大景深白光顯示全息圖的研究.pdf

1、彩虹全息圖和反射全息圖是兩大類可白光顯示的激光全息圖。本文以提高和拓展兩者的三維顯示能力為最終目的，對彩虹全息圖和反射全息圖做了全面和深入的理論探討和分析，并在理論分析的基礎(chǔ)上做了大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，制作了高質(zhì)量大景深彩虹全息圖和大景深反射全息圖。本文工作分為兩大部分： 1、大景深彩虹全息圖的理論探討和實(shí)驗(yàn)制作。彩虹全息圖的再現(xiàn)像景深由拍攝時(shí)的狹縫大小和觀察距離兩者共同決定：狹縫越窄，觀察距離越遠(yuǎn)，則再現(xiàn)像景深越大。一般情況下，狹縫

2、太小將導(dǎo)致彩虹全息圖白光再現(xiàn)像的分辨率降低，散斑噪聲影響也將變得明顯；同時(shí)，觀察距離太大也不符合人的觀察習(xí)慣。本文針對上述情況做了大量的實(shí)驗(yàn)工作。在利用二步法制作大景深彩虹全息圖的實(shí)驗(yàn)中，本文通過第一步拍攝得到高質(zhì)量菲涅耳全息圖作為母片，克服了由于狹縫過小帶來的實(shí)驗(yàn)上的困難，并在第二步中對拍攝參數(shù)的選擇進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，制作了高質(zhì)量的大景深彩虹全息圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在普通點(diǎn)源白光再現(xiàn)、觀察距離1米甚至更近的情況下，對景深為63厘米的彩虹

3、全息圖，也能獲得滿意的再現(xiàn)像觀察效果。 2、大景深反射全息圖的理論和實(shí)驗(yàn)開拓。從反射全息圖的物像關(guān)系出發(fā)，利用反射全息圖的均勻介質(zhì)耦合波理論和布喇格條件，對其白光再現(xiàn)像模糊作了具體的分析和討論，得到色模糊和線模糊的表達(dá)式，并指出反射全息圖上不同各點(diǎn)對任意白光再現(xiàn)像點(diǎn)的色模糊和線迷糊的影響均存在差異。在此分析基礎(chǔ)上，得到反射全息圖白光再現(xiàn)像的景深表達(dá)式。分析結(jié)果表明，反射全息圖的記錄參考光、再現(xiàn)光的入射角度以及人眼的觀察距離，對反

4、射全息圖的再現(xiàn)像景深大小影響顯著。在再現(xiàn)光垂直于反射全息圖平面照明情況下，反射全息圖具有最好的景深表達(dá)能力。實(shí)驗(yàn)上，本文分別利用一步法和二步法，制作了再現(xiàn)像景深分別為63厘米和83厘米的反射全息圖。 實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，要獲得令人滿意的大景深彩虹全息圖的白光再現(xiàn)像，拍攝中加入寬度很小的狹縫是必要的。狹縫寬度的減小，一方面有效地限制了再現(xiàn)像模糊，有利于人眼觀察；另一方面卻使得再現(xiàn)像在垂直于狹縫長度方向的視差損失嚴(yán)重，其再現(xiàn)像立體感反而不