面向全息三维显示的量子点承接材料研究

发布时间：2017-08-29 23:33

  本文关键词：面向全息三维显示的量子点承接材料研究

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【摘要】：三维显示技术可大幅提高人们的视觉感受，是下一代显示技术发展的主流方向之一。与目前商业化3D电影和电视所采用的视差型立体显示技术相比，全息三维显示技术可以恢复包括振幅和相位在内的全部物光信息，获得与观看真实场景完全相同的视觉效果。承接材料是全息三维显示系统的核心组成部分之一，决定着全息重建图像的质量，目前研究较多的是稀有气体、稀土玻璃、有机染料等承接材料。然而这些材料不能满足三维图像可视化要求，如气相材料有毒，不易储存且易受外界环境影响；稀土材料的光转换效率低，加工困难且造价昂贵；有机染料稳定性较差，易聚集引起荧光淬灭。因此，发展满足全息显示需求的新型承接材料成为三维显示技术研究中的重要课题。 本论文为了解决全息三维显示中缺乏高效再现全息图像承接介质的问题，设计了基于量子点的发光复合材料，利用各种测试手段如紫外分光光度计、荧光光谱仪等对复合材料性能进行表征，同时对其在全息三维承接显示中作为承接介质再现三维图像的效果进行评价。具体研究结果如下： (1)量子点-PVA水凝胶复合材料 采用微波辅助合成法制备了CdxZn1-xTe和ZnSe/ZnS量子点，，通过调控前驱体比例、反应温度和pH值等反应参数对材料进行优化得到量子产率在40%左右、可见光范围内发光的量子点。随后使用高温共混法制备量子点-PVA水凝胶复合材料，发现复合材料在量子点掺杂率为0.5wt%左右时能够维持80%的透明性且复合材料具备可修复性能。将其置于全息显示系统中能够高效、清晰地再现三维立体图像，图像的峰值信噪比达到10.94，说明这种材料可作为全息显示承接介质。 (2)量子点-双网络水凝胶复合材料 采用分步合成法制备双网络水凝胶，调控交联剂、单体浓度来控制凝胶机械强度、刚性等基本性能。双网络复合凝胶的光学性能得到很好地保持、材料储存条件要求比量子点-PVA复合凝胶低。量子点在凝胶内部水分完全丢失后也不会聚集且复合凝胶能够多次溶胀、收缩，方便重复使用。除此以外，复合凝胶形状固定，不需要使用容器装载方便用于显示，同时具有高机械强度，对外部的剪切力、压力等具有良好的抵抗性。再现图像的信噪比达到28.48，效果接近真实图像。 (3)上转换材料 探索了两种上转换材料在全息三维承接显示中的应用潜力。采用热分解法制备稀土离子掺杂的NaYF4:Yb/Er纳米晶，通过调控掺杂稀土离子的比例能够有效地调控溶液发光。使用共混法制备的CuInS2-DPA上转换材料能够将绿光转变为蓝光，其中敏化剂CuInS2制备方法成熟，易于根据需要调控其性能方便与受体匹配。
【关键词】：全息显示 承接介质 水凝胶 量子点 显示效果
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN873;TQ427.26
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 缩略语表11-12
• 第1章 绪论12-30
• 1.1 引言12
• 1.2 三维显示12-17
• 1.2.1 分视场显示技术12-14
• 1.2.2 体积显示技术14-15
• 1.2.3 全息显示技术15-17
• 1.3 全息显示介质17-28
• 1.3.1 气相材料17-19
• 1.3.2 染料及其复合材料19-21
• 1.3.3 上转换材料21-26
• 1.3.4 量子点复合材料26-28
• 1.4 本论文的选题意义及主要研究内容28-30
• 1.4.1 本论文的选题意义28
• 1.4.2 本论文的主要研究内容28-30
• 第2章 量子点-PVA水凝胶复合材料30-49
• 2.1 引言30
• 2.2 实验部分30-32
• 2.2.1 材料与试剂30-31
• 2.2.2 实验仪器31
• 2.2.3 量子点的制备31-32
• 2.2.4 量子点-PVA水凝胶复合材料的制备32
• 2.3 结果与讨论32-48
• 2.3.1 量子点的性能分析32-41
• 2.3.2 量子点-PVA复合材料性能分析41-44
• 2.3.3 显示效果分析44-48
• 2.4 本章小结48-49
• 第3章 量子点-双网络水凝胶复合材料49-67
• 3.1 引言49-51
• 3.2 实验部分51-52
• 3.2.1 材料与试剂51
• 3.2.2 实验仪器51
• 3.2.3 量子点-双网络水凝胶复合材料的制备51-52
• 3.3 结果与讨论52-66
• 3.3.1 光学性能表征52-53
• 3.3.2 稳定性表征53-57
• 3.3.3 保水性能表征57-60
• 3.3.4 机械性能表征60-63
• 3.3.5 显示效果分析63-66
• 3.4 本章小结66-67
• 第4章 上转换材料67-74
• 4.1 引言67-68
• 4.2 实验部分68
• 4.2.1 药品与试剂68
• 4.2.2 NaYF4:Yb/Er纳米晶合成68
• 4.2.3 量子点/DPA上转换材料68
• 4.3 结果与讨论68-73
• 4.3.1 光学性能68-72
• 4.3.2 上转换材料在全息显示承接中的应用探索72-73
• 4.4 本章小结73-74
• 总结与展望74-77
• 参考文献77-84
• 攻读硕士期间发表论文与研究成果清单84-85
• 致谢85

【参考文献】

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1 赵亮;;三维全息影像成像原理和产品探析[J];科技信息;2011年10期

本文编号：756057