Теорія зменшення спеклів у лазерному проекторі дуже довгим багатомодовим волокном
DOI:
https://doi.org/10.35681/1560-9189.2020.22.4.225901Ключові слова:
лазерний проектор, спекли, лазерні спекли, шум, зменшення спеклів, багатомодове оптоволокно, оптичний хвилеводАнотація
Проаналізовано ефективність зменшення спеклів стаціонарним багатомодовим оптоволокном у лазерному проекторі. Розроблено та розраховано математичну модель для випадку дуже довгого оптоволокна. Комп’ютерне моделювання та аналіз математичної моделі показали, що коефіцієнт зменшення спеклів може з точністю придатною для інженерних розрахунків бути апроксимований як лінійна функція квадратного кореня відношення числової апертури лазерного проектора та ока. Дуже велика числова апертура, яка на кілька сотень перевищує зіницю людського ока, необхідна для зменшення спеклів нижче чутливості людського ока. Це випливає з того факту, що декореляція в методі використовує лише радіальний напрямок для зменшення спеклів. Для підвищення ефективності методу необхідна його модифікація, де буде передбачено використання азимутального напрямку.
Посилання
M. J. Weber, Handbook of Lasers. CRC, 2019.
Yun S.K., Song J.-H., Yeo I.-J., Victor Y., An S.-D., et all. Spatial optical modulator (SOM): Samsung’s light modulator for the next generation laserd isplay. Display. 2007. Vol. 15. Issue 5. Р. 321–333.
Goodman J.W. Speckle Phenomenain Optics: Theory and Applications. BenRoberts& Company, 2008.
Verschaffelt G., Roelandt S., Meuret Y., Van den Broeck W., Kilpi K., Lievens B., Jacobs A., Janssens P., and Thienpont H. Speckledisturbance limit in laser based cinema projection systems. Sci. Rep. 2015. 5. 14105.
Kuwata, Sasagawa T., Kojima K., Michimori A., Sugiura H., Hirano Y., and Endo T. Reducing speckle in laser displays with moving screen system. Journal of ITE. 2011. 65(2). Р. 224–228.
Wang L., Tschudi T., Halldorsson T., Petursson P.R. Speckle reduction in laser projection systems by diffractive optical elements. Appl. Opt. 1998. 37(10). Р. 1770–1775.
Trisnadi J.I. Hadamard speckle contrast reduction. Opt. Lett. 2004. 29(1). Р. 11–13.
Yurlov V., Lapchuk A., Yun S.-K., Song J.-H., and Yang H.-S. Speckle suppression in scanning laser display. Appl. Opt. 2008. 47(2). Р. 179–187.
Lapchuk A., Kryuchyn A., Petrov V., and Klymenko V. Optimal speckle suppression in laser projector susing a single two-dimensional Barker code diffractive optical element. J. Opt. Soc. Am. A. 2013. 30(2). Р. 227–232.
Le Z., Lapchuk A., Gorbov I., Lu Z., Yao S., Kosyak I., Kliuieva T., Guo Y. Theory and experiments based on tracked moving flexible DOE loops for speckle suppression in compact laserp rojection. Optics and Lasers in Engineering. 2020. 124. Р. 105845.
Lapchuk A., Prygun O., Fu M., Le Z., Xiong Q., and Kryuchyn A. Dispersion of speckle suppression efficiency for binary DOE structures: spectral domain and coherent matrix approaches. Opt. Express. 2017. 25(13). Р. 14575–14597.
An S.-D., Lapchuk A., Yurlov V., Song J.H., Park H.W., Jang J.W., Shin W.C., Kargapoltsev S., and Yun S.-K. Speckle suppression in laser display using several partially coherent beams. Opt. Express. 2009. 17(1). Р. 92–103.
Manni G., Goodman J.W. Versatile method for achieving 1 % speckle contrast in large-venue laser projection displays usinga stationary multimode optical fiber. Opt. Express. 2012. 20. Р. 11288–11315.
Prygun A.V., Morozov Y.M., Kliuieva T.Y., Borodin Y.A., Le Z. Completely passive method of speckle reduction utilizing static multimode optical fibre and two-dimensional diffractive optical element. Journal of Modern Optics, 2019. 6 (16). Р. 1688–1694.
Lapchuk A., Le Z., Guo Y., Dai Y., Liu Z., Xu Q., Lu Z., Kryuchyn A., Gorbov I. Investigation of speckle suppression beyond human eye sensitivity by using a passive multimode fiber and a multimode fiber bundle. Optics Express. 2020. 28 (5). Р. 6820–6834.
Prygun O.V. Zmenshennya optychnykh spekliv za dopomohoyu svitlovoda ta 2D dyfraktsiynoho optychnoho elementa bez rukhomykh elementiv optychnoyi skhemy. Reyestratsiya, zberihannya i obrob. danykh. Materialy Shchorichna pidsumkovoyi konferentsiyi. 16–17 travnya 2016. Kyiv: IPRI NAN Ukrayiny, 2016. P. 22–23.
Kliuieva T.Yu. Horbov. I.V., Prygun O.V. Vplyv aberatsiy ta efektiv rozfokusuvannya lazernoho proektora na efektyvnist zmenshennya speklovykh shumiv. Reyestratsiya, zberihannya i obrob. danykh. 2020. T. 22. No. 2. P. 19–32. https://doi.org/10.35681 /1560-9189.2020.22.2.211251
