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三维立体显示技术是当今一个引人注目的前沿科技领域,而全息术因可以记录和再现物体发出的光波,并能提供物体的全部深度信息而被认为是理想的三维显示技术。基于空间光调制器的光电再现是实现全息数字再现的重要方法之一。
本文从全息的基本理论出发,分析了CCD记录数字全息图的特点,通过大量的实验,总结了数字全息图记录光路应满足的关键要求及设计技巧,设计了适于记录三维物体数字全息图的光路,并通过计算机数字再现及基于空间光调制器的光电再现,得到了较好的三维全息再现像。
抑制数字全息图中的零级衍射斑有多种方法,本文采用了扩大离轴全息记录时物光和参考光的夹角,实现抑制零级衍射斑对全息再现像的影响,使其再现的图像更加清晰。
本文分析了典型的空间光调制器的特性,并对所选用的LC-R2500及DMD这两种空间光调制器分别进行详细的器件参数介绍和原理研究,设计了基于空间光调制器的数字全息光电再现系统,该系统能够利用记录系统所获取的各种数字全息图,并获得了较好的光电再现效果。
本文还重点分析了光电再现像的大小与再现距离之间的关系。对同一种空间光调制器再现不同种类的全息图的结果进行比对分析,并对所选的两种不同类型的空间光调制器的调制性能、再现结果进行对比分析。在此基础上,提出了两种能够在短距离内再现大尺寸全息像的方法,并通过实验验证了其有效性。
此外本文在光电再现的基础上,着重研究了将全息再现像在空间中承载的方法,先后采用了毛玻璃、琼脂糖凝胶、纳米颗粒,及雾屏系统来承载三维全息像,并分析了它们的优缺点。最终采用雾屏系统作为空间承载介质,取得了较好的空间显示效果。
最后,文章对全文工作进行了总结,并提出了下一步工作的设想。