基于純相位型液晶空間光調(diào)制器的相息圖三維顯示的研究.pdf

1、長期以來,人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)三維立體顯示做了不懈的努力,在實(shí)現(xiàn)三維立體顯示的方法和系統(tǒng)等方面進(jìn)行了大量的研究,使得各種三維立體顯示技術(shù)得到了長足的發(fā)展。目前,有多種途徑可以實(shí)現(xiàn)三維立體顯示,但只有全息技術(shù)能夠存貯并再現(xiàn)真正意義上的三維信息。然而,傳統(tǒng)的全息技術(shù),處理過程費(fèi)時,復(fù)雜,且不可重復(fù)。即便是在計(jì)算機(jī)制全息技術(shù)出現(xiàn)后的很長一段時間內(nèi),仍然需要使用繪圖儀或激光光束掃描記錄裝置等設(shè)備將計(jì)算結(jié)果制作成全息圖進(jìn)行再現(xiàn),且無法做到實(shí)時顯示。近年來得

2、到快速發(fā)展的半導(dǎo)體光電技術(shù)、計(jì)算全息技術(shù)、空間光調(diào)制器及數(shù)字光處理技術(shù)(DLP)為實(shí)現(xiàn)真三維立體顯示奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　 本研究將空間光調(diào)制器和全息技術(shù)相結(jié)合,利用空間光調(diào)制器作為全息圖的載體,提出了一種級聯(lián)兩個液晶空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)相息圖三維顯示的方法。該方法以液晶空間光調(diào)制器(LC-SLM)為核心器件,將物體的相息圖加載到純相位型LC-SLM上,對應(yīng)的振幅圖加載到振幅型LC-SLM上,平行光經(jīng)過相息圖和振幅圖的調(diào)制后通過衍

3、射進(jìn)行三維像的重構(gòu)。
　　 本論文共五章分為三個部分。第一部分主要回顧三維立體顯示技術(shù)的概況,發(fā)展歷史以及基于空間光調(diào)制器的三維立體顯示的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了相息圖記錄和再現(xiàn)原理。第二部分包括第二、三章,主要分析了LC-SLM的原理和應(yīng)用,特別是純相位型LC-SLM的重要性能--相位調(diào)制特性,通過實(shí)驗(yàn)測量了該器件的相位響應(yīng)曲線,詳細(xì)分析了LC-SLM的各參數(shù)與相息圖顯示的信息量、再現(xiàn)像分辨率等之間制約關(guān)系,并給出了表達(dá)式。第三

4、部分包括第四、五章,介紹了利用兩個LC-SLM實(shí)現(xiàn)相息圖再現(xiàn)三維立體像的實(shí)驗(yàn)方法。利用計(jì)算機(jī)模擬三維物體,然后分別計(jì)算得到該物體的相息圖和振幅圖,將其中的相息圖輸入到純相位型LC-SLM上,對應(yīng)的振幅圖則輸入到振幅型LC-SLM上,兩個LC-SLM之間用成像透鏡進(jìn)行級聯(lián)。當(dāng)平行光受到純相位型LC-SLM上的相息圖和振幅型LC-SLM的振幅圖調(diào)制后,從透鏡后表面出射的光帶有原物體的所有信息,最后衍射形成再現(xiàn)像。實(shí)驗(yàn)中,我們分別采用“光”字