新技术使液晶投影的光效提高一倍

一种新的偏振光栅偏振化技术使得液晶(Liquid Crystal,LC)投影机的能量效率提高了近一倍,而体积更小、成本更低、电池寿命更长且发热量更小。

所有的液晶投影机都使用偏振光。但是高光效的光源如 LED 等产生的都是非偏振光(自然光)。所以液晶投影机在使用 LED 光源之前必须将其转换为偏振光(偏振化,物理学上称之为起偏)。

传统的起偏方法主要是让非偏振光波通过一个偏振片(这时称之为起偏器)来完成的,这种过程会损失超过 50% 的光能量。这些损失的巨大能量转变为热能,使得传统的液晶投影机需要强力的冷却风扇来帮助散热,也带来了较大的噪声。

现在,北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)开发出一种新的技术,使得大约有 90% 的非偏振光能够被投影机利用。研究团队自制了一台小的投影机来演示这一技术。

使用新式偏振光栅起偏系统的小型液晶投影机

研究人员利用新式偏振光栅起偏技术,创建了一个小的微型投影仪,可以嵌入到智能手机、平板电脑或其他设备中。 (图片:ImagineOptix公司)

这个小的单一单元装置由四个不能活动的部分组成,它们可以嵌入到智能手机、平板电脑或者其它设备中。非偏振光首先通过一个透镜组,会聚为一个点状网格。然后通过一个偏振光栅。该偏振光栅是由一层附着在玻璃基底上的液晶薄膜制成的,可以将入射的光点分离为偏振状态相互正交(偏振方向相互垂直)的两组光点。再通过一个百页窗式波片 —— 一个具有清晰的特定模式的波片集合 —— 形成具有相同偏振状态的光点。最后,第二个透镜组将这些光点会聚成为一个单一均匀的光束。

polarization grating-polarization conversion system,偏振光栅起偏系统

polarization grating-polarization conversion system(简称 PGPCS,即偏振光栅偏振转换系统)

右图即是研究人员开发的偏振光栅起偏系统,简称 PGPCS。它可以显著提高液晶投影机的能量利用效率。这使得电池驱动的液晶投影机的工作时间是原来的两倍,而使用相同的能量,投影机可以比以前的亮度更高。因为只有大约 10% 的能量转换为热量,新技术还可以减少液晶投影机对散热风扇的需要。

via NCSU

相关论文

Efficient and monolithic polarization conversion system based on a polarization grating

Authors: Jihwan Kim, Ravi K. Komanduri, Kristopher F. Lawler, Michael J. Escuti, North Carolina State University; D. Jason Kekas, ImagineOptix Corporation

Published: July 10, 2012, Applied Optics

Abstract: We introduce a new polarization conversion system (PCS) based on a liquid-crystal polarization grating (PG) and louvered wave plate. A simple arrangement of these elements laminated between two microlens arrays results in a compact and monolithic element, with the ability to nearly completely convert unpolarized input into linearly polarized output across most of the visible bandwidth. In our first prototypes, this PG-PCS approach manifests nearly 90% conversion efficiency of unpolarized to polarized for +/-11° input light divergence, leading to an energy efficient picoprojector that presents high efficacy (12 lm/W) with good color uniformity.©

本文发表于水景一页。永久链接:<https://cnzhx.net/photonics/news/light-efficiency-in-lc-projectors-nearly-doubled/>。转载请保留此信息及相应链接。

雁过留声,人过留名

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

特别提示:与当前文章主题无关的讨论相关但需要较多讨论求助信息请发布到水景一页讨论区的相应版块,谢谢您的理解与合作!请参考本站互助指南
您可以在评论中使用如下的 HTML 标记来辅助表达: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>