAL新型阅读体验研究,TP391.41
一种新的双频激光多普勒测速方法研究,TN247
CIS白平衡及对比度增强研究与硬件验证,TP391.41
海量激光扫描测量数据的处理,TN249
高重频全固态Nd:YLF激光器研究,TN248
基于车载LIDAR数据的建筑物立面重建技术研究,TP391.41
连续LD侧面抽运高重频355nm紫外激光器研究,TN248
全固态Nd：YAG陶瓷激光器的研究,TN248
水稻数字图像色偏校正方法的研究,TP391.41
内鼓式激光制版机的光学系统设计,TS803.4
移动通信系统中无源互调测试仪分合路单元的设计,TN929.5
大屏幕显示器上显示区位对目标觉察和搜索的影响,TN873
板条状激光晶体热变形的弹性力学分析,TN244
基于FPGA的彩色CCD图像信号处理技术的研究,TP274.2
基于OMAP2430的数码相机的关键技术研究与实现,TB852.1
基于颜色调整的古画恢复方法研究,TP391.41
7英寸AM-OLED数字图像处理模块的研制,TP391.41
视频中人体肤色检测技术研究,TP391.41
LD端面抽运YVO_4/Nd：YVO_4和Nd：Y_（0.8）Lu_（0.2）VO_4晶体调Q激光特性研究,TN248
16通道LED大屏恒流驱动芯片的仿真设计与测试,TN312.8
基于边界约束的水平集方法应用,TP391.41