스트레쳐블 폴리머 디퓨저를 이용한 균질 레이저 디스플레이 해석

Abstract

본 논문은 스트레쳐블 폴리머 디퓨저를 이용하여서 간섭성이 있는 레이저의 단점인 스페클 효과를 감소하는 결과를 비교 분석하였다. 자체 제작한 RGB 모듈을 기반으로 하여 빔 컴바이너를 거쳐서 레이저빔을 집속한 후 고전압 저주파수를 통해서 레이저빔을 균질화 하였다. 평균 180~300Hz 정도의 주파수를 가한 결과 레이저빔의 균질효과가 나타났다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 디퓨저와 DMD 반사경을 구현 하였으며, 808nm 레이저빔을 가상으로 조사하여서 디퓨저 유무에 따른 빔의 산란도 및 균질도를 검증 하였다. 결과적으로 디퓨저를 통한 빔의 균질도가 산란효과를 감소시켰고, 이를 통한 디스플레이 선명도를 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 청색레이저의 투과도가 83% 정도로 적색이나 녹색 레이저에 비해서 상대적으로 취약하였는데, 이는 디퓨저 내부를 통과시 레이저 빔의 굴절의 양이 많아져서 확산 각이 증가하였기 때문으로 분석되었다. 레이저와 광학 장치 사이에 디퓨저를 사용하여 이미지 구현했을 때 스페클 패턴은 제거되었으며, 레드(650nm), 그린(532nm), 블루(405nm) 파장에서 10-20%정도의 밝기 감소가 나타났으며, 전체적인 밝기 감소는 13%정도 이루어졌다. 또한, 스트레쳐블 폴리머를 이용한 경우 시간축 균질도도 30fs에서 110fs로 개선 되었다. 【A stretchable polymeric membrane shaped diffuser was used to homogenize the coherent laser beam. The developed RGB module was used to focus and defocus test by beam combiners. Average oscillation frequency was set at 180Hz~300Hz and it resulted in the best homogenization effect in visual range. The blue laser module turned out to be the worst case for the transmission and primary reason is believed to be the short length of irradiated laser beam. The developed system removed the speckling and the brightness was decreased by 10 ~ 20% for the RGB laser. Overall the brightness was decreased by 13% and homogenity with respect to the temporal axis was improved from 30fs to 110fs.】