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《安徽大学》 2006年
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基于DMD的全息显示系统的研究

张子云  
【摘要】:全息显示是激光全息领域的一个非常活跃的分支,全息显示能表现出与真实物体一样的深度和视差,被认为是理想的三维显示。但是传统的光学全息由波阵面记录与重现两个独立的过程构成,因此无法实现全息显示的动态性和实时性,又由于光全息技术要求具有高度相干性及高强度的光源、非常稳定的光学系统以及需要采用胶片作为记录介质,因此限制了它们的应用范围,特别是限制了在动态显示中的应用。 随着电子计算机技术与计算技术的迅速发展,它们与全息技术相结合,相继产生了计算全息和数字全息技术。计算全息是利用计算机来生成全息图,它不要求物体的实际存在,只需要把物光波的数学描述输入到计算机处理后,用成图设备绘制出全息图,然后用光学的方法重现。本文介绍了光学全息的基本原理、菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图的计算机生成及重现,应用分数傅里叶变换,给出单透镜分数傅里叶变换全息图的模拟和重现结果。本文使用自建的全息显示系统,把计算全息条纹直接加载到空间光调制器上调制入射光波,形成所需要的波阵面,重现物体的像。 全息显示系统的设计中的一个核心部件是空间光调制器,根据全息显示的技术要求,要对空间光调制器有所选择。本文采用的数字微反射镜装置(DMD)是美国德州仪器(TI)公司的专利产品,是近年来发展起来的微电子机械(MEMS)领域的最新研究成果。与常见的液晶显示器(LCD)空间光调制器相比,DMD用在全息中具有更高光能利用率、更多灰阶和更大的像素分辨率,因而更适用于全息显示。本文研究了DMD空间光调制器的结构和工作原理,分析了DMD相位调制的光学特性,研究了DMD的光学反射衍射混合特性,探讨了DMD的作为闪耀光栅的光学调制特性。把DMD作为单独的元件,使用自建的光路,研制出了使用DMD作为空间光调制器的全息显示系统,把计算所得的菲涅耳全息图,傅里叶变换全息图和分数傅里叶变换全息图加载到系统上进行实验,给出了实验结果和分析。 论文中具体完成了以下工作: 1、应用分数傅里叶变换,讨论了分数傅里叶变换计算全息的方法。给出了单透镜分数傅里叶变换全息图的计算机模拟及再现结果。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN27

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