基于衍射轴锥镜的全息投影系统研究

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:colleagelxs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在经典的全息投影系统中,借助空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)对入射光波进行调制,仅在傅里叶透镜的焦平面形成清晰的重构图像。硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)—作为SLM的一种,具有高像素填充率、尺寸小以及衍射效率高等优点。需要指出的是,上述全息投影系统中,当重构平面远离聚焦平面时,全息重构图像会变得越来越模糊,为了扩大全息投影系统重构图像在光场传播方向上的显示范围,许多研究者开展了多平面全息投影的研究工作。尝试了利用不同传播距离的菲涅耳相位全息图或可编程的菲涅耳相位透镜以得到多平面清晰的重建图像。但是上述方法需要调整可编程菲涅耳透镜的焦距或单独计算出相应的菲涅耳相位全息图,影响了系统的可扩展性。为了解决上述问题,本文尝试充分挖掘SLM自身具有的基于像素的可编程相位调制特性,灵活地编码实现大焦深特性衍射光学元件(Diffractive Optical Element,DOE),通过与相位全息图结合共同调制入射光场。论文的主要研究工作及创新点总结如下:1)将轴锥镜的大焦深特性应用于全息投影,在沿着光场传播方向一段范围内均形成比较清晰的全息再现像。首先,利用迭代傅里叶算法生成相位全息图。通过在相位全息图上叠加轴锥镜相位形成新的相位分布,加载至纯相位调制的LCoS上,建立基于轴锥镜的全息投影系统。利用LCoS的可编程性,可以设置不同的轴锥镜参数。以准直后的激光为光源入射LCoS,沿着光场传播方向观测距离焦平面不同位置处的全息再现像。实验结果表明,与基于菲涅尔透镜的全息投影系统相比,通过设定轴锥镜的起始焦距和焦深等参数,可以在一段范围内的连续平面上观察到较为清晰的全息再现像。2)采用LCoS可以实现动态地加载纯相位全息图,然而,由于受到空间带宽积的限制,对于设计具有较小像素特征尺寸的衍射元件存在困难。因此在本文中,进一步使用激光直写系统来制备所需的衍射相位元件(Diffraction Phase Element,DPE)。首先,利用计算机将轴锥镜的相位分布进行相位压缩处理得到衍射轴锥镜,在模拟实验中将生成的相位全息图与衍射轴锥镜的相位分布进行叠加,形成新的相位分布进而观察沿光轴传播方向的菲涅尔衍射再现象的相对强度分布。然后,利用激光直写光刻技术在光刻胶基板上曝光形成所需DPE,在光刻胶中实现了有限的量化相位(台阶数m=2,m=4)。通过对比实验,分别观察了在相位全息图上叠加衍射轴锥镜相位和衍射菲涅耳透镜相位后的重建图像。实验结果表明,在全息投影系统中使用制备的DPE可以在一段范围内的连续平面上同时观察到近似清晰的全息图像。由于激光直写系统可以通过控制曝光量在光刻胶表面制作出所需的光刻结构,并且该系统结构简单,运行稳定,进一步简化了全息投影系统。
其他文献
高速公路软土地基,经粉体搅拌桩处理后,桩体范围内土体沉降减少较多,路基土侧向位移量减少,能承受较快的加荷速率,对解决软土地基高填地基的稳定、沉降及加快施工进度等很有裨益。
大蒜(Allium sativum L.)为百合科葱属一、二年生草本植物,是重要的药食兼用蔬菜。大蒜为无性繁殖作物,多不产生种子,以蒜瓣进行营养生殖。经过长期的自繁自种后,蒜种得不到
塑料垃圾引起的海洋污染问题自2015年联合国环境大会召开之后变得甚嚣尘上。之后4年里一直是被探讨的话题。自2019年6月在大阪召开G20峰会之后,国际社会再次强调海洋塑料垃圾问题已越来越严重。本论文包括序言和终章和另外四个章节。在序言中介绍有关该课题的先行研究,研究意义和方法。之后在第一章中主要介绍海洋塑料垃圾的现状,危害以及其来源和特点。第二章中将以日本为主,分析日本2019年提出的《塑料垃圾资
乳腺癌是当前世界上女性患者中最为常见的一种癌症,因其易发生转移而导致患者复发率和死亡率高。目前临床上治疗乳腺癌仍然大都采用传统的治疗方法,如手术、化疗和放疗,但这种治疗方法往往伴随着副反应,严重影响着患者的生活质量。因此寻求毒副作用小,抗癌效果好的新型药物已成为当前研究的重点。石蒜碱是从石蒜科植物中分离提取得到的一种异喹啉类生物碱,此类生物碱具有多种药理学活性和抗肿瘤作用。这类天然小分子化合物因其
<正>~~
班主任是大学新生进入高校并逐渐适应高校学习与生活的指导者和引路人,如何使新生尽快适应并融入大学环境,班主任工作尤为重要。从大学新生的日常管理工作出发,结合自身的管
翻译“Distribution-freeTests”一书的几点体会龚凤乾英国学者HenryRNeave及PeterL.Worthington于1988年出版了“Distribution-freeTests”一书(汉译名《无分布检验》)。全书约30万字...
<正>暴力恐怖袭击(violent terrorist attacks)是指以暴力、破坏、恐吓等的手段制造社会恐慌、危害公共安全或者胁迫国家机关、国际组织为目的,造成或者意图造成人员伤亡、重
本文通过对内部控制的必要性及加强内控工作的难点等相关问题论述,并结合吉林电信实际,提出相应措施及解决方案,以期对公司的内控建设及公司的长远发展具有借鉴意义。
<正>口腔颌面恶性肿瘤的治疗以手术为主,常规病灶扩大根治加颈淋巴清扫,手术难度大,且手术范围涉及面广,术后不仅影响外观,而且造成咀嚼、吞咽、呼吸和语音等功能障碍,生存和