In dieser Diplomarbeit werden Specklekontrast–Reduktionsverfahren hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit in Laserprojektions–Systemen untersucht. Die Grundlage bildet eine hier vorgestellte Theorie zum Specklekontrast überlagerter, zueinander korrelierter Specklefelder, die im Weiteren auf niederdivergente Verfahren, d.h. Verfahren die für Projektoren mit geringer Apertur geeignet sind, angewandt wird.
Neben der theoretischen Beschreibung eines gewinnbringenden Verhältnisses zwischen der Anzahl mehrerer Laser unterschiedlicher Wellenlängen und der dadurch erreichbaren Reduktion des Specklekontrastes wird die Wirkung periodisch phasenmodulierter Specklefelder auf den Specklekontrast untersucht. Für phasenmodulierte Specklefelder, wie sie durch die Anwendung eines akustooptischen
Modulators erzeugt werden können, werden innerhalb der theoretischen Betrachtungen die relevanten Parameter zur maximalen Kontrastreduktion quantifiziert.
Zur experimentellen Verifizierung der kontrastreduzierenden Wirkung phasenmodulierter Specklefelder werden die Analogien eines akustooptisch Modulators zu einer im Versuchsaufbau genutzten Spiegel–Teilerspiegel–Anordnung aufgezeigt.
Die jeweiligen Themenkomplexe schließen mit einer Zusammenfassung relevanter Zusammenhänge für den Einsatz in Laserprojektions–Systemen ab.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Motivation
- 1.2 Gliederung
- 2 Quantitative Beschreibung von Specklefeldern
- 3 Stand der Wissenschaft und Technik
- 3.1 Projektoren
- 3.1.1 LCD– und DLP-Projektoren
- 3.1.2 GLV-(Zeilen)-Laser-Projektor
- 3.1.3 MSD (Raster)-Laser-Projektor
- 3.2 Specklekontrast-Reduktionsverfahren
- 3.2.1 Kontrolle der zeitlichen Kohärenz
- 3.2.2 Speckle Sampling
- 3.2.3 Kontrolle der räumlichen Kohärenz
- 4 Kontrast N korrelierter Specklefelder
- 4.1 Kontrast vollständig korrelierter Specklefelder
- 4.2 Minimaler Kontrast unkorrelierter Specklefelder
- 4.3 Sinnvolle Anzahl korrelierter Specklefelder
- 5 Wellenlängen- und winkelspezifische Specklefelder
- 5.1 Korrelation wellenlängen- und winkelspezifischer Speckles
- 5.1.1 Im Falle subjektiver Specklefelder
- 5.1.2 Im Falle objektiver Specklefelder
- 5.2 Kontrast N winkelspezifischer Specklefelder
- 5.2.1 Im Falle subjektiver Specklefelder
- 5.2.2 Im Falle objektiver Specklefelder
- 5.3 Kontrast N wellenlängenspezifischer Specklefelder
- 5.4 Anwendung in Laser-Projektoren
- 5.4.1 Anwendung im MSD-Laser-Projektor
- 6 Periodisch phasenmodulierte Specklefelder
- 6.1 Wirkungsweise des akustooptischen Effektes
- 6.2 Korrelation akustooptisch modulierter Specklefelder
- 6.3 Kontrast akustooptisch modulierter Specklefelder
- 6.4 Akustooptisch modulierte Speckles räumlich getrennter Streugebiete
- 6.5 Anwendung in Laser-Projektoren
- 6.5.1 Anwendung im MSD-Laser-Projektor
- 7 Experimentelle Untersuchung phasenmodulierter Felder
- 7.1 Aufbau zur Kontrastmessung
- 7.2 Die Teilerspiegel-Piezospiegel-Anordnung
- 7.3 Kontrastmessung subjektiver Speckles.
- 7.4 Kontrastmessung objektiver Speckles
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Untersuchung von Verfahren zur Specklereduktion in Laserprojektionssystemen. Der Fokus liegt dabei auf der Analyse und Optimierung von Methoden zur Reduzierung des Specklekontrastes, die für Projektoren mit geringer Apertur geeignet sind.
- Theoretische Untersuchung der Specklekontrast-Reduktion durch Überlagerung korrelierter Specklefelder
- Analyse des Einflusses der Wellenlänge und des Winkels auf den Specklekontrast
- Bewertung der Anwendbarkeit von phasenmodulierten Specklefeldern zur Specklekontrast-Reduktion
- Experimentelle Verifizierung der theoretischen Ergebnisse anhand eines speziell entwickelten Versuchsaufbaus
- Zusammenfassung der gewonnenen Erkenntnisse und Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Die Einleitung stellt die Motivation und den Aufbau der Diplomarbeit dar. Sie erläutert die Problematik der Specklebildung in Laserprojektionssystemen und die Notwendigkeit effizienter Reduktionsmethoden.
- Kapitel 2: Dieses Kapitel bietet eine quantitative Beschreibung von Specklefeldern und erläutert die physikalischen Grundlagen des Specklephänomens.
- Kapitel 3: Es werden verschiedene Arten von Projektoren und gängige Verfahren zur Specklekontrast-Reduktion vorgestellt.
- Kapitel 4: Das Kapitel befasst sich mit der Reduktion des Specklekontrastes durch die Überlagerung mehrerer korrelierter Specklefelder und analysiert die Auswirkungen unterschiedlicher Korrelationsgrade.
- Kapitel 5: Der Einfluss der Wellenlänge und des Winkels auf die Korrelation von Specklefeldern wird untersucht. Die Ergebnisse werden auf die Anwendung in Laser-Projektoren übertragen.
- Kapitel 6: Dieses Kapitel untersucht die Specklekontrast-Reduktion durch periodische Phasenmodulation der Specklefelder. Die Funktionsweise des akustooptischen Effektes wird detailliert beschrieben.
- Kapitel 7: Experimentelle Untersuchungen zur Verifizierung der theoretischen Ergebnisse werden präsentiert. Die gewonnenen Daten werden analysiert und mit den theoretischen Modellen verglichen.
Schlüsselwörter
Specklekontrast, Specklereduktion, Laserprojektionssystem, Specklefeld, Kohärenz, Wellenlänge, Winkel, Phasenmodulation, Akustooptischer Effekt, MSD-Laser-Projektor, Experimentelle Untersuchung, Kontrastmessung.
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- Dipl.-Ing. Martin Blasl (Autor), 2008, Untersuchung von Methoden zur Specklereduktion in Laserprojektionssystemen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/94287
