基于SLM的计算全息三维显示视角扩展编码

提出一种利用高分辨液晶空间光调制器的高衍射级来增大再现视角的计算全息编码方法.该方法首先对被记录物波的视角超出所用高分辨液晶空间光调制器允许范围的物波信息进行预处理,使预处理后的物波视角满足抽样定理;然后再进行计算全息编码.这种计算全息图可利用高分辨液晶空间光调制器的特定高衍射级恢复再现被记录物波.文中给出了该方法的编码原理及物波函数的预处理公式,并通过设计实例和实验结果证明了该方法的可行性.     

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.     

用计算全息标校补偿器的技术

用计算全息(CGH)模拟理想非球面主镜的反射波面,用补偿器对该计算全息进行检验,只要计算全息的制作误差能够满足要求,就能实现直接对补偿器的标校。介绍了计算全息标校补偿器的原理、方法,并进行了误差分析。实验采用电子束制作的计算全息实现了对850 mm F/2抛物面主镜补偿器的标校,补偿器产生的标准非球面精度不低于计算全息模拟的主镜面形精度,均方根(RMS)误差为0.012λ。研究表明,用计算全息模拟主镜反射波面对补偿器进行标校是一种行之有效的方法,结合先进的微电子制造技术,可实现对补偿器的高精度标校。     

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.     

利用反射全息实现计算全息三维显示

计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的三维数据,用"点云算法"模拟得到其菲涅耳全息图透射率数据,采用计算全息打印机将其输出于全息记录介质,得到可光学再现的菲涅耳计算全息图H₁.然后将H₁作为光学全息的记录物体进行反射全息记录,将平面全息转化为体全息,实现了计算全息白光再现.     

二步合成平板周视彩虹全息术

提出一种将物光波前先分解记录，再合成的二步平板周视彩虹全息术。波前的分解记录与合成彩虹全息图是分别通过转动物体和干板来实现的。记录这种周视全息图，不需要大孔径和其它特殊光学元件，即可获得周视半径大的无象差立体再现象。该方法可直接用于模压全息图母板的制作。     

双凹面镜一步周视彩虹全息术

提出一种一步法周视彩虹全息术.利用两个凹面反射镜作为成像系统.无需严格的共轭再现及精确的复位对准过程.便能一步记录获得可360°观察的平板彩虹全息图.     

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.     

分数傅里叶变换计算全息

在计算全息和分数傅里叶变换的基础上提出了不对称分数傅里叶变换计算全息和双随机相位不对称分数傅里叶变换计算全息。在这种方法中,首先用一随机相位函数乘以输入图像信息,然后沿x方向实施α级次的一维分数傅里叶变换,再乘以第二个随机相位函数,最后,沿y方向实施β级次的一维分数傅里叶变换。采用迂回位相编码法对变换后的结果编码,绘出计算全息图。为了恢复原始图像,需要知道变换级次和随机相位函数。利用这种方法进行图像加密,使加密图像的密钥由原来两重增加到四重,从而提高了系统的保密性能。     

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。     

大角度周视彩虹全息图的色模糊

基于非傍轴量论，对普通共轭再现及利用孔径共轭技术再现种情况下大角度环形孔径周视彩虹全息图的色模糊进行了系统地分析，导出相应的表达式，并证明了大参考角及孔径共轭技术的采用并不会便最终像的模糊与普通彩虹全息相比发生明显变化，从而为该类分息图的应用提供了理论依据。     

Computer Generated Rainbow Hologram

The rainbow hologram is very practical to display 3-D images because it can be reconstructed with white light. We propose a simplified model to calculate the computer generated rainbow hologram quickly. In the proposed method, we can simply generate the final hologram from intermediate data, whose total number of samples can be less than one tenth of the final hologram. This intermediate format makes fast computation and effective storage/transmission possible. Only multiple and additional operation need be used to convert the intermediate data to final data. Therefore, it is possible that hardware can be added to an electro-holographic display or printer. In this paper, we discuss both theory of the simplified model and experimental results of white light reconstructed images. Full color holograms are also discussed.     

Large deflection angle fan-out element based on dislocated grating array

We study the possibility of designing and fabricating a fan-out element based on a computer-generated hologram (CGH) which is capable of providing a large deflection angle without using excessively small CGH cells. The recent development of CGHs using dislocated grating arrays was employed to design the fan-out element. Experimental results show that a deflection angle of 41° was achieved using a CGH cell size of 10 μm×10 μm and an operating optical wavelength of 0.98 μm. Further experimental results and theoretical analysis are also presented in order to investigate the characteristics of this type of fan-out element.     

计算机产生全息图对补偿器检测的技术研究

用一种计算全息板代替补偿器零检验光路中理想的大型非球面,实现对补偿器的定量检验.用于检测补偿器旋转对称的二元反射式全息板根据非球面方程设计,并确定其光程差,再由激光直写(精度可达0.6μm)来制作完成,合成相当于理想非球面反射波前.其检测精度小于λ/10.补偿器的参量由抛物面和三级球差理论确定.     

计算全息补偿法制作全息凹面光栅的改进

鉴于计算全息图可以产生一个任意形状的波面,用它作为位相补偿板来制作全息凹面光栅以适应消象差的要求比普通光学全息法更具灵活性,而且消象差波长的选择也不受制作时所用的光源光波波长所限制。本文中采用了离轴滤波及改变参考波面特性等措施,大大提高了计算全息图的空间带宽积,扩大了这一方法的使用范围。对1200l/mm的Ⅲ型及Ⅳ型凹面全息光栅进行了设计,制作及实验验证。     

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。     

在光学实验中开设计算全息实验的探讨

计算全息能很好地实现传统光学全息干涉衍射过程的数字化模拟,与传统实验相比,实验参数调整方便,现象直观。将计算全息引入到光学实验教学中,可以突破传统实验的诸多限制,拓宽学生的专业知识面,促进学生的综合实验技能培养。     

使用计算全息进行三维信息加密的方法研究

全息加密技术作为一种特殊的加密方法被广泛应用于信息加密和防伪等领域。在全息加密过程中,光波的波长、记录距离和入射角度等参数用做加密密钥和解密密钥被人们深入研究,但所加密的信息几乎都是二维信息。利用一种基于虚拟光学的对三维信息进行加密的方法,将三维物体的大小作为一个新的密钥被引入安全全息加密算法,其安全性能得到了极大提高;在此基础上提出了对再现三维图像进行客观评价的方法,即修正峰值信噪比法(PSNR,PeakSignal-to-Noise Ratio)。模拟实验证明,计算全息方法(CGH,Computer-Generated Hologram)作为一种对三维信息进行加密的方法是可行的,修正PSNR法对再现三维图像的质量进行定量分析是有效的。     

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.     

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.