本文關(guān)鍵詞：計(jì)算全息三維顯示系統(tǒng)中相關(guān)問(wèn)題的研究和實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要研究計(jì)算全息三維顯示中算法方面和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面的相關(guān)問(wèn)題。一般的三維顯示利用雙目視差原理獲得立體感,但由于聚焦和會(huì)聚位置的不同導(dǎo)致其容易出現(xiàn)視疲勞。而全息三維顯示可以完美地再現(xiàn)物光場(chǎng)的振幅和相位,相比雙目視差法能夠提供更多的信息,從而獲得更加真實(shí)的物體三維圖像。因此,全息三維顯示是未來(lái)三維顯示的發(fā)展方向。普通的光學(xué)全息通過(guò)記錄物光和參考光的干涉條紋來(lái)獲得全息圖,再通過(guò)參考光照射全息圖得到再現(xiàn)的像。普通光學(xué)全息需要穩(wěn)定的光學(xué)平臺(tái)來(lái)記錄和重現(xiàn),并且難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全息,這些問(wèn)題限制了其應(yīng)用范圍。于是基于空間光調(diào)制器的計(jì)算全息正取代傳統(tǒng)光學(xué)全息成為全息研究中的熱點(diǎn)。計(jì)算全息通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生物光波,經(jīng)過(guò)某些算法得到其數(shù)字化的波前分布,處理后得到全息圖,然后使用液晶空間光調(diào)制器(SLM)來(lái)加載對(duì)應(yīng)的全息圖,用激光照射空間光調(diào)制器,從而得到重現(xiàn)的物光波。但是數(shù)字化同時(shí)也帶來(lái)了一些問(wèn)題,一方面,現(xiàn)有的用于科學(xué)研究的液晶空間光調(diào)制器絕大部分是純相位調(diào)制型,另一方面,其像素結(jié)構(gòu)會(huì)造成多級(jí)再現(xiàn)像等問(wèn)題。本文嘗試使用MATLAB實(shí)現(xiàn)GS算法,來(lái)獲得單平面和雙平面三維圖像的全息圖,并使用氦氖激光器、純相位液晶空間光調(diào)制器搭建一套三維全息顯示系統(tǒng)。接下來(lái)我們還對(duì)顯示系統(tǒng)的顯示參數(shù),比如視場(chǎng)角,每級(jí)像的位置,像的位置和大小等進(jìn)行分析推導(dǎo),用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證了推導(dǎo)的正確性。我們指出顯示系統(tǒng)存在一個(gè)未被注意的虛像,并嘗試分析了虛像出現(xiàn)的原因。然后通過(guò)加載傾斜平面波相位等方法改變成像位置來(lái)獲得更好的顯示效果,而且在只有一個(gè)成像透鏡的情況下完成濾波操作獲得單一無(wú)擾的再現(xiàn)像。圍繞三維全息顯示的這些研究為更加復(fù)雜和實(shí)用的全息三維顯示打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：計(jì)算全息 三維顯示GS算法 空間光調(diào)制器
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O438.1;TN27
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 三維顯示背景10-11
• 1.2 傳統(tǒng)全息背景11-14
• 1.2.1 傳統(tǒng)光學(xué)全息12
• 1.2.2 全息記錄過(guò)程12-13
• 1.2.3 傳統(tǒng)全息的再現(xiàn)過(guò)程13-14
• 1.3 數(shù)字全息和計(jì)算全息14-16
• 1.3.1 數(shù)字全息14-15
• 1.3.2 計(jì)算全息概述15
• 1.3.3 液晶空間光調(diào)制器15-16
• 1.4 計(jì)算全息三維顯示進(jìn)展16-26
• 1.4.1 空間光調(diào)制器三維顯示方案16-18
• 1.4.2 計(jì)算全息面臨的問(wèn)題18-26
• 1.5 小結(jié)26-28
• 第2章 全息三維顯示系統(tǒng)的搭建28-44
• 2.1 衍射分類及公式28-29
• 2.2 純相位型全息圖29-31
• 2.3 GS算法31-35
• 2.3.1 單平面GS算法31-33
• 2.3.2 數(shù)值模擬33
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)33-35
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)分析35
• 2.4 多平面GS算法35-42
• 2.4.1 算法流程35-37
• 2.4.2 數(shù)字模擬37
• 2.4.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)37-40
• 2.4.4 算法改進(jìn)40-42
• 2.5 小結(jié)42-44
• 第3章 全息三維顯示系統(tǒng)參數(shù)分析和優(yōu)化44-58
• 3.1 一般情況系統(tǒng)參數(shù)分析44-47
• 3.2 視場(chǎng)角47-49
• 3.3 實(shí)際系統(tǒng)分析49-54
• 3.3.1 快速傅立葉變換與所成像的對(duì)稱性50-51
• 3.3.2 虛像的發(fā)現(xiàn)51-52
• 3.3.3 衍像分析52-54
• 3.4 系統(tǒng)優(yōu)化54-57
• 3.4.1 傾斜平面波相位54-55
• 3.4.2 濾波系統(tǒng)的簡(jiǎn)化55-57
• 3.5 小結(jié)57-58
• 第4章 總結(jié)58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄64-68
• 致謝68-70
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果70

【相似文獻(xiàn)】

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