基于LCD空間光調(diào)制器全息顯示的若干問題研究.pdf

1、全息顯示技術(shù)是迄今為止表現(xiàn)物體信息最完整的一種顯示方法，由于這種技術(shù)保留了物光波的全部振幅和位相信息，人們在觀察全息三維像時就會得到與觀察原物時完全相同的視覺效果，獲得所有的視覺深度暗示。隨著實(shí)時顯示要求的提出，結(jié)合空間光調(diào)制器和計算全息的數(shù)字全息技術(shù)開始發(fā)展，該技術(shù)無需傳統(tǒng)的全息干板和嚴(yán)格的制作過程，具有數(shù)字化、可程控、實(shí)時方便的特點(diǎn)，是未來全息顯示發(fā)展的主流方向。 本論文對基于液晶空間光調(diào)制器的全息顯示系統(tǒng)的相關(guān)問題進(jìn)行了研

2、究，內(nèi)容涵蓋理論研究、軟件仿真、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)論證和特性分析等各方面，取得了一些較有意義的成果。 對扭曲向列型液晶器件用于純位相調(diào)制進(jìn)行了研究。結(jié)合前人的研究結(jié)果分析了扭曲向列型液晶器件制作純位相調(diào)制器的可行性，并利用瓊斯矩陣計算了不同的輸入輸出偏振態(tài)下液晶器件的電光特性；從液晶器件的本征矢量理論出發(fā)，通過計算模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證獲得了系統(tǒng)的純位相調(diào)制狀態(tài)。研究表明，引入四分之一波片可以得到液晶器件的平均本征矢量，從而獲得系統(tǒng)在工作電

3、壓范圍內(nèi)的純位相調(diào)制結(jié)構(gòu)，并在LCD純位相調(diào)制系統(tǒng)中再現(xiàn)了位相全息圖，獲得了較高的衍射效率。 提出了主菲涅爾波帶法計算三維物體的全息圖，并完成了基于LCD的全息再現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，獲得了三維全息像的再現(xiàn)和無狹縫全息圖的白光再現(xiàn)。介紹了主菲涅爾波帶法的原理、流程和適用場合，該算法改變了依賴二維圖計算三維全息的做法，直接對三維物點(diǎn)進(jìn)行計算，減少了信息冗余；建立了以液晶屏為核心的全息再現(xiàn)系統(tǒng)，獲得了三維全息像的再現(xiàn)并對其進(jìn)行了特性分析；實(shí)現(xiàn)

4、了無狹縫全息圖的白光再現(xiàn)，獲得了較好的顯示效果，并和彩虹全息圖的再現(xiàn)進(jìn)行了比較。 研究了液晶空間光調(diào)制器在全息顯示系統(tǒng)中的相關(guān)特性，討論了LCD的物理結(jié)構(gòu)和空間分辨率對全息顯示的影響。理論分析了由于液晶屏的“黑柵”結(jié)構(gòu)和像素開口率而導(dǎo)致的再現(xiàn)像的陣列衍射現(xiàn)象；運(yùn)用像素分割法模擬了全息圖加載至LCD后的再現(xiàn)像場，從而用差分補(bǔ)償方法來消除“黑柵效應(yīng)”，達(dá)到了預(yù)期的效果；分析了液晶顯示屏的有限分辨率對記錄全息圖的影響，提出了對參考光角