计算机制彩虹全息图的新算法

提出利用查表方法进行数字彩虹全息的计算方法.根据彩虹全息的基元全息图为线全息图的特点,找出物点与其线全息图的一一对应关系,建立空间点阵物点的线全息物光分布数据表.在对实际物体进行计算时,根据物点的位置,在数据表中找到与之对应的物光分布,并将这些分布进行叠加,从而形成实际物体被狭缝限制的物光分布,最后引入参考光计算其彩虹全息图.本方法充分利用了线全息图的性质,使得计算量大大减小,同时提高了计算速度.     

从线全息图分析彩虹全息

本文从彩虹全息固有的线全息图出发,不采用传统狭缝像的概念来分析彩虹全息的成像机理.论述了线全息图的宽度与再现像最小分辨距离及体视极限的关系;讨论了几种典型彩虹全息术中线全息图的特征及其对再现象的影响,提出并实现了不通过狭缝实像来观察再现像的新方法.     

计算机制相位彩虹全息近眼显示

基于现有的相位空间光调制器,提出并实现了计算机制相位彩虹全息近眼显示.指出带限条件下物光在全息面上相位分布的计算及高频闪耀光栅纵向色散的控制是实现相位彩虹全息的关键要素.在计算相位彩虹全息图时,首先利用带限条件下的角谱衍射算法获取全息面上物光的复振幅分布,并利用双向误差扩散算法将复振幅分布编码为相位分布.然后,对参考光对应的高频闪耀光栅的相位进行编码,得到计算机制相位彩虹全息图.最后,设计了包含白色点光源、准直透镜、空间光调制器、4f滤波系统及目镜的全息彩色近眼显示系统,并通过光学再现获得了相位彩虹全息近眼显示效果,证明了所提方法的有效性.     

计算机制半周视彩色彩虹全息体视图

全息体视图(HS)是一种可加速计算的全息图，能够实现单色全息三维(3D)显示，将其与彩色彩虹全息相结合并实现允许多人围观的半周视彩色彩虹全息3D显示具有实际应用价值。在HS计算原理的基础上，设计单元全息图侧视角及视场角等参数，通过频域复用获得包含红色、绿色和蓝色信息的单元全息图的频谱，对频谱进行傅里叶逆变换后取实部得到该单元全息图，所有单元全息图的组合形成完整的半周视彩色彩虹HS。通过并行加速计算的方法实现分辨率为200800 pixel×200800 pixel、尺寸为64 mm×64 mm的高分辨率半周视彩色彩虹HS仅需15.15 min。采用反射照明的方式进行光学再现，实现了允许多人同时观看的清晰的彩色全息3D显示，其有望应用于3D军事地图、3D沙盘等领域。     

记录飞秒级超快动态过程的脉冲数字全息技术

采用脉冲数字全息技术实现对飞秒级超快动态过程的数字显微全息记录.其中，全息记录系统将单脉冲分割成具有飞秒至皮秒量级时间延迟的角度相同的物光子脉冲序列和具有同样时间延迟的角度不同的参考光子脉冲序列，并以空间角分复用的方式在普通CCD的一帧图像上记录下包含多张子全息图的复合全息图，然后通过数字傅里叶变换和数字滤波的方法，分别再现出每张子全息图所记录的图像.通过对飞秒激光激发空气电离过程的全息记录，获得了具有飞秒时间分辨的等离子体形成和传播过程的动态图像. 关键词： 超短脉冲激光 飞秒全息 脉冲数字全息 空间角分复用     

一种获得大视角彩虹全息图的新方法：全息共轭法

提出一种利用全息相位共轭法获得大视角彩虹全息图的新方法,和全息聚光屏的概念.与一般彩虹全息法相比,全息相位共轭法所得彩虹全息图的视场不受透镜孔径的限制.简述了全息共轭法的基本原理,从理论上和实验上证明了该方法的可行性.     

室外自然场景体视彩虹全息图的制作方法研究

本文介绍了一种用连续激光制作室外自然场景体视彩虹全息技术. 先用自制的透镜线阵照相机拍摄室外自然场景经透镜所成像的初级体视图，然后用连续激光照明初级体视图，原光路返回，透镜线阵此时不仅起到成像作用，而且起到了彩虹全息术中的狭缝作用. 这种技术也适用于室外动态物体. 本文制作了室外自然场景的体视彩虹全息图，并给出了实验结果.     

大视角计算机制彩虹全息图的研究

提出大视角计算机制彩虹全息图制作的新方法-计算机与光学相结合的两步法.采用这种方法,计算机制彩虹全息图的视角可以方便地做到适合显示需要的大小,并且全息图的计算时间比采用一般方法计算短,解决了目前计算机制全息用于显示实用化存在的难点:庞大的计算量,大视角全息图制作困难.     

单光路共轴数字全息去背景新方法及应用

针对数字全息图像背景去除的问题,提出两种全息图像重建去背景的方法:背景减弱法和自适应滤波法.搭建了共轴数字全息显微成像实验系统,利用该系统分别对洋葱表皮、植物根茎横切标本、叶片气孔标本和血细胞标本进行背景去除和图像重建.通过光强分布曲线、对比度计算等证明了自适应滤波方法在共轴数字全息结构中去除背景的有效性.实验结果表明,根据环境、样品等不同,全息图的背景也会发生变化.基于此结果,将全息数字显微图像分为三类,并针对不同的背景特点,得出了获取最佳重建图像应采用的有效去除背景方法.研究结果有助于共轴光路数字全息显微术中的重建成像.     

菲涅尔数字全息的脉冲响应

数字全息是用CCD记录全息图并用计算机数值重建全息像的一种全息新方法.在数字全息中,通过对不同记录参数下记录的全息图的数值处理,可以消除零级光和共轭光,从而将数字全息系统看作是一个线性系统.本文依据全息理论和付里叶频谱分析,对菲涅尔数字全息系统的脉冲响应和分辨本领进行了理论分析.结果表明,在矩形等间隔抽样的情形下,菲涅尔数字全息的脉冲响应是由CCD有限大小的孔径衍射斑调制的矩形函数;菲涅尔数字全息的分辨率由CCD的孔径尺寸决定;由于CCD像素具有一定的大小,使得点光源的像发生弥散.     

二步法大景深反射全息图

以开拓反射全息图的景深表达能力为目的,从反射全息图的共轭物像关系出发,利用反射全息图的均匀介质耦合波理论和布拉格条件,对其白光再现像模糊作了具体的分析和讨论,得到色模糊和线模糊的表达式.指出反射全息图上不同各点对任意白光再现像点的色模糊和线迷糊的影响均存在差异,给出反射全息图白光再现像的景深表达式.实验利用二步法制作了一张景深为83 cm的反射全息图,与大景深彩虹全息图再现像相比,其再现像的立体感更加强烈.理论分析和实验结果表明,光源的再现角度和观察距离对反射全息图的再现像景深大小影响显著.在再现光垂直于反射全息图平面照明情况下,反射全息图具有最好的景深表达能力.     

二维彩虹全息图母版的非相干光拷贝技术

描述一种用非干光制作二维彩虹模压全息图母版的新技术。该技术用紫外灯作为记录光不原,记录系统中不用任何光学元件。记录过程不需防振条件,色彩编码 狭缝像的“彩虹版”上进行条纹复制而获得。彩虹版可以无数次重复使用,所以全息图母版的记录十分简单。该技术投资少、效率高,制出的全息图质量好,对大批量模压全息图制造有很高的实用价值。     

投影彩虹全息术

本文提出一种新的彩虹全息图的记录方法——投影彩虹全息术.这种技术简化了彩虹全息图的记录过程,在某些方面克服了传统方法的限制,制作的投影彩虹全息图具有大景深、大视角和高分辨率的特点.文中介绍了投影彩虹全息图的记录和再现的原理,分析了它的基本性能,并讨论了一些成功和可能的应用.     

大景深彩虹全息图的获得与观察条件

本文从彩虹全息的线状点基元全息图入手,首次对其景深进行了分析和讨论.理论上证明了只要满足一定的观察条件,则彩虹全息可以进行大景深的记录和再现;实验上获得了景深达450mm的彩虹全息图.     

周视彩虹全息图中共轭像的抑制

本文从理论和实验两方面分析了共轭像的干扰问题,求得了共轭像强度对记录介质厚度及物光—参考光夹角的依赖关系,并对普通6μm干板给出了抑制共轭像的条件.     

对用空间扩展宽谱光源再现的彩虹全息像的分析

用空间扩展宽谱光源再现的彩虹全息像时,整个光源只在一定的光谱的和空间的“有效宽度”内起作用,本文在此概念的基础上,研究了光源的光谱扩展和空间扩展在其单独作用和联合作用时对全息像的影响。发现当两者联合作用时,对像质的总影响几乎与它们单独作用时一样。给出了用宽谱空间扩展光源所再现的彩虹全息像的分辨率,从而提出了一个实用的狭缝宽度。     

利用数值再现实现彩虹全息色差评价

为了在计算机制彩色彩虹全息图输出之前定量得到再现像的色彩保真度,提出了一种采用数值再现进行色差评价的方法.首先对彩虹全息图进行了频谱分析,得到再现参量与频谱分布之间的关系;然后采用频域滤波算法实现彩色彩虹全息图数值再现,得到再现像的相对功率谱分布;最后采用CIE1976UCS均匀颜色空间对再现像色差情况进行了计算.设计了7个色块并制作了计算机制真彩色彩虹全息图,以金卤射灯作为照明光源进行了光学再现实验,给出实验结果及分析.研究证明了采用数值再现方法实现对计算彩虹全息再现像光谱分布和色差进行计算分析是一种快速经济的方法.     

Full Color Computer-Generated Rainbow Hologram with Enlarged Viewing Angle

The viewing angle of a computer-generated hologram (CGH) can be expanded by lens-less Fourier configuration. However, a laser is required to illuminate the CGH for reconstruction. We proposed earlier making a second hologram for white-light reconstruction; here, we propose a method to calculate CGH for a full-color rainbow hologram with enlarged viewing angle. First, we calculate the master hologram with three virtual slits whose positions correspond to red, green and blue wavelength. The transfer hologram can be made from the master CGH with a single exposure. In the experimental result, we obtain a full-color computer-generated rainbow hologram with 17° of viewing angle and 3.0mm × 2.5 mm image size.