lcos视频全息显示实验系统

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1、摘要摘要真三维显示是继高清后现代成像技术发展的重要几标。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『{j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；但是此技术刁i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将伞息术从胶片时代带入数字时代，他领导的窄问成像小纽于1989年构建了第一台实际运行的视频全息显示系统，这是一个令人瞩门的变化。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问光调制器(SLM)的光电装箕。

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3、前可用的SLM包括声光调制器(AOM)，数字微镜器件(DMD)和液f；^空问光调制器(LC．SLM)。硅基液黼(LCOS)，作为一种LC．SLM，具有衍射效率高、开门率大、分辨率高等特点。本文采用纯棚位调制LCOS作为空问光调制器，开展了{!!jl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{1}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、数字球而波孝n位分离多级再现像与多级衍射光的聚焦位援，然后利厂玎4f系统的频域低通滤波实现高

4、级jT}现像消除。2)建立：了一套基予磴基液品的全息显示实验验证系统。系统集成了若干几前已有的_河Ii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，提出将会聚球而波市丌位加载到棚位全息图，实现了全息再现像的聚焦位簧的前移，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簧和大小，利川光阑和高通滤波器的共同作J}j消除了高衍射级光、多级再现像以及零级光对蕈构视觉效果的影响。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腺理和方法，着重讨论

5、了采用RGB三色激光光源的彩色全息视频显示系统中rfl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，基于空问复用的方法搭建了彩色视频全息显示概念性验证系统。关键词：全息：空问光调制器：纯奉n位全息图：彩色全息显示；硅基液品AbstraetAbstractThetruethree—dimensionaldisplayisthenextgoalformodemimagingtechniquesafterthehighdefinitiondisplaytechnology．Holographyhasbee

6、nacknowledgedasoneofthemostpromisingtruethree—dimensionaldisplaytechniquesbecauseitcansuppliesallstereoscopicvisualstimulations．Theclassicalopticalholographyuseshigh—resolutionfilmasthedisplaymedium，whichcanachieveaghost-likethree—dimensionalvisualimpression．However，this

7、technologycouldnotsatis矽thedemandforreal-time，dynamicdisplay,whichlimitsitsapplicationasamainstreamdisplaytechnique．BentoninMITbringsholographyfromfilmagetodigitalage．In1989，theSpatialImagingGroupheadedbyhimcreatedthefirstpracticalvideoholographicdisplaysystem，whichisare

8、markablytransition．However，therearestillmanychallengesfacedwiththeutilityofholographicvideodisplay．Inprinciple，thecoreofvideoholographicdisplayisallelectro·opticalapparatuswhichiscalledspatiallightmodulators(SLMs)．Recently，availableSLMsdevicesincludeAcousto-opticalspatia

9、llightmodulator(AO-SLM)，Digitalmicromirrordevices(DMD)，Liquidcrystalspatiallightmodulator(LC—SLM)．Liqui