LCOS視頻全息顯示實驗系統(tǒng).pdf

1、真三維顯示是繼高清后現(xiàn)代成像技術發(fā)展的重要目標。全息技術是一種最有前景的真三維顯示技術，能夠提供人眼所需的全部立體感知。經(jīng)典的光全息技術采用高分辨率的膠片作為顯示媒質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)逼真的三維顯示效果；但是此技術不能滿足實時，動態(tài)的顯示需求，限制了其作為主流顯示技術的應用。
　　 MIT的Benton將全息術從膠片時代帶入數(shù)字時代，他領導的空間成像小組于1989年構(gòu)建了第一臺實際運行的視頻全息顯示系統(tǒng)，這是一個令人矚目的變化。但視頻全

2、息顯示實用化仍面臨許多挑戰(zhàn)。原理上，視頻全息顯示的核心是一種被稱為空間光調(diào)制器(SLM)的光電裝置。目前可用的SLM包括聲光調(diào)制器(AOM)，數(shù)字微鏡器件(DMD)和液晶空間光調(diào)制器(LC-SLM)。硅基液晶(LCOS)，作為一種LC-SLM，具有衍射效率高、開口率大、分辨率高等特點。
　　 本文采用純相位調(diào)制LCOS作為空間光調(diào)制器，開展了視頻全息顯示方面的研究。論文的主要研究工作及創(chuàng)新點總結(jié)如下：
　　 1)在分析了

3、像素結(jié)構(gòu)SLM內(nèi)在的多重和多級衍射特性基礎上，提出了一種提高全息再現(xiàn)像的視覺效果的方法。通過計算加光學的方法，利用數(shù)字閃耀光柵、數(shù)字球面波相位分離多級再現(xiàn)像與多級衍射光的聚焦位置，然后利用4f系統(tǒng)的頻域低通濾波實現(xiàn)高級再現(xiàn)像消除。
　　 2)建立了一套基于硅基液晶的全息顯示實驗驗證系統(tǒng)。系統(tǒng)集成了若干目前已有的消除高衍射級光和零級光的方法以及多個光學元件。針對反射型LCOS，提出將會聚球面波相位加載到相位全息圖，實現(xiàn)了全息再現(xiàn)像

4、的聚焦位置的前移，改善了全息系統(tǒng)單一方向上的物理長度過長的問題。引入成像透鏡，方便調(diào)節(jié)全息再現(xiàn)像的成像位置和大小，利用光闌和高通濾波器的共同作用消除了高衍射級光、多級再現(xiàn)像以及零級光對重構(gòu)視覺效果的影響。利用圖像序列的方法實現(xiàn)了360度視角圖片的全息動態(tài)顯示。
　　 3)探討了實現(xiàn)彩色視頻全息顯示的主要原理和方法，著重討論了采用RGB三色激光光源的彩色全息視頻顯示系統(tǒng)中由于器件對波長的依賴性所導致的問題，研究了消除倍率色差的方法