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激光显示作为继CRT、LCD、LED之后的第四代显示技术,具有亮度高、色域广、寿命长、能耗低等优点。由于激光的高相干性,当激光入射到粗糙物体表面时,激光发生散射和干涉并产生颗粒状明暗斑点,我们称之为散斑。散斑现象严重影响投影图片的质量,必须被抑制。目前激光显示领域主要的散斑抑制方法包括振动散射片、扫描微镜、振动屏幕等方法来实现散斑的抑制。该类方法是在人眼的积分时间内通过叠加多幅彼此独立的散斑图案实现散斑的抑制,具有很好的散斑抑制效果。但是由于系统中引入马达等动态机械元件,增加系统体积同时降低了光学系统的稳定性,并且会产生额外的噪声污染。本论文研究了一种基于破坏激光时间及空间相干性的静态散斑抑制方法,设计并基于多步光刻工艺加工了一种具有3D微光学结构的器件,其可以作为一种静态的退相干薄膜(Decoherence Thin Film,DTF)。DTF可以对激光进行光程调制,降低激光的时间相干性进而破坏了激光的空间相干性,实现了散斑的抑制。将DTF与散射片配合应用于激光显示领域,可以实现无需外部供电、散斑抑制效率高的目的。DTF同样也可以应用于全息成像、激光照明等领域。本文的主要内容包括以下两个方面:1.基于多步光刻工艺加工具有3D微光学结构的功能验证型DTF。使用SU-8光刻胶通过多步光刻工艺加工出具有3D微光学结构的DTF。DTF具有2 × 2重复的微结构多层单元,重复单元具有不同的高度差,可以对激光进行光程调制,进而破坏激光的时间和空间相干性。2.基于功能验证型DTF的散斑抑制实验。在实验中,使用相干性不同的HeNe激光器和半导体激光器作为实验光源来研究DTF的散斑抑制效率。因为半导体激光器的相干长度小于HeNe激光的相干长度,当光源为半导体激光器时,DTF的散斑抑制效率最优,相应的散斑对比度从0.68降到0.42。当光源为HeNe激光器时,相应的散斑对比度从0.71降到0.66。