背光照明系统导光板

本文就导光板的工作原理与结构、导光板设计、所用材料、导光板检测以及常用导光板的结构形式作了讨论,并对导光板今后的发展趋势给出了预测。     

基于平板型导光板的太阳能聚光系统

针对传统线性聚光系统聚光光斑辐照度不均匀的问题,提出了一种由曲面线聚焦菲涅耳聚光器阵列及平板型导光板所组成的、系统高度小于40mm的小体积聚光系统方案,建立了曲面线聚焦菲涅耳透镜的一般方程,给出导光板V形槽设计公式,并采用正交试验法和光学仿真实验对聚光器系统的各项结构参数进行优化设计,同时分析了曲面线聚焦菲涅耳的加工误差及导光板安装偏角误差的影响。结果表明:优化后系统在采光面积500mm×200mm、聚光比50倍时,聚光效率可达75%,聚焦光斑均匀性优于88%,且入射太阳光偏角在±7°内聚光效率大于50%。通过拼接可获得不同聚光倍数系统,由仿真实验得出在160倍聚光比内,效率高于50%,均匀性优于85%。     

基于微纳光学元件的增强现实技术

增强现实显示器件作为一种可穿戴式的智能设备,通过将虚拟信息叠加在真实视野上,两种信息相互补充叠加,显著增强对真实世界的体验,对器件体积和质量的要求非常严格。微纳光学元件是指厚度及特征尺寸在纳米或微米量级的光学元件,在拥有强大的光场调控能力的前提下为缩减系统的尺寸和体积提供了新的途径。首先回顾几类典型微纳光学元件的原理和调控方式,随后讨论微纳光学元件在增强现实器件的技术路径和应用,并展望未来的发展。     

基于NiosⅡ的光纤光栅传感系统解调技术的研究

基于Altera公司的32位嵌入式软核处理器NiosⅡ, 设计了一种四通道分布式光纤光栅传感网络的并行波长解调系统, 对解调系统的光路和硬件电路进行设计。解调系统的硬件电路以现场可编程门阵列(FPGA)为核心, 对整形为矩形脉冲的光电转换信号电压进行采集和信号处理, 可与上位机实现通用非同步收发传输器(UART)和通用串行总线(USB)通信, 在上位机上实现光纤光栅波长解调的动态显示和光栅中心波长标定, 可高速、高精度并行解调上百个外界被测信号。与目前具有同样功能的其他波长解调系统相比, 具有灵活、稳定、易维护、高速、高精度等优点, 可被应用到大型多点安全监测工程。给出具体的波长解调和标定的实例, 精度可达到±2 pm。     

亚波长金属光阑的超常透射及其物理机制研究

概括介绍了亚波长金属光阑的超常透射现象及其相关的物理机制,重点介绍关于表面等离体子在超常透射中所扮演的角色的国际辩论,并对其进行了一些展望.     

样品连续旋转的高阶导模干涉刻写多层亚波长圆光栅

提出了一种基于样品连续旋转的高阶导模干涉刻写多层亚波长圆光栅的方法。利用有限元法模拟导模干涉场,以及坐标旋转矩阵和数值模拟方法研究对样品实施连续旋转曝光后的总光场。选取442 nm波长激光作为激发光,以TE5和TM51为例,研究了高阶导模干涉刻写制备多层亚波长圆光栅的光场分布。通过光场分布分析了多层亚波长圆光栅在X-Y平面的周期以及Z轴的周期和层数,这些参数可通过改变光刻胶厚度和干涉曝光的导波模式来调节。同一厚度光刻胶条件下存在着多种高阶导模,且同阶导模对应的激发角可以通过改变光刻胶的厚度进行有效调控。因此,通过选择不同厚度的光刻胶,选取曝光所用的高阶导模,可以刻写各种不同参数的多层亚波长圆光栅。该方法是制备多层亚波长圆光栅的一种简单而有效的方法,在微纳光学领域具有一定的应用前景。     

基于MEMS技术的光学读出红外成像系统

提出了一种利用悬梁式热感应薄膜阵列、衍射光栅和图像重建技术来实现高灵敏光学读出红外成像的装置和方法。与传统的光学读出红外成像技术相比,该装置采用彩色CCD设计来提高系统灵敏度,具有结构简单、成本低廉的优越性,适用于对速度指标要求不高的应用领域。制备了试验结构并进行了红外测试,证明在人体红外信号作用下,悬臂自由端能产生较大幅度的偏转,随之彩色CCD读出了全可见光波长范围的颜色变化。经估算,系统的噪声等效温度差大大超过目前200mK的水平。     

基于SiP技术的VCSEL阵列微系统封装

针对半实物仿真系统的需求,基于系统级封装技术提出了一款由垂直腔面发射激光器(VCSEL)激光器阵列、激光器驱动芯片、电源芯片等组成的微系统,并介绍了基于微机电系统微纳加工技术的VCSEL激光器阵列的制造工艺流程.该激光器的封装方法具有集成度高、可靠性高等特点,相比于其他驱动及封装方法大大提高了驱动效率和空间利用率,因此在光学成像、通信、互联等领域具有广泛应用前景,为实现半实物仿真中激光成像发生器奠定了基础.     

基于SiP技术的VCSEL阵列微系统封装

针对半实物仿真系统的需求,基于系统级封装技术提出了一款由垂直腔面发射激光器(VCSEL)激光器阵列、激光器驱动芯片、电源芯片等组成的微系统,并介绍了基于微机电系统微纳加工技术的VCSEL激光器阵列的制造工艺流程.该激光器的封装方法具有集成度高、可靠性高等特点,相比于其他驱动及封装方法大大提高了驱动效率和空间利用率,因此在光学成像、通信、互联等领域具有广泛应用前景,为实现半实物仿真中激光成像发生器奠定了基础.     

基于U型导光板的特种液晶显示背光模组设计

提出一种基于U型导光板的特种液晶显示背光模组以缩小侧入式背光模组的厚度。首先,利用Lighttools软件对分别采用1 mm和2 mm U型导光板的曲型侧边背光模组进行了设计和建模;接着对两种不同厚度的曲型侧边背光模组与采用4 mm常规平板式导光板的侧入式背光模组进行仿真并对比分析;最后对采用2 mm U型导光板的曲型侧边背光模组进行了相对偏移的仿真,结果表明其光学性能在强振动和宽温环境中具有较高的稳定性。文章得到一种采用2 mm U型导光板的曲型侧边背光模组,相比较常规侧入式背光模组,在保持了光学性能一致性的前提下厚度缩小了2 mm,对特种显示器的薄型化设计有一定的参考意义。     

温度对不同厚度导光板翘曲变形的影响

以中大尺寸侧入光式LED背光源的应用开发为目的,对3种不同厚度导光板在经裁切和抛光机械加工、印刷网点、高温试验后3种条件下得最大翘曲变形量进行了实验研究。实验温度为60±2 ℃,湿度为50%±10%RH,实验时间为24 h,实验中所用导光板的样品与量产导光板一致。实验结果表明,导光板越薄其翘曲变形受温度影响越大,但薄型导光板变形后易恢复。     

LCD导光板微结构成型技术及发展趋势

导光板表面的微结构是实现其导光功能的光键,随着计算机模拟技术的发现,微结构的新型设计不断涌现,而微结构成型技术随之不断发展。文章介绍了导光板微结构的基本形式、微结构的成型方法及发展情况,对导光板微结构成型技术的发展趋势做出展望。     

高品质液晶显示器用轻薄背光源技术要点

以笔记本电脑用背光源为例，作为液晶显示器重要部件的背光源系统由二十几种三十多个零部件组成，其中导光扳、棱镜膜、漫射膜、反射膜和灯管等部件最为重要，也决定若背光源系统的显示质量。本文通过对导光扳用材料的实际试用和比较及对各种增强膜及灯管等部件原理及工作状态的分析，详细地从材料、性能、原理、特性等方面介绍了液晶显示器背光源的各组成及其相关技术要点，同时评述了液晶显示器用第三代背光源的前景。     

用于光导板的亚微米光栅衍射特性研究

提出了利用亚微米光栅制作光导板的方法,用严格耦合波理论计算分析了亚微米光栅从光密介质到光疏介质的1级透射衍射效率与光栅槽深、入射角度的关系。讨论了在满足基底全反射条件的入射角时对应于R、G、B三原色光的亚微米光栅（0．651μm、0．508μm、0．405μm）在导波条件下的光场衍射特性,并用实验证明在导波条件下1级衍射效率率与光栅槽深关系的可靠性。给出亚微米光栅型光导板的初始结构,并进行了误差分析。     

侧光式LED液晶电视背光模组设计原理

液晶电视背光模组作为设计的关键,正从LCD向LED模组、从小尺寸LED向大尺寸LED模组转变。在LED模组设计中如何将LED点光源转化成均匀的面光源,同时保证必要的光能量利用率,是背光源设计所面临的两大议题。尤其在大尺寸背光模组中,为降低成本,需在设计之初,对背光模组的各个器件进行整体考虑和计算。仿真实验结果证明,中心辉度为≥420 cd/m²;亮度均匀性≥76%;色坐标、视角、画质等均符合设计要求。     

一种具有波形槽微结构的导光板设计

导光板是背光模组的关键组件,决定了出光效率以及出光均匀性。针对目前导光板的均匀性差和亮度低的问题,通过光学工程软件LightTools对导光板进行了设计,提出了一种新型的具有波形槽微结构的侧光平板式导光板的设计方法,并对微结构的分布方式和其参数进行了设计。结果表明,当矩形分布下的微结构按照规律在导光板上形成波形槽后,能够得到均匀性在80%以上的高性能导光板。相对微结构呈点阵式矩形分布下的导光板的均匀性只有60%～70%而言,这种高性能导光板的均匀性有了很大的提高,且该导光板尺寸在40～60mm范围内变动时,导光板的均匀性均能达到80%以上。     

导光板散射点的初步设计

提出一种设计导光板散射点的方法,通过对由该方法设计的样品进行光学性能测试,得到的结论是:该方法设计的导光板的光均匀度可以达到74．46%,由此表明这种导光板散射点的设计方法对于中小尺寸的导光板设计是可以借鉴的。     

光散射聚合物导光板的模拟分析

导光板是液晶显示器背光照明系统的核心组件,导光板的质量优劣直接影响到液晶显示器的显示效果、厚度、使用寿命及成本。文章建立了新型体散射聚合物导光板的数学模型,并应用米散射理论和蒙特卡罗方法对此类导光板进行了模拟分析,研究了掺杂粒子种类、密度、粒径、相对折射率、导光板尺寸等因素对导光板出光效果的影响规律,筛选出了合适的导光板基质和掺杂粒子材料,为实验制作体散射聚合物导光板提供了可靠依据。