1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471009
2 洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471009
针对全息波导显示系统中输入光栅、转折光栅和输出光栅的光栅参量不一致, 导致系统设计和光栅制作难度增大的问题.对比正常配置和锥形配置下的光栅方程, 可得全息波导显示系统中全息光栅具有相同周期需要满足转向光栅60°锥形配置.由此提出波导侧面装有反射镜的三光栅单波导板显示构型, 其中三个光栅周期完全相同, 输入光栅和转向光栅条纹走向一致.使用光学设计软件CODE V对该构型进行仿真, 验证了该构型的可行性.与传统全息波导显示构型相比, 侧面反射镜的光路折叠作用使得该构型系统无效显示面积和耦合效率损失减小；三个光栅周期相同且输入光栅和转向光栅条纹走向一致, 可以降低系统设计和全息光栅制作难度.该构型可以用于虚拟现实显示或者头戴式显示.
全息波导 衍射光栅 构型设计 体全息 虚拟显示 头戴式显示 平视显示 Holographic waveguide Diffraction grating Configuration design Volume hologram Virtual reality display Wearable display Head up display
南京理工大学 电光学院光学工程系, 南京 210094
针对数字全息图像背景去除的问题, 提出两种全息图像重建去背景的方法: 背景减弱法和自适应滤波法.搭建了共轴数字全息显微成像实验系统, 利用该系统分别对洋葱表皮、植物根茎横切标本、叶片气孔标本和血细胞标本进行背景去除和图像重建.通过光强分布曲线、对比度计算等证明了自适应滤波方法在共轴数字全息结构中去除背景的有效性.实验结果表明, 根据环境、样品等不同, 全息图的背景也会发生变化.基于此结果, 将全息数字显微图像分为三类, 并针对不同的背景特点, 得出了获取最佳重建图像应采用的有效去除背景方法.研究结果有助于共轴光路数字全息显微术中的重建成像.
数字全息 共轴全息 自适应滤波 背景减弱 全息图像 去除零级 背景分类 Digital holography In-line holographic microscopy Adaptive filtering Background decrease Holographic image Removing zero-order Classification of background
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对基于时间平均数字全息法的微振动原位检测, 提出了一种有效提高振动条纹模式对比度的方法, 进而可准确获得待测面振幅分布.首先针对实际振动过程中物体存在纵向微位移而引起的相位误差进行校正；然后去除记录过程中物光场散斑引起的相位噪音, 有效提高了被第一类零阶贝塞尔函数调制的条纹对比度；最后利用第一类零阶贝塞尔函数的变化规律和条纹级数, 定量估计全场的振幅分布.搭建了以声波作为激励源的时间平均全息测振实验系统, 采用频率分别为0、1 100、2 000和9 000 Hz的正弦声波激励簧片进行实验验证.结果表明, 以振动频率2 000 Hz为例, 本方法能够有效提高振动调制条纹质量, 并计算得到三级零点处的振幅值分别为109.4 nm、244.2 nm、356.4 nm, 与理论值相比较, 误差分别为6.31%、3.34%和3.78%, 在允许范围之内, 证明了该方法的有效性.
全息应用 时间平均法 贝塞尔函数 簧片 条纹模式 高对比度显示 振幅分布 Holographic applications Time-average Bessel functions Reed Fringe pattern High-contrast displays Amplitude distribution
1 长春理工大学 理学院, 长春 130022
2 微光夜视技术重点实验室, 西安 710065
3 东北师范大学 生命科学学院, 长春 130024
螺吡喃聚合物薄膜在短波辐照后的曝光灵敏度和偏振敏感性均得到显著提升.基于这一特性, 在线偏振的蓝紫光(405 nm)伴随下, 用两束耦合的绿光(532 nm)以s-p的记录模式在螺吡喃掺杂的PMMA聚合物薄膜上构建全息光栅, 并通过低功率红光(632.8 nm)进行探测.在405 nm和532 nm 双光子共同作用下, 衍射效率动力学特性强烈依赖于辅助光功率.研究发现, 405 nm激光辐照产生了两种作用：一方面为记录光提供了可取向的部花青分子;另一方面, 扰乱了532 nm激光形成的折射率光栅并降低了部花青分子的转化活性.考虑到光栅随机光场区的部花青分子聚集体的存在, 本文建立了包含衍射效率与各分子光响应速率关系的理论模型.实验数据与拟合结果精准吻合, 有效地解释了偏振全息记录中螺吡喃与部花青分子相互转化的微观机制.
全息光栅 偏振 动力学 螺吡喃 部花青 光化学反应 光致变色 Holographic gratings Polarization Kinetics Spiropyran Merocyanine Photochemical reactions Photochromism
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 西北工业大学 理学院, 陕西省光信息技术重点实验室, 西安 710072
全息波导显示系统中输出光栅的衍射效率、位置和长度对整个显示系统的光强输出均匀性及能量利用率有重要的影响.通常输出光强均匀性由输出光栅的衍射效率决定, 能量利用率受多重光栅的位置和长度影响.本文以中心视场光束的输出光强均匀为目的, 对相应输出光栅衍射效率的位置分布进行优化与曲线拟合, 得到输出光栅衍射效率随输出位置连续递增的分布曲线, 并应用到所有视场光束.计算结果表明, 相比于传统阶梯状衍射效率分布输出光栅, 全息波导显示系统中采用具有连续衍射效率分布输出光栅时的光强输出均匀性得到明显提升.针对部分衍射光束未能进入出瞳的现象, 提出错位优化法, 按照出瞳大小和使用距离优化各重输出光栅的位置和尺寸, 减小了光栅的无效衍射区域, 提高了出瞳范围内的能量利用率.
导波光学 准直显示 光栅优化 全息波导 多重光栅 输出均匀性 输出效率 Waveguide optics Collimating display Optimization of gratings Holographic waveguide Multiple gratings Output uniformity Output efficiency
1 装甲兵工程学院 控制工程系, 北京 100072
2 装甲兵工程学院 信息工程系, 北京 100072
提出了一种基于基元全息图频谱分析的计算全息参考光角度选择方法.通过分析基元全息图的空间频谱成分, 导出全息图正确再现需要满足的约束条件;求解了基于空间光调制器的计算全息再现系统的参考光角度取值范围;用N-LUT算法计算了成像距离为1 000 mm时, 一幅22.5 mm×26.1 mm的二维图像取不同参考光角度时的全息图, 并进行了数字再现和光学再现实验.结果表明：参考光角度在0.893 8°到1.398 0°之间选择可以获得质量良好的再现像;参考光角度小于0.893 8°时, 再现像与共轭像不能完全分离, 参考光角度大于1.398 0°时, 全息图频率过高会造成欠采样, 导致再现像与下一级共轭像互相交叠.实验现象与理论分析一致, 验证了参考光夹角选择方法的正确性.
计算全息 参考光角度 空间频谱 共轭像 空间光调制器 Computer-generated holograms Angle of reference beam Spatial frequency Conjugate image Spatial light modulator
1 苏州大学现代光学技术研究所,苏州,215006
2 中国人民解放军理工大学
介绍了利用部分象素全息屏实现三维立体显示的基本原理和结构,并指出可通过记录部分象素结构复合在同一平面内的狭缝全息图获得这种部分象素衍射屏.与电子束刻蚀技术相比,具有制作简便、成本低、制得屏面积大等优点.最后给出了光学实验方法与结果.
三维显示 部分象素 全息屏 现工作于中国人民解放军理工大学
1 昆明理工大学激光研究所,昆明,650051
2 Center for Photonics Studies,Lake Forest College,745 N.Waukegan Road,Lake Forest lL60045
提出一种透射型彩色全息图的拍摄与再现技术,所再现的图象可以突出物体的三维立体感和原有色彩.同时提出一种透射型彩色全息图的象素化显示方法,并用全息光栅作为全息光学元件(HOE)进行了实验验证,这种方法特别适合于大尺寸彩色全息图的显示,它将为显示全息的广泛应用和市场开发提供一种新的方法和途径.
透射型彩色全息图 象素化全息显示 全息光学元件 云南省应用基础研究基金资助项目(编号
提出了一种在单波长激光条件下,用彩虹全息术合成真彩色全息图的方法,其特点是采用了白光编码记录彩色图像三基色信息,有效地消除了激光散斑的影响,能制造出低噪声、高清晰度的真彩色全息图.
真彩色全息图 彩虹全息术 白光编码 True color hologram Rainbow holography Encoding with white light
