基于錐透鏡的計(jì)算LCOS全息成像.pdf

1、空間光調(diào)制器在實(shí)時(shí)光信號(hào)處理中扮演重要的作用。作為空間光調(diào)制器的一種，硅基液晶(LCOS)技術(shù)嫁接了液晶與CMOS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，具有衍射效率高、開口率大、分辨率高、功耗低等特點(diǎn)。同時(shí)作為一種電尋址和調(diào)制的器件，硅基液晶具有很強(qiáng)的靈活性，基于像素的可編程調(diào)制特性賦予了其編碼實(shí)現(xiàn)各種衍射光學(xué)元件強(qiáng)大功能。
　　通過專門設(shè)計(jì)的LCOS應(yīng)用軟件可以動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)各種衍射光學(xué)元件。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的計(jì)算LCOS技術(shù)對(duì)于當(dāng)前的基于全息概念的3D顯示而

2、言，是一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域，可以有效地改善全息顯示的系統(tǒng)架構(gòu)。
　　本文利用純相位調(diào)制LCOS作為載體，將計(jì)算光學(xué)與衍射光學(xué)元件有效地結(jié)合起來，研究衍射光學(xué)元件特別是錐透鏡在全息顯示方面的應(yīng)用。論文的主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:
　　1)在分析了現(xiàn)有LCOS應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上，基于MFC和OpenCV庫設(shè)計(jì)了一款計(jì)算LCOS軟件。OpenCV具有強(qiáng)大的圖像處理功能，為全息顯示提供了一個(gè)豐富的圖像處理的平臺(tái)。通過光學(xué)與計(jì)算相結(jié)合

3、的方法，實(shí)現(xiàn)了多種衍射光學(xué)元件（閃耀光柵、球面透鏡相位、線性型錐透鏡相位、對(duì)數(shù)型錐透鏡相位等）的計(jì)算編碼。該軟件同時(shí)集成了LCOS標(biāo)定和計(jì)算機(jī)產(chǎn)生全息圖等功能，搭建了計(jì)算光學(xué)與LCOS器件之間的橋梁。
　　2)成像3D景物或3D物體時(shí)，焦距深度特別重要。早先的基于計(jì)算球面相位加載的LCOS全息顯示驗(yàn)證系統(tǒng)，可以有效的減少物理透鏡的使用，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算球面相位對(duì)應(yīng)的后焦面上的全息成像。本文首次采用計(jì)算的錐透鏡代替計(jì)算的球面相位，實(shí)現(xiàn)了全