臺灣博碩士論文加值系統

本研究目的是利用偏振光學理論與ZEMAX光學程式設計出一種產生高效率極化光源的偏振轉換元件。研究方法是使用ZEMAX光學程式設計系統所需偏振轉換元件，進一步使用TRACEPRO分析軟體來分析其照度與光線平行度，以完成在LCD投影機內的高效率極化光源照明系統設計。設計結果系統整體尺寸僅有46 mm × 40 mm× 5 mm、鏡頭的材料是BK7。光源波長為 546.1 nm。光源沒有通過偏振轉換元件的情況下，其模擬照度為13.395 watts (44.65%)；且光源通過偏振轉換元件時，其模擬照度為19.007 watts (63.35%)。本研究證實經由反射罩與偏振轉換元件可以有效地將效率由44.65%提高至63.35%，同時也可達到投影顯示投影機內照明系統微小化的目的。

This research use the polarization optics and ZEMAX optical design software to design the light polarization conversion components which fully convert the polarization state of light for the illumination light of the projection system. This research use ZEMAX optical design software to design the polarization conversion components, and analyze the illumination and parallelism of light by TRACEPRO analysis software for finishing the design of high-efficiency polarized light illumination system in the LCD projector. The system specification are: 46 mm × 40 mm × 5 mm、the material of all the lens are BK7 and light source wavelength is 546.1 nm. The light doesn’t pass through PBS and wave retarder, its irradiance is 13.395 watts (44.65%); and the light pass through PBS and wave retarder with power(focal length is equal to 5 mm ), its irradiance is 19.007 watts (63.35%). This study not only demonstrated that through the reflector and the polarization conversion element can effectively improve the efficiency from 44.65% to 63.35%, but also constructed a compact light illumination system in the LCD projectors.

致 謝 IV
摘 要 V
ABSTRACT VI
目錄 VII
圖目錄 X
表目錄 XIV
第一章 序論 1
1.1研究背景與動機[1] 1
1.2 研究目的 2
1.3光閥(Light Valve, LV)式投影系統[2] 2
1.3.1穿透式投影系統 5
1.3.2反射式投影系統 7
1.4論文架構 16
第二章 高效率極化光源照明系統基本理論 17
2.1雙折射[9][10] 17
2.2 Twyman Green干涉儀[11-15] 18
2.3偏振轉換系統(PCS)[15-17] 21
2.4偏振分束器(PBS)[15-17] 22
2.5光延遲片(Wave Retarder)[15][17][18] 24
2.6光展量(Etendue)[3][15][19] 26
第三章 高效率極化光源照明系統元件設計與規格 30
3.1偏振分束器(PBS) 30
3.2雙折射 35
3.3光延遲片 37
3.4光源位置與反射罩[15][20] 41
3.5高效率極化光源照明系統[21] 47
第四章 高效率極化光源照明系統分析 48
4.1使用TracePro軟體分析照度 48
4.1.1傳統燈源照明系統分析 49
4.1.2 LED燈源照明系統分析 55
4.2使用ZEMAX軟體分析整體系統照度 59
第五章 結論與未來展望 62
參考文獻 64

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