基于LCOS的計(jì)算全息近眼顯示研究.pdf

1、近年來(lái)，近眼顯示被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其在軍事領(lǐng)域及消費(fèi)領(lǐng)域。比如谷歌的Google glass，F(xiàn)acebook的Oculus，微軟的Hololens和Magic Leap，無(wú)一不向世人展示了近眼顯示巨大的應(yīng)用前景。究其原因，近眼顯示提供了傳統(tǒng)顯示設(shè)備不具備的與真實(shí)環(huán)境無(wú)障礙的實(shí)時(shí)實(shí)地交互的功能，給用戶(hù)帶來(lái)了全新的視覺(jué)體驗(yàn)。
　　然而傳統(tǒng)的近眼顯示光學(xué)方案，頻繁使用全息光柵、波導(dǎo)、自由曲面、折反射元件等，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度。全息

2、顯示作為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的真三維顯示技術(shù)，在近眼顯示中具有很大的應(yīng)用前景。但傳統(tǒng)的全息技術(shù)無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，更多的如全息光柵用作分光元件。近年來(lái)，隨著加工工藝的提高，LCOS的性能越來(lái)越好，基于LCOS計(jì)算全息的顯示效果越來(lái)越好，因此J.-S.Chen、桑新柱等提出了一種基于計(jì)算全息的近眼顯示方案。
　　基于前人對(duì)計(jì)算全息近眼顯示技術(shù)的研究，本文對(duì)LCOS的基本結(jié)構(gòu)、LCOS相位調(diào)制原理、標(biāo)量衍射理論和衍射光學(xué)元件的概念及設(shè)計(jì)方法

3、進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。并著重分析了計(jì)算全息圖的制作和再現(xiàn)過(guò)程。
　　其次分析了LCOS成像理論與相位特性，利用數(shù)字閃耀光柵使再現(xiàn)像發(fā)生偏移后濾除零級(jí)亮斑，保持再現(xiàn)像完整性。針對(duì)LCOS對(duì)不同波長(zhǎng)相位調(diào)制量不同，提出了波分復(fù)用彩色計(jì)算全息算法。為了近眼顯示系統(tǒng)輕便性的需求，利用衍射光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，提出了單個(gè)衍射光學(xué)元件動(dòng)態(tài)顯示的方案。
　　再次提出了在目標(biāo)面上添加會(huì)聚光和隨機(jī)相位分布后，只需一次傅里葉變換就可得到全息圖的計(jì)算全