用液晶空间光调制器实现动感合成全息

提出了一种基于液晶空间光调制器实现合成全息动感的新方法．首先根据人眼双眼视差立体视觉原理获取三维物体的二维体视对阵列，由计算全息方法得到每一视角的一对体视图的合成全息图并顺序存储，再现时由计算机控制将合成全息图阵列以一定频率输出到液晶空间光调制器，通过光路分离左右视图再现像，从而使人眼观察到动感的立体图像．该方法由计算机控制全息图分时输出再现代替空间面积分割方法，相比传统的合成全息来说。实现的方法灵活，易于操作．     

利用液晶空间光调制器制作彩虹合成全息图

本文综合了合成全息和二步彩虹全息的原理特点,介绍了彩虹合成全息图的制作,并利用液晶空间光调制器作为光路中的相干光转换器件,自动切换合成时所需要的二维图片,将光电子技术、计算机技术与全息技术相结合,提高了全息合成工艺的自动化水平.     

利用傅立叶变换全息实现图像相减

提出一种利用傅立叶变换全息实现图像相减的方法。该方法采用计算全息相移技术,并应用二次曝光法记录两幅图像的傅立叶变换全息图,由此两幅图像相减的频谱信息便被直接记录下来,然后对所记录全息图进行傅立叶变换,即可输出两幅图像相减的结果。在整个处理过程中可根据输出时再现像场的分离程度,适当调整记录时参考光的照射角度,使图像相减结果达到最佳。该方法避免了频谱干扰和空间滤波带来的高频信息丢失问题,并可实现实时处理。计算机模拟实验验证了该方法的可靠性与可行性。     

自参考像面全息图

提出了一种新的全息记录方法，记录系统是同轴全息系统，而生现结果体现了离轴全息图的特性。该记录系统仅需一束激光，记录过程不需特定的防震装置。参考光来自物光本身，用透镜将物体成像在记录干板平面，因此称之为自参考像面全息图。利用该方法可以重构清晰的三维立体像，而且可利用非相干光记录和再现。本给出了理论分析，实验参数和实验结果。     

基于非相干数字全息的多光谱成像技术

结合菲涅耳非相干数字全息和光谱成像技术的优点,提出能同时获得物体三维空间信息和光谱信息的四维成像系统,即在非相干数字全息系统中引入可调滤波器.在非相干光源照明下,记录三维物体在不同记录波长下的全息图,经数值处理获得物体不同波长的再现像.从波动光学的角度分析了该系统的点扩散函数,给出了再现距离与记录波长之间的关系.采用该系统对分辨率板单通道成像实验和多光谱成像实验进行了验证.     

数字离轴全息实验系统及其零级像分析

针对数字全息术中记录介质分辨率制约物参光的最大夹角给实验系统搭建带来的问题，提出一种数字离轴全息记录系统．该系统是将低频全息衍射光栅作为分光元件引入数字全息系统，利用光栅衍射的0级和＋1／-1级形成离轴全息记录光路，同时对再现像中零级进行了理论分析，并进行实验研究实验结果证明了该系统的可行性，并且具有光路系统简单、操作容易等特点．     

非相干—相干光学转换新方法

报导了一种新的非相干一相干光学转换方法,该方法是基于对介质中光致各向异性的局部擦除,样品放置在两个相互正交的偏振之间,用线偏振的泵光在样品中产生稳定的双折射,然后通过入射非相干图象光进行局部擦除,相干图偈由一束He-Ne激光读出,所得相干图像为输入非相干图象的负片,利用偶氮侧链液晶聚合物薄膜样品实现了图像的非相干－相干光学转换。     

三维光场的计算全息设计与再现研究

三维全息成像是利用全息术在空间形成立体图像的技术。一个三维物体,可以沿光轴方向分为一系列二维断层图像的组合。利用高效、快速的三维Gerchberg-Saxton算法,生成位相型傅里叶计算全息图,并加载在液晶空间光调制器上,理想地重构出高质量的三维光场,实验结果表明,图像清晰连贯,对比度高,噪声小。该技术在医学、军事、三维显示、微加工以及显微技术等领域有重要应用价值。     

三维动态双视彩虹全息图合成技术

在综合彩虹全息、体视对全息和合成全息等多种技术的基础上,提出一种制作三维动态双视彩虹全息图的合成技术,阐明了原理,给出了记录该类全息图有关参数的设计依据和方法,成功地在天津I型干板上制作了一种适于近距离观察的三维动态双视彩虹全息图样品,有效地消除了像混淆现象,其清晰的三维彩虹立体图像具有生动逼真的动态艺术效果.     

计算机辅助合成全息图

研究合成全息图的原理和记录方法。针对2D／3D合成全息图，分别讨论了对体视、动态、颜色和深度信息的编码以及全息观察窗的空间面积分割，计算了相关的记录参数．实验中采用计算机直接控制的液晶空间光调制器实现2D视差图像的自动显示与切换，方法简便易行，且消除了传统方法中底片复位所产生的误差，易实现自动化生产．实际制作了一个带有动感的合成彩虹全息图，验证了设计的正确性和方法的可行性．     

计算机辅助合成三维动态彩色全息图设计

本文提出一种合成三维动态全彩色全息图的编码设计方案,利用数字技术借助空间光调制器将光学图像输入全息记录系统,以实现快速、精确的空间编码,从而可在技术上保证三维动态全彩色全息图的成功合成.文中阐述了该编码技术的原理,给出了关键参数的计算方法,以及利用计算机辅助合成该种全息图的操作步骤.本文提出的方案有利于自动化生产.     

一种具有安全特性的压缩全息成像方法

本文提出一种具有安全特性的压缩全息成像技术来解决当下存在于全息成像方面的安全问题.该方法可以在全息成像场景过程中实现光学加密、光学隐藏和光学压缩功能,能够在保护图像信息安全的同时,实现对数据的压缩.该方法将主对象引入经典Mach-Zehnder干涉仪的参考路径中,实现参考波的空间调制,形成参考光场的二维空间分布.之后,对象信息被加密并隐藏到菲涅耳域中目标光束和参考光束的相干成像过程中的主目标信息中,实现对图像的安全保护;同时,安全物体全息图被进一步压缩采样,单像素检测器只需记录较少数据,就可表示原始成像对象.该技术大大减少了对象的数据采集量,可以在纯光系统下安全地获得压缩对象,这是全息成像方法的一大突破,也有望突破全息影像在3DTV、医学诊断、实时全息TV等领域中,影像数据量受限的瓶颈.凭借全光学手段实现光学安全的可行性,本文提出的方法对实现全光网络、近地和星际激光通信链路等方面也有重要参考意义.     

反射式离轴数字全息显微光强参数研究

为了探究光强参数对于反射式离轴数字全息显微再现像质量的影响,概述了数字全息显微技术的研究现状以及影响全息图再现像质量的因素,基于菲涅尔衍射积分,论述了离轴数字全息图的记录与再现像过程,分析了一定记录距离下物光和参考光光强比对于全息图再现像质量的影响。通过控制物光路以及参考光路中滤光片的滤光能力来实现不同的物参光强比,从而记录下标准分辨率板的反射式显微全息图并进行重构。其实验结果表明:在记录距离已知的情况下,物光和参考光的光强比对反射式显微全息图再现像质量有着显著影响。因此在保证其他实验条件不变的情况下,确定适当的物参光强比是提高全息图质量的关键。通过理论分析,确定了实验的记录距离,并对该记录距离下的频谱图进行分析,验证记录距离的正确性。在相同记录距离下进行不同物参光强比下的对比实验,确定了可以实现较好重构效果的物参光强比范围。实验结果亦为进一步研究基于反射式数字全息的三维重构提供了理论依据与技术条件。     

基于数字全息和计算全息的动态三色全息三维显示

为了实现数字全息图和计算全息图再现像的融合,将数字全息、计算全息与空间光调制器相结合,构建了一个数字化动态三色全息三维显示系统,用数字全息术记录实际物体的全息图,用计算全息术计算得到虚拟物体的全息图,然后将2种全息图输入到空间光调制器中.结果显示:通过空间光调制器的衍射,在空间中得到虚拟信息与实际信息融合的再现像.该方法实现了数字全息图和计算全息图再现像的融合,达到了增强真实物体的三维显示效果.     

光寻址液晶空间光调制器的非对称动态全息光栅

为克服传统记录方式光栅一级衍射效率不高对液晶空间光调制器应用产生的限制,采用斜入射方式记录了非对称薄动态全息相位光栅,光栅的一级衍射效率达到60%。基于非对称的液晶分子取向,给出了光栅产生的物理机制,提出了非对称光栅的数学模型。该研究促进了液晶材料在实时光学信息处理领域的科举研究,拓宽了液晶材料的应用范围。     

基于光纤和偏振图像融合的无透镜傅里叶变换数字全息

设计并搭建基于光纤和偏振图像融合的无透镜傅里叶变换数字全息实验装置,利用电荷耦合元件(CCD)记录物光波振幅、相位及偏振信息,完成偏振图像融合和数字全息再现.实验结果表明:结合偏振图像融合技术的无透镜傅里叶变换数字全息能得到更为准确的数字全息图和再现像;基于光纤的无透镜傅里叶变换数字全息不仅能产生近似球面波,而且使物体到CCD的位置更自由.此外,偏振图像融合的方法和中值滤波器的使用,能有效地提高再现像的分辨率.     

基于共轭光再现技术的可擦写式全息光存储实验系统的优化

将一种生物光致变色材料——基因改性细菌视紫红质BR-D96N薄膜为记录样品,进行了共轭参考光再现可擦写式全息图像存储实验,并将其结果与参考光再现实验结果进行了比较.利用相同光路,还进行了透射式和反射式全息存储实验,并进行了比较.实验结果表明,反射式全息比透射式全息图记录可以获得高的信噪比,但衍射效率较低;共轭参考光再现可以实现对波前畸变的补偿,并且与参考光再现光路相比,共轭参考光再现可以实时监测衍射图像的形成及变化过程.通过记录光和读出光光强的调整(再现光光强约为物光或参考光光强的1/1000),可以消除读出的破坏效应.同时还证明,BR-D96N薄膜具有响应速度快,感光灵敏度高,擦写次数高,空间分辨率高,稳定耐用,使用方便等显著优点,非常适合作为一种动态全息或全息缓存记录介质.     

彩色图象加密存储

用光纤面板对彩色图象取样并压缩成三基色象，写入液晶光阀，用激光读出，然后实现加密全息记录。利用同一装置又要恢复原彩色图象。文章讨论了存储与恢复的原理，给出了实验过程与结论。     

多重一步彩虹全息的理论探究

讨论的多重全息技术是在一步彩全息的基础上，在物光的成像光路中加入一块可旋转的光楔，在同一块干板上多次曝光记录多个彩虹全息图像，并且可在白光下同时再现。本给出了理论分析和光路设计。     

全息实时检测中零级衍射斑的消除

在全息流水线检测中,为了保证再现像细节的清晰再现,同时降低全息记录对CCD性能的要求,采用图像相减法消除离轴全息零级衍射斑,并对实际结果进行处理。实验表明,该方法简单快捷,并且在零级像和其他级次像严重重叠的情况下,也能较好地消除零级像的影响。因此可用于全息的实时检测,且不会造成信息丢失。