本文關鍵詞：連續(xù)變空頻3D圖像光刻制版技術與應用

  更多相關文章： 微納米結構 3D圖像 激光全息干涉光刻 連續(xù)變空頻 光場調制

【摘要】：三維彩色全息圖像以其具有獨特的3D視覺效果,已經用于安全、新型印刷材料生產和檢測中。而目前主要的實現手段有激光全息技術,單光束激光直寫,電子束光刻以及激光干涉光刻。傳統(tǒng)的激光全息記錄過程需要嚴格的記錄環(huán)境,難以記錄虛擬的物體,其應用范圍受到限制。單光束激光直寫技術由于受到其分辨率的限制,制作的3D圖像視角小。電子束光刻技術雖然能夠實現任意圖像的制作,但需要的數據量大,加工效率低,其制作幅面和成本很大程度上制約了其應用范圍。激光干涉光刻,結合了干涉曝光的并行曝光與激光直寫的任意圖形化的優(yōu)勢,是一種高效、高分辨率的光刻制版方法。而目前激光干涉光刻技術輸出結構的空頻和取向得不到連續(xù)的調制,導致制作出的3D圖像存在顏色表達不準確、3D立體感弱、視場較小的缺點。本文采用了一種可實現連續(xù)變空頻的激光干涉系統(tǒng),該光刻系統(tǒng)能夠對輸出光場進行連續(xù)調制,可連續(xù)改變3D圖像中各光柵點陣的周期和取向,形成直線觀看狹縫,得到的3D立體感強、視場角大。同時采用的干涉技術相比電子束光刻大大的壓縮了數據量(1萬倍以上)。首先本文分析了點陣全息理論,對3D圖像各坐標位置的光柵像素的周期和取向進行了理論計算,為之后的圖像編碼輸出做出基礎分析。根據全息理論要求,提出了紫外連續(xù)變頻光刻的系統(tǒng)并闡述了其工作原理,進行了系統(tǒng)相關光場的理論分析。其次論文對3D圖像輸出進行了研究,分析了單色與彩色3D圖像微納米表達方式,對各3D圖像的編碼輸出進行了計算,包括3D圖像獲取,圖像的處理,軟件的計算等。最后論文通過一系列實驗進行了相關理論的驗證,包括光刻多種單頻、單取向結構來驗證紫外連續(xù)變頻光刻系統(tǒng)的光場調制的連續(xù)性,得到的實驗結果與理論設計相符;通過光刻單色單頻的3D圖像以及同軸菲涅爾透鏡進行了系統(tǒng)輸出結構的連續(xù)匹配性驗證,能夠滿足3D圖像光刻的需求;最后光刻制作了一系列的3D圖像,得到的3D效果明顯,色彩鮮艷,視場大,很好的滿足3D圖像制版技術要求,更加證明了以上理論分析的正確性。得出這種連續(xù)變頻系統(tǒng)能制作大幅面的3D圖像且制作周期較短,符合市場需求。在當前3D顯示技術發(fā)展的重大需求背景下,這項技術具有重要的應用前景。
【關鍵詞】：微納米結構 3D圖像 激光全息干涉光刻 連續(xù)變空頻 光場調制
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN249;TP391.41
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 一、引言10-23
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-21
• 1.2.1 3D圖像的打印方法11-21
• 1.2.1.1 傳統(tǒng)激光全息照相11-13
• 1.2.1.2 單光束激光直寫及電子束光刻13-15
• 1.2.1.3 激光干涉光刻系統(tǒng)15-21
• 1.2.2 目前存在的問題21
• 1.3 論文的研究內容與結構21-22
• 1.4 論文的創(chuàng)新點與特色22
• 1.5 總結22-23
• 二、基本理論23-28
• 2.1 點陣全息原理23-25
• 2.2 連續(xù)變空頻光刻原理25-27
• 2.3 總結27-28
• 三、3D圖像輸出理論研究28-39
• 3.1 3D圖像微納米結構表達研究28-31
• 3.2 連續(xù)變空頻光學原理31-33
• 3.3 連續(xù)變頻設備33-34
• 3.4 軟件編碼輸出34-38
• 3.5 總結38-39
• 四、連續(xù)變頻光刻實驗研究39-62
• 4.1 不同單頻結構實驗研究39-42
• 4.2 單色單視角變頻輸出實驗研究42-44
• 4.3 菲涅爾透鏡輸出實驗研究44-48
• 4.4 高分辨率成像研究48-49
• 4.5 納米光柵的圖像分離與 3D顯示實驗效果分析49-57
• 4.6 3D圖像輸出品質影響因素研究57-61
• 4.7 總結61-62
• 五、結論與展望62-64
• 5.1 論文總結62-63
• 5.2 論文今后工作63-64
• 六、參考文獻64-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

1 樓益民;陳林森;魏國軍;浦東林;葉燕;;基于連續(xù)變頻技術的三維圖像激光打印方法與系統(tǒng)[J];中國激光;2014年02期

2 程茶園,付雷,倪受庸,史紅民,徐敏;一種可用于像素全息機的棱鏡分光系統(tǒng)[J];北京工業(yè)大學學報;2000年04期

3 王天及,李耀棠,楊世寧,張世超,范少武,溫煥榮;電子束刻蝕數字像元全息圖[J];激光雜志;1999年03期

4 余建國,裴文,徐大雄;變頻全息光柵的研究及其應用[J];光學學報;1996年12期

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本文編號：805859