基于空间光调制器的波前再现技术研究

论文摘要

全息技术包括全息记录与全息显示技术,而现代全息记录技术绝大多数是基于通过理论计算的计算全息基础上实现的,同时在全息显示的方法上面则又多种多样。所以本文相对传统的全息技术,研究了一种纯光学的方法,传统的全息技术是在化学储存的基础上利用两束相干光进行干涉来记录与重现一个物体的波前信息,包括光波的强度与相位信息,然后呈现出该物体的立体像,然而这种传统的全息术对相干光的要求精度较高,应用范围也受限制,而且并不能完全重现物体的光波信息。本文提出了一种全新的三维显示的现代全息技术,我们先用波前传感器对真实的物体光场的波前信息进行采集与记录成数据信息,包括物光的强度信息与相位信息。然后在计算机程序里制作成包含原物光波前信息的二维灰度图,将强度灰度图与相位灰度图分别输入进强度型空间光调制器和相位型空间光调制器中来对入射平行光进行光场调制,实现对原物体的波前重现与成像。本实验研究选择了一个模拟三维效果的物体,该物体由两个二维平面物体相隔一段距离组成,可以假设其是一个整体,具有三维物体前后表面的效果,即层析效果。实验方法首先采集层析物的物光波前信息,后对其波前再现像,而层析成像需在空间光调制器上模拟出成像透镜的传递函数计算出成像面的相位分布,方可对其进行层析观察。调节模拟透镜成像位置远近时可观察到物体的清晰与模糊图像。该方法的实验结果说明其可行性,为本课题工作后续的三维显示与新的全息技术提供了有效的研究方法。

论文目录

摘要

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第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 三维技术的发展

1.3 国内外研究现状

1.4 新的3D全息技术

1.4.1 全息术的发展

1.4.2 数字全息技术

1.4.3 数字全息术研究

1.4.4 基于空间光调制器的全息术

1.5 本论文主要研究

第二章波前传感器的原理

2.1 波前传感器的介绍

2.1.1 WFS工作原理

2.1.2 WFS中的波前畸变和光斑移动

2.2 WFS波前数据采集

第三章液晶空间光调制器的原理

3.1 液晶及液晶的特性

3.1.1 液晶的物态和分类

3.1.2 液晶的电光效应特性

3.2 液晶空间光调制器的发展与应用

3.2.1 液晶空间光调制器的发展

3.2.2 液晶空间光调制器的应用

第四章基于波前传感器的波前采集实验

4.1 波前实验的理论基础

4.1.1 背景介绍

4.1.2 衍射理论基础算法

4.1.3 衍射受限透镜成像系统

4.2 波前采集具有层析的物体

4.2.1 层析物体的光路设计

4.2.2 层析物体的数据处理

4.3 本章小结

第五章基于空间光调制器的波前再现

5.1 强度-相位复合调制的SLM波前再现成像

5.1.1 实验设计

5.1.2 实验结果

5.2 结果分析与讨论

5.2.1 计算成像的纵向拉伸度

5.2.2 计算全息像的横向放大率

5.2.3 计算全息成像后的角扩散度分布

5.3 本章小结

第六章全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘洪顺

导师: 邓家春

关键词: 全息技术,波前,空间光调制器,层析成像

来源: 天津理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 天津理工大学

分类号: O438.1;TN761

总页数: 47

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