使用全息透镜作色散和聚焦元件的摄谱仪器

采用单一离轴型全息透镜兼作色散和聚焦元件,可以制成简单紧凑的摄谱仪器。本文讨论了记录全息透镜的最优方案,估计了这种仪器的性能并给出了实验结果。 关键词：     

裸眼3D LED显示的全息透镜板在线拼接的检测方法

全息透镜板的高精度拼接与装配是基于全息透镜技术的大屏幕LED裸眼3D显示系统搭建中的关键问题。理论计算与实验结果表明,全息透镜板与LED显示模组横向相对位置误差小于1.332mm时,可以满足显示的要求。基于裸眼3D显示系统的投射条纹,提出了基于投射条纹的全息透镜板位置实时调整方法。依据此方法提出了基于极大值测量条纹中心间距的图像处理算法,并结合LabView编写了图像处理程序。实验结果表明,使用该方法测得的亮暗条纹间距的测量精度为0.1mm,反算出全息透镜板与LED屏之间的位置误差小于0.03mm,满足实时调整全息透镜板位置的要求,可以作为全息透镜板在线拼接的检测方法。     

用变形全息透镜实现变形分数傅里叶变换

利用一发散点光源和一束倾斜平行光制作出在两个垂直方向上具有不同焦距的变形全息透镜,且用此全息元件实现了变形分数傅里叶变换。变形全息透镜两个方向上的焦距随全息记录条件和再现条件而变化,分析了用这种全息透镜实现变形分数傅里叶变换的条件。实验表明,用该元件能够方便地实现任意级次的变形分数傅里叶变换。     

制作多焦点全息透镜的新方法

本文提出了一种制作多焦点全息透镜的新光路,消除了干板上的多余条纹,从而有效地抑制了杂散光,并导出了用此光路制作的平面型全息透镜的衍射效率,给出了实验结果。     

一种单色全息平板波导显示系统的研究

设计了一种由耦出线性全息光栅和耦入体全息光栅组成的单色全息平板波导显示系统。该系统的工作原理是微型显示器发出的单色图像光波信息经过准直透镜后,通过耦入体全息光栅和耦出线性光栅把图像光波信息从平板玻璃的一端耦入,另外一端耦出,最终在出瞳位置进入人眼。介绍了全息光栅的特点,利用耦合波理论与K矢量闭合法理论推导全息光栅的视场角,同时介绍了全息光栅的设计方法,该方法是通过分束镜将激光分为物光波和参考光波,且按照一定的入射角度在全息干板上发生干涉来实现。模拟仿真结果表明:该系统显示视场角为18°×14°,出瞳距离为30 mm,传递函数MTF在30 lp/mm时均在0.3以上,满足目视系统的使用要求,可以应用于新一代头盔显示系统中。     

基于全色全息透镜的增强现实系统

全息透镜是一种通过全息波前记录制作的成像元件.由于其形状因子小、波长和角度选择性等优势,在增强现实(augmented reality,AR)领域有着很好的应用前景.全色全息透镜的制作与成像过程分析是当前的难点.通过标量衍射理论推导了离轴全息透镜的共轭成像方程,分析了现有成像系统中的畸变和像散问题.此外,通过k矢量圆和光线追迹相结合的几何光学方法模拟了一个视场角为18°,眼盒为10 mm的AR系统,通过干涉曝光实验制作了全色全息透镜,其平均峰值衍射效率为56.7%,达到国际较高水平.将激光微投与全息透镜相结合,搭建了AR系统原型,得到了系统的畸变和像散效果实验效果,与模拟的情况相一致.并测量了系统的MTF参数,其清晰度基本满足人眼的分辨率需求.对于单色成像,提出了添加柱面透镜的方式,保证子午面和弧矢面的光焦度一致以消除像散;提出了设计自由形式的波前记录方式以消除畸变.对于全色成像,提出了记录过程中预先补偿的方法,以解决3个颜色通道之间图像不重合的问题.     

用多焦点全息透镜实现多重谱分数傅里叶变换

提出用多焦点全息透镜实现多重谱分数傅里叶变换.利用全息方法通过一次曝光制作出多焦点的全息透镜,分析了用此全息元件实现这种变换的条件,并在实验上实现了多重谱分数傅里叶变换. 实验结果表明这种变换方法简便可行,可广泛应用于多通道光学信息处理系统及多目标图像识别系统中.     

全息透镜的焦距测量

本文首先给出了全息透镜像散成像的焦距公式,介绍了用全息光栅法测量全息透镜焦距的原理,对两块自制的全息透镜在原光路再现情况下测量了其焦距,并用另一种参数测量方法对测量结果进行了验证,两者基本相符。通过分别测量全息透镜两个焦距,从而可得出其像散大小。最后指出了使用这种方法应注意的问题。     

大尺寸物光波面彩色数字全息高质量重建研究

为解决检测面尺寸较大时CCD难以得到高质量数字全息图的问题,本文利用负透镜设计光学系统让CCD接收来自物体的缩小虚像,以球面波为参考波,使用单色CCD近距离得到三种色光照射下的大尺寸彩色物体的数字全息图,然后采用可控放大率波面重建算法得到同一尺寸的数字全息重建像,合成彩色数字全息重建像.同时,使用两种消零级方法去除零级...     

全息透镜在车辆中的两种应用

通过把全息透镜嵌入挡风玻璃，实现全息透镜在车辆中的两种应用，即将具有颜色选择性的窄带全息透镜用于车辆的平视显示，将具有角度选择性的宽带全息透镜用于车辆的阳光防护。     

Techniques for recording holographic lenses for infrared wavelengths

Three approaches for recording holographic lenses for infrared wavelengths are discussed. For long wavelengths such as the 10.6 μm line from CO₂ lasers holographic lenses are best made as computer-generated holograms. For the near infrared holographic lenses can be made using visible wavelengths with a computer-generated hologram to provide aberration correction. Finally a two step procedure is described which can be used to make holographic lenses for most infrared wavelengths.     

Compact planar optical correlator

A compact planar configuration for performing optical correlation is described. It comprises two pairs of identical holographic lenses and a holographic filter. Each pair of lenses is recorded on a single substrate; together the lenses perform exact Fourier transformation. The light between the lenses propagates inside the substrate by total internal reflection. The design and recording considerations for each of the elements along with experimental results for the overall planar correlator are presented.     

体全息光栅透镜的设计和应用

设计了一种新型的体全息光栅透镜, 在一块光学平板（体全息记录材料）内可以将输入光束产生横向传输并聚焦, 或对输入光点产生横传的准直. 它由一束平面波和一束球面波正交入射到光学平板上干涉形成的. 研究了该体全息透镜的光栅间距变化情况, 为设计和制备体全息光栅透镜及相关器件提供了理论依据. 基于两光束耦合波理论, 得到了该光栅透镜的耦合波方程, 近似计算了该透镜的衍射效率及其达到高衍射效率时透镜的最佳尺寸. 最后, 讨论了该透镜在集成光学等领域中的应用.     

Application of diffraction efficiency properties of thermoplastic material to wavelength shifted holographic optical lenses

We analyse in this paper the diffraction efficiency properties of thermoplastic material for forming wavelength shifted holographic optical lenses. Adaptations are performed for producing 488 nm holographic lenses for use at 514 nm.     

高衍射效率闪耀全息透镜

提出一种制作位相全息透镜－闪耀全息透镜新设计，利用它可使位相全息透镜的位相分布类似位相菲涅耳透镜，其衍射效率理论值可达９５％以上，但其制作过程要比位相菲涅耳透镜容易，文中给出了原理分析和实验验证，初步结果是令人满意的。     

Design procedure using coupled multiwave efficiency analysis for wavelength shifted holographic optical elements

A design procedure uses coupled multiwave efficiency analysis in wavelength shifted holographic optical elements. The procedure is adapted for producing 488 nm holographic lenses for use at 628 nm.     

A flat field holographic lens with no first order astigmatism

By a suitable choice of the position of the stop, holographic lenses which are free from first order astigmatism are obtained. Furthermore it is found that these lenses are flat field for all pairs of conjugates for all field angles.     

Fast electrically switchable holographic optical elements in LiNbO3

We present here the realization of fast electrically switchable holographic optical elements based on electric field multiplexing of volume holograms in lithium niobate crystals. We demonstrate the electrical control of holographic lenses and holographic mirrors for fast switching of the focal length and the direction of the reconstructed light beam, respectively. The switching time in the range of few hundred microseconds has been demonstrated using this technique.     

Characterization of aplanatic hologram lenses for optical disk pick-ups

Imaging characteristics for holographic objective lenses application to optical disk pick-ups was analyzed by a comparison between flat and spherical aplanatic hologram lenses with the aid of the third order aberration theory and ray tracing method. The aplanatic hologram lens image field was 0.5 deg for NA=0.5 with focal length f=5 mm under the Marechal criterion. The results indicates that the aplanatic hologram lenses are feasible for optical disk applications.     

信息光学实验器件与实验技巧

对半导体激光器用于全息记录的特性进行了实验研究 ,指出了半导体激光器的优点及在光学全息领域应用的巨大潜力 ;分析了三种傅立叶变换透镜的共性和差别 ,提出了会聚光中傅立叶变换透镜的优点和光学设计的基本规律 ,实验证明了所设计的实例有良好的结果。