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《安徽大学》 2012年
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LCOS视频全息显示实验系统

沈川  
【摘要】:真三维显示是继高清后现代成像技术发展的重要目标。全息技术是一种最有前景的真三维显示技术,能够提供人眼所需的全部立体感知。经典的光全息技术采用高分辨率的胶片作为显示媒质,能够实现逼真的三维显示效果;但是此技术不能满足实时,动态的显示需求,限制了其作为主流显示技术的应用。 MIT的Benton将全息术从胶片时代带入数字时代,他领导的空间成像小组于1989年构建了第一台实际运行的视频全息显示系统,这是一个令人嘱目的变化。但视频全息显示实用化仍而临许多挑战。原理上,视频全息、显示的核心是一种被称为空间光调制器(SLM)的光电装置。目前可用的SLM包括声光调制器(AOM),数字微镜器件(DMD)和液晶空间光调制器(LC-SLM)。硅基液晶(LCOS),作为一种LC-SLM,具有衍射效率高、开口率大、分辨率高等特点。 本文采用纯相位调制LCOS作为空间光调制器,开展了视频全息显示方而的研究。论文的主要研究工作及创新点总结如下: 1)在分析了像素结构SLM内在的多重和多级衍射特性基础上,提出了一种提高全息再现像的视觉效果的方法。通过计算加光学的方法,利用数字闪耀光栅、数字球而波相位分离多级再现像与多级衍射光的聚焦位置,然后利用4f系统的频域低通滤波实现高级再现像消除。 2)建立了一套基于硅基液品的全息显示实验验证系统。系统集成了若干目前已有的消除高衍射级光和零级光的方法以及多个光学元件。针对反射型LCOS,提出将会聚球而波相位加载到相位全息图,实现了全息再现像的聚焦位置的前移,改善了全息系统单一方向上的物理长度过长的问题。引入成像透镜,方便调节全息再现像的成像位置和大小,利用光阑和高通滤波器的共同作用消除了高衍射级光、多级再现像以及零级光对重构视觉效果的影响。利用图像序列的方法实现了360度视角图片的全息动态显示。 3)探讨了实现彩色视频全息显示的主要原理和方法,着重讨论了采用RGB三色激光光源的彩色全息视频显示系统中由于器件对波长的依赖性所导致的问题,研究了消除倍率色差的方法。为了实现更高的光学效率,基于空间复用的方法搭建了彩色视频全息显示概念性验证系统。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN26;TN873

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【参考文献】
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【共引文献】
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