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二维六角结构全息显示屏的研究

张海  
【摘要】: 三维显示技术一直是人类感兴趣的一个研究方向,而这其中能够接收三维图像和彩色图像的接收屏幕的研究更是一项关键技术。在对接收屏幕的研究过程中,采用全息方法制作的接收屏幕——全息屏,因为具有高透光性、高亮度以及高对比度的特点,引起了国内外科研工作者的兴趣。到目前为止,国内外已经研究制作出了全息屏,但是这些屏幕虽然具有较高的亮度,视场却比较小。 本课题采用三束光干涉制作的二维六角结构实现接收三维图像和彩色图像的全息屏。从理论上分析了如何利用三束光干涉实现二维六角结构,三束光的获得采用本实验室设计的全息光学元件——HOE(Holographic Optical Element)来实现。它包含有三个互成120一维衍射光栅,利用光栅的衍射特性,将照射在HOE上的平行光进行衍射,利用三束一级衍射光在光刻胶上干涉制作二维六角结构。之后利用热压技术对所制作而成的较小尺寸的二维六角结构进行复制,从而形成所需的全息屏。这种方法简单、易行、成本低,所制作的二维六角结构因为具有较多的衍射级,可以使观察者在较大的视场内观察到所接收的图像。并且经过理论分析,得出周期较大的全息屏,可能具有更大的视场,并且所接收的图像也可能具有更高的亮度。 为了便于比较,实验中制作了两个不同周期的全息屏。通过对在投影系统中两个全息屏所接收的三维图像和彩色图像进行对比,可以得到周期较大的全息屏在透射方向所获得的视场要比周期较小的全息屏大10左右,而且周期较大全息屏所接收图像的亮度也要高于周期较小全息屏接收到的图像。 本研究制作的全息屏在视场方面达到了比较满意的结果,尤其使在透射方向,视场可以大到65。但图像的亮度和立体感方面还需要加强,论文中也讨论了本研究尚存在的问题,并对后续工作提出了几点建议。


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