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.     

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.     

动态数字彩虹全息显示的研究

提出一种动态数字彩虹全息显示术，该技术将计算机制全息术和动态双视彩虹全息合成术相结合，根据彩虹全息的基元全息图为“线全息图”以及双眼立体视觉的特点，计算物点的线全息图上两个片断，使得两个全息图片断分别对应左右眼视图，同时对彩虹全息图的狭缝像进行横向分割，使得不同区域成为物体不同姿态的视窗，从而达到动态显示的效果.给出了数字动态全息的计算方法，并得到了初步的实验结果.     

大视角真彩色全息图制作的新方法

为了提高全息图的彩色效果和增加其视角,结合光学全息和计算全息的优点,利用镜像法提出了一种提高全息图彩色效果和增大视角的新方法。制作方法分两步来实现,第一步,镜像迭加的分色计算全息图H1r,H1g,H1b的制作。第二步,利用光学的方法制作彩虹全息图H2。设计光路使再现的光波经平面镜反射,按光的可逆原理展开,形成大视角再现。经理论分析和实验验证,实验获得的全息图可以在大视角(约14°)情况下观察到彩色再现像,彩色效果和立体效果均较为明显。     

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。     

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.     

单波长编码计算机制彩色彩虹全息图的研究

提出计算机制三维物体彩色全息图的新方法.通过理论分析表明，在满足一定的条件下，三个不同原色的点光源所产生的全息图光栅结构和距全息图不同距离的三个同色物点的光产生的全息图光栅结构是等价的.根据这一原理并参照彩虹全息技术，研究了物体三原色信息光分布的编码方法和全息图的算法，用单波长计算实现彩色全息图的制作，同时，较为完满地解决了全息图叠加和色串扰问题.实验结果证明了该方法的可行性及有效性.     

大视角两步彩虹全息术

本文巧妙地运用了全息图的光路可逆性,采用两面反射镜与小面积全息图相结合,制得了视场角接近180°的大视角彩虹全息图.整个过程分两步完成,无需任何特殊的光学元件.文中给出了实验结果,并进行了讨论.     

用红敏光聚合物干板制作彩虹全息图

用红敏光聚合物干板制作了一步彩虹全息图,并通过对影响全息图质量的几个参量的实验研究,得到了制作像质较好的彩虹全息图的实验条件.     

Research on a fast algorithm of three-dimensional CGH

This paper puts forward a novel fast algorithm of three-dimensional Computer-Generated Hologram (CGH). The algorithm proposed can directly express the two-dimensional Fourier spectrum of a unit square by an analytic function, as well as the light field distribution of the unit square on the holographic plane (the unit square is not parallel to the holographic plane). The computer simulation and photoelectric reconstruction are also performed to verify the algorithm. The experimental results show that the algorithm is quick and simple, providing a good reference to research on three-dimensional CGH.     

变步长搜索的计算全息图编码方法

基于计算全息图(Computer-Generated Hologram,CGH)的非球面检测技术通过控制衍射光相位来生成所需要的参考波前,从而实现非球面的零位检测,近年来,该技术已经发展成为非球面的主流检测技术。对于CGH编码,采用传统编码方法实现高精度编码,其数据量往往高达几十甚至上百GB。因此,为同时确保编码精度高及编码数据量小,本文提出了一种变步长CGH编码方法。该方法首先通过寻找等相位面的方法得到CGH条纹分布,然后通过计算相位分布梯度选取不同的取样步长,使CGH能利用尽可能少的点实现高精度编码。利用变步长搜索的编码方法进行编码并制作了CGH对非球面样品进行检测,检测结果为3.142 nm(RMS)。为验证检测结果可信度,本文设计并制作了补偿器对同一非球面进行检测,其检测结果为3.645 nm(RMS)。对两检测结果点对点做差,RMS值为1.291 nm,结果表明该编码方法可满足非球面高精度检测需求。     

背投系统视角计算方法研究

介绍了一种计算背投系统视角的方法,可用来衡量背投系统性能.背投系统的视角不仅仅依赖于背投屏幕,也与光学引擎和观看环境有关.综合这三个方面的因素得到背投系统的对比度和角度的关系,根据人眼能接受的最小对比度可推算出背投系统的视角.实验数据表明,根据方法中表达式计算所得视角与实际参量吻合较好,证明该计算方法简单有效.     

计算机制全息图改造激光波面和模式

以变换椭圆高斯光束为圆对称高斯光束为例,本文给出了用计算机制全息图作为变换元件改造激光波面和模式的理论和方法.推导出产生计算机制全息图的数学方程.制作出计算机制全息图,并得出了实验结果.     

液晶盒视角对比度曲线的实验测量

设计了一种测量液晶盒视角的实验装置,通过固定的水平角度和竖直角度扭曲向列相液晶盒光透过率的测量,得到了视角-对比度曲线。不同的水平和竖直视角,其对比度也是不同的。无论竖直视角的大小,水平视角为0°时对比度最大;当对比度大于某一数值（例如50）时,随着竖直视角从20°增加到20°,水平视角的范围先增大后减小。     

Fragment-based QSAR: perspectives in drug design

Drug design is a process driven by innovation and technological breakthroughs involving a combination of advanced experimental and computational methods. A broad variety of medicinal chemistry approaches can be used for the identification of hits, generation of leads, as well as to accelerate the optimization of leads into drug candidates. Quantitative structure–activity relationship (QSAR) methods are among the most important strategies that can be applied for the successful design of small molecule modulators having clinical utility. Hologram QSAR (HQSAR) is a modern 2D fragment-based QSAR method that employs specialized molecular fingerprints. HQSAR can be applied to large data sets of compounds, as well as traditional-size sets, being a versatile tool in drug design. The HQSAR approach has evolved from a classical use in the generation of standard QSAR models for data correlation and prediction into advanced drug design tools for virtual screening and pharmacokinetic property prediction. This paper provides a brief perspective on the evolution and current status of HQSAR, highlighting present challenges and new opportunities in drug design.     

Viewing angle characteristics of a nematic liquid crystal cell with two crossed-grating surface substrates

Liquid crystal in a nematic liquid crystal cell surface with two crossed-grating surface substrates can be oriented along the normal grating direction with given geometric parameters of groove and anchoring strength. This display is equivalent to multi-domain vertical-alignment mode. It has a relatively wide viewing angle. In this letter, we investigate the viewing angle characteristics of this kind of cell. The viewing angle dependence of contrast ratio is obtained using the extended Jones matrix method, which also considers the flexoelectric effect. The viewing angle is dependent on the geometric parameter of grating surface, the flexoelectric coefficients, and the anchoring strength. Therefore, appropriate value for each factor needs to be selected to obtain a better viewing angle of this cell.     

空间光调制器曲面拼接实现全息三维显示视角拓展

本文对多空间光调制器不同拼接方式拓展全息三维再现像视角的方法进行了分析,基于多片空间光调制器拼接拓展视角的思想,利用平面反射镜、分光镜和两片透射式空间光调制器设计了曲面拼接系统,进行了全息三维再现像的视角拓展实验研究。用该系统对四棱锥物体的层析菲涅尔衍射全息图进行再现,结果表明,总视角由基于单片空间光调制器的1.7°增大到3.2°,即拓展到约1.9倍,分光镜能够消除两片空间光调制器间的间隙,实现无缝拼接。该方法同样适用于更多空间光调制器的曲面拼接中,可以有效地拓展全息再现像的视场角大小。     

虚拟和真实实验相融合的三维非完全数据层析

为了解决非完全数据条件下复杂流场的三维层析重建,结合计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)、计算流动显示技术(Computational flo wimaging,CFI)和光学层析技术(Optical computerized tomography,OCT),提出了应用于非完全数据流场重建的虚拟实验和真实实验相融合(即CFD,CFI与OCT融合)的三维层析。非对称双峰温度场实验结果表明,与完全数据重建结果相比,虚拟实验与真实实验相融合的三维层析的重建双峰误差小于5％。因此能够更好地实现非完全数据条件下流场的三维重建,极大地提高非完全数据条件下流场重建的真实性,较好地与实际结果相吻合,从而为解决有限角条件下的严重非完全数据流场的重建开拓了一条新途径。     

表面粗糙度对黑云斜长片麻岩不同探测角偏振度波谱影响研究

以黑云斜长片麻岩为例,探讨了表面粗糙度因子在350～2 500nm波段对岩石不同天顶角及方位角偏振度探测的影响,并在特征波段进行了定量分析。表明不同粗糙度的岩石表面,入射天顶角一定时,在镜面反射方位,偏振度随探测天顶角先是上升,到达最高值后又开始下降。(520±10)nm波段的偏振度在探测天顶角方向达到的最大峰值与表面粗糙度进行相关分析,发现他们呈幂函数关系。回归方程为:y=0.604x-0.297,可决系数R2为0.985 4。峰值所在天顶角度与表面粗糙度相关模型为,y=3.419 4x+51.584,y<90°,模型可决系数R2为0.817 7。偏振度随探测方位角变化的规律为以180°方位时偏振度最大,向两侧随探测方位离180°越远逐渐越低,并趋于0。(520±10)nm波段的偏振度在探测方位角180°方向达到的最大峰值与表面粗糙度进行相关分析,发现他们呈幂函数关系。回归方程为:y=0.582 2x-0.333,可决系数R2为0.984 3。对以上回归模型进行F检验,发现偏振度峰值及所对应角度与粗糙度之间存在显著的相关关系。