基于LCD空間光調(diào)制器全息顯示的若干問(wèn)題研究.pdf

1、全息顯示技術(shù)是迄今為止表現(xiàn)物體信息最完整的一種顯示方法，由于這種技術(shù)保留了物光波的全部振幅和位相信息，人們?cè)谟^察全息三維像時(shí)就會(huì)得到與觀察原物時(shí)完全相同的視覺效果，獲得所有的視覺深度暗示。隨著實(shí)時(shí)顯示要求的提出，結(jié)合空間光調(diào)制器和計(jì)算全息的數(shù)字全息技術(shù)開始發(fā)展，該技術(shù)無(wú)需傳統(tǒng)的全息干板和嚴(yán)格的制作過(guò)程，具有數(shù)字化、可程控、實(shí)時(shí)方便的特點(diǎn)，是未來(lái)全息顯示發(fā)展的主流方向。 本論文對(duì)基于液晶空間光調(diào)制器的全息顯示系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研

2、究，內(nèi)容涵蓋理論研究、軟件仿真、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)論證和特性分析等各方面，取得了一些較有意義的成果。 對(duì)扭曲向列型液晶器件用于純位相調(diào)制進(jìn)行了研究。結(jié)合前人的研究結(jié)果分析了扭曲向列型液晶器件制作純位相調(diào)制器的可行性，并利用瓊斯矩陣計(jì)算了不同的輸入輸出偏振態(tài)下液晶器件的電光特性；從液晶器件的本征矢量理論出發(fā)，通過(guò)計(jì)算模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證獲得了系統(tǒng)的純位相調(diào)制狀態(tài)。研究表明，引入四分之一波片可以得到液晶器件的平均本征矢量，從而獲得系統(tǒng)在工作電

3、壓范圍內(nèi)的純位相調(diào)制結(jié)構(gòu)，并在LCD純位相調(diào)制系統(tǒng)中再現(xiàn)了位相全息圖，獲得了較高的衍射效率。 提出了主菲涅爾波帶法計(jì)算三維物體的全息圖，并完成了基于LCD的全息再現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，獲得了三維全息像的再現(xiàn)和無(wú)狹縫全息圖的白光再現(xiàn)。介紹了主菲涅爾波帶法的原理、流程和適用場(chǎng)合，該算法改變了依賴二維圖計(jì)算三維全息的做法，直接對(duì)三維物點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，減少了信息冗余；建立了以液晶屏為核心的全息再現(xiàn)系統(tǒng)，獲得了三維全息像的再現(xiàn)并對(duì)其進(jìn)行了特性分析；實(shí)現(xiàn)

4、了無(wú)狹縫全息圖的白光再現(xiàn)，獲得了較好的顯示效果，并和彩虹全息圖的再現(xiàn)進(jìn)行了比較。 研究了液晶空間光調(diào)制器在全息顯示系統(tǒng)中的相關(guān)特性，討論了LCD的物理結(jié)構(gòu)和空間分辨率對(duì)全息顯示的影響。理論分析了由于液晶屏的“黑柵”結(jié)構(gòu)和像素開口率而導(dǎo)致的再現(xiàn)像的陣列衍射現(xiàn)象；運(yùn)用像素分割法模擬了全息圖加載至LCD后的再現(xiàn)像場(chǎng)，從而用差分補(bǔ)償方法來(lái)消除“黑柵效應(yīng)”，達(dá)到了預(yù)期的效果；分析了液晶顯示屏的有限分辨率對(duì)記錄全息圖的影響，提出了對(duì)參考光角