計(jì)算全息方法研究.pdf

1、　　本論文以計(jì)算全息為目標(biāo)，討論了全息顯示的原理、數(shù)值計(jì)算方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題。我們知道全息顯示能提供所有視點(diǎn)、距離上的3D(深度)感知，是最理想的3D顯示機(jī)制。但是，傳統(tǒng)的光全息顯示技術(shù)必須分成波陣面記錄與再現(xiàn)這兩個(gè)獨(dú)立過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，使它無(wú)法成為實(shí)用的顯示媒體?？茖W(xué)家們提出了采用計(jì)算機(jī)生成全息圖(CGH)的途徑，用計(jì)算的方法來(lái)模擬光全息記錄的物理過(guò)程，使全息顯示向?qū)嵱们斑M(jìn)了一大步。但是，由于數(shù)據(jù)量龐大，計(jì)算復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差，所有多年來(lái)，人

2、們?cè)诖薈GH方面投入了大量的研究工作。遺憾的是目前的計(jì)算方法仍無(wú)法在現(xiàn)有硬件上達(dá)到實(shí)時(shí)處理的目的。本論文就是在這樣一個(gè)背景下開(kāi)展研究的。論文在回顧傅里葉變換、菲涅耳衍射光場(chǎng)描述后，提出了分?jǐn)?shù)傅里葉變換的光場(chǎng)描述方法，分?jǐn)?shù)傅里葉變換是傅里葉變換的更為一般的情況，它與菲涅耳衍射有緊密聯(lián)系。以分?jǐn)?shù)傅里葉變換理論為基礎(chǔ)，重新審視全息術(shù)，可以發(fā)展一種既區(qū)別于傅里葉變換全息，又不同于菲涅耳全息的新全息術(shù)。論文中具體完成了以下工作：1、對(duì)光的傳播特性

3、進(jìn)行了數(shù)值模擬，以可視化方式表現(xiàn)了傅里葉變換、菲涅耳衍射全息圖的記錄和重現(xiàn)過(guò)程。2、利用分?jǐn)?shù)傅里葉變換的性質(zhì)，討論了分?jǐn)?shù)傅里葉變換計(jì)算全息的方法及計(jì)算機(jī)模擬。3、討論Wigner分布函數(shù)的性質(zhì)及其與分?jǐn)?shù)傅里葉變換之間的關(guān)系，對(duì)一維信號(hào)的Wigner分布，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬。4、經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬Wigner分布函數(shù)的計(jì)算，得到圓孔、圓環(huán)和方孔在不同位置時(shí)的Wigner分布。5、利用Wigner分布函數(shù)作為光場(chǎng)描述的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)新計(jì)算全息圖顯示方