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計算全息再現(xiàn)質(zhì)量提升技術(shù)的研究 計算全息顯示技術(shù)發(fā)展至今仍存在著再現(xiàn)像質(zhì)量差、計算速度慢與全息再現(xiàn)像的尺寸小和視區(qū)窄等關(guān)鍵性問題，其中，散斑噪聲作為計算全息顯示的固有問題而制約著其進(jìn)一步發(fā)展，本文從抑制散斑噪聲和擴(kuò)大視區(qū)（FOV）兩個角度出發(fā)，使得圖像的質(zhì)量改善。 計算全息再現(xiàn)質(zhì)量提升技術(shù)的研究 首先明確什么是光學(xué)全息？ 光學(xué)全息是一種記錄和再現(xiàn)物體信息的成像技術(shù)。其原理是：將物體發(fā)出的光波和已知振幅和相位的光進(jìn)行干涉，將它們記錄在感光介質(zhì)上，然后，通過光的衍射原理，用特定的照明方式將記錄下來的感光介質(zhì)照亮，在再現(xiàn)過程中就可以重現(xiàn)原始物體的全部信息。 相比于光學(xué)全息，計算全息的基本原理是什么？ 計算全息的基本原理是：通過計算機(jī)算法實現(xiàn)物光波的相位分布，然后將這些信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，存儲在計算機(jī)中。接著，通過數(shù)字信號處理技術(shù)將這些相位信息轉(zhuǎn)換成一系列控制信號，然后通過光學(xué)器件（如液晶屏、光柵等）將這些控制信號轉(zhuǎn)化成光學(xué)全息圖像。與光學(xué)全息不同，計算全息不需要光學(xué)顯影過程，因此可以實現(xiàn)高速、高精度的全息圖像生成。  圖1 計算全息光學(xué)再現(xiàn)示意圖 本實驗所采用的空間光調(diào)制器為我司的FSLM-2K55-P，其參數(shù)規(guī)格如下：
計算全息顯示中散斑噪聲的來源全息顯示中的激光散斑現(xiàn)象被視為影響全息再現(xiàn)像質(zhì)量的光學(xué)干擾，稱為散斑噪聲。純相位全息圖可以獲得高質(zhì)量的再現(xiàn)像。然而，純相位全息圖獲取算法的缺陷和再現(xiàn)光源的高度相干性會導(dǎo)致散斑噪聲的存在，所以必須采取措施抑制散斑噪聲。 在全息圖計算中加入初始隨機(jī)相位是必要的，因為它可以使得物體的高頻信息得到傳遞和重建。而物面不加入初始隨機(jī)相位時只有部分高頻信息能傳遞到全息面上，導(dǎo)致低頻信息的丟失，影響再現(xiàn)時的物體重建質(zhì)量。  圖2 全息圖的記錄和再現(xiàn)過程示意圖 全息再現(xiàn)像中的散斑噪聲還有其他的來源，主要分為以下四個部分： a)在全息圖編碼過程中，物面的振幅信息丟失會導(dǎo)致散斑噪聲的產(chǎn)生。 b)在全息再現(xiàn)系統(tǒng)中，由于SLM的孔徑限制，使得再現(xiàn)光會產(chǎn)生額外衍射，導(dǎo)致散斑噪聲的出現(xiàn)。 |
