基于LCOS空間光調(diào)制器計算全息的研究.pdf

1、人類獲得的信息約80％來自視覺，長期以來傳遞信息的主要手段仍然是二維的，目前發(fā)展的三維成像技術(shù)主要是將現(xiàn)實的三維物體信息記錄在二維介質(zhì)上，利用人們的生理感知和心理感知來綜合三維信息。三維全息顯示技術(shù)是為了滿足人們對真實三維立體感的追求應(yīng)運而生的。全息顯示技術(shù)保留了物體包括振幅和相位在內(nèi)的全部信息，人們在觀察全息影像時就像觀察實物一樣，能夠看到包含所有視點信息的三維立體像，因此全息術(shù)也被稱為最終的三維顯示技術(shù)。
　　計算全息術(shù)是現(xiàn)代

2、光學(xué)一個重要的分支，與傳統(tǒng)的光學(xué)全息相比具有噪聲小、易復(fù)制、適用范圍廣等優(yōu)點。計算全息術(shù)利用數(shù)字計算機(jī)制全息圖，通過加載到匹配的設(shè)備如空間光調(diào)制上實現(xiàn)全息光電再現(xiàn)，是實現(xiàn)實時的、動態(tài)三維顯示的關(guān)鍵技術(shù)。本論文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　首先概述了三維顯示技術(shù)目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，重點介紹了真三維全息顯示技術(shù)的原理，全息術(shù)的發(fā)展歷史及其研究現(xiàn)狀，空間光調(diào)制器的原理及其分類。
　　利用Visual basic編寫了計算全息

3、的程序，搭建了計算全息軟件平臺，實現(xiàn)了不同類型、不同編碼方法的全息圖制作;編寫了數(shù)字再現(xiàn)程序，實現(xiàn)了全息圖重建場的計算機(jī)模擬;同時增加了圖像處理模塊，實現(xiàn)了全息圖的預(yù)處理。
　　研究并編寫了三維全息計算方法，即基于查表法(LUT)技術(shù)的主菲涅耳波帶算法，不僅使計算時間縮短同時避免了波帶間的串?dāng)_。搭建了以LCOS空間光調(diào)制器為核心的全息顯示系統(tǒng)。針對LCOS空間光調(diào)制器的柵格結(jié)構(gòu)對再現(xiàn)像光場分布的影響進(jìn)行了理論計算和計算機(jī)模擬，并且

4、在理論上提出了改善像質(zhì)的方法。根據(jù)LCOS芯片尺寸，通過理論推導(dǎo)和計算機(jī)模擬兩種方式計算了離軸全息圖和同軸全息圖最大最小成像距離和記錄距離及其合適的載頻系數(shù)。通過數(shù)字再現(xiàn)和全息光電再現(xiàn)的方式驗證了全息三維顯示的可行性。最后，在計算全息界面構(gòu)建三維模型，并提取有效數(shù)據(jù)點，制作全息圖，實現(xiàn)二維、三維物體全息圖的光電再現(xiàn)，并且對像質(zhì)進(jìn)行了分析。編寫了視圖計算程序，能夠連續(xù)計算三維模型不同視角下的全息圖，初步進(jìn)行了實時、動態(tài)三維全息顯示的研究。