计算机制一步彩色彩虹全息的研究

针对现有的彩色全息技术中存在的制作过程复杂、色串扰、技术条件要求高等问题,提出了一种计算机制一步彩色彩虹全息技术。该技术将光学一步法彩虹全息技术和多次曝光彩色全息技术相结合,首先根据线全息图理论,确定每个物点的线全息图在整个彩虹全息图中的区域范围,并计算线全息图,然后将每个物点的线全息图相加,直接获得计算机制一步彩虹全息图,大大减少了全息图的计算量。在此基础上,分别计算彩色物体的红、绿、蓝三分色计算全息图,并合成为彩色彩虹全息图,用白光再现获得真彩色全息再现像,大大简化了彩色彩虹全息图的制作过程、降低了技术条件要求,充分发挥了计算全息简单、灵活、方便的优点。给出了理论分析和实验结果。     

基于计算全息的全视差合成全息研究

文中进行了一种新型三维全息图的制作方法研究,该方法基于计算全息原理,与合成全息相结合,实现激光三维全息图的直写打印制作。首先进行了菲涅耳计算全息图的实验,表明计算全息与合成全息结合的可行性与合理性。然后根据合成全息原理与计算全息原理对三维模型进行采样和图像变换处理,再计算出相应的菲涅耳计算全息图,借助数字全息激光打印系统完成三维全息图的拍摄,在激光下进行光学再现,最后对再现结果进行了分析与讨论。     

三维物场多重分数傅里叶变换全息图光电再现实验研究

对基于多重分数傅里叶变换(FrFT)的三维(3D)物场计算全息图进行光电再现实验研究.根据分数阶与衍射距离的关系,对不同物面分别设置不同的分数阶,分别计算得到各层物面在全息面的复振幅并进行叠加,对其进行编码分别得到分数傅里叶变换振幅型全息图和相息图.同时在计算3D物场的全息图时,在物波面加入不同的随机相位因子,得到3D...     

计算机制作平板型周视彩虹全息

利用计算机制作全息图简洁和灵活性,在光学周视彩虹全息的基础上提出了计算周视平板彩虹全息。在菲涅耳衍射理论的近似框架下,从理论推导出基元周视全息的物光分布。实际物体在记录面上的物光分布可以看成是物体上所有物点的基元周视全息物光分布的叠加。根据这一原理,模拟光学全息原理,计算出物体周视全息的物光和参考光的干涉条纹,从而获得平板周视全息图。该方法克服了光学平板周视全息在制作光路上的复杂性,使得周视全息图的制作简便易行。给出了实验证明。     

基于内插与外推的数字全息分辨率增强方法

为了提高数字全息再现图像的分辨率,分析了增强图像分辨率的典型方法,提出了同时采用图像内插与外推的数字全息分辨率改进方法。对采集的全息图运用图像算法进行向内插值与向外填充,在全息面和物面之间采用角谱方法进行双向衍射迭代。通过该方法可以实现全息图的内插与外推,内插过程可以增加全息图空间采样频率而外推过程扩大了全息图数值孔径。同时,讨论了内插与外推的限制因素,并将新的改进方法与单独采用外推或内插进行了比较,模拟和实验结果证明,运用该方法可以明显改善再现图像分辨质量。     

计算机与光学方法相结合的彩色彩虹全息术

提出了计算机制全息与光学全息相结合制作彩色全息图的彩色彩虹伞息术.通过计算机对彩色图像进行自动分色,制作红、绿、蓝3幅丰计算全息图H1,以H1的再现像为对象,用激光制作彩色彩虹全息图H2,用白光再现获得彩色再现像.该方法把汁算机制全息与传统的光学全息相结合,发挥了计算全息与光学全息的优势.在全息图的计算中采用了快速傅里叶变换,加快了计算速度.给出了理论分析和实验结果.     

基于压缩感知理论的无透镜离轴傅里叶全息编码与重建

高计算复杂度是目前制约全息显示的瓶颈,针对这一难题,提出一种基于压缩感知理论与无透镜傅里叶变换相结合的全息图编码与重现算法。利用计算机生成无透镜离轴傅里叶全息图,再用压缩感知理论对全息图进行压缩采样和恢复,最后对恢复出的全息图进行重构,并再现原始图像。该方法的优点在于只采样全息图的部分有用系数就能很好地恢复出原始图像,从而解决了传感器采样数据过大的问题,降低了计算复杂度。仿真实验表明,20%的压缩采样时,重构出的全息图的相关系数为0.85,而50%时该系数为0.9999。通过搭建的全息再现系统进行实际验证,实验结果表明能够清晰地再现出原始图像,从而证明了该方法的可行性。     

计算全息三维显示的数据压缩编码技术

全息三维显示能够重建真实场景的光场,提供全部的深度感,成为真三维显示的最佳解决方案之一。计算全息三维显示只需要知道物光波的数学描述,可以灵活地控制波前,显示出虚拟的三维物体。但是,巨大的数据量和计算量阻碍了计算全息三维显示的实用化。文中提出了计算全息三维显示中多个环节的数据压缩编码技术,包括三维物体的稀疏采样、全息三维视频压缩编码的优选和参数优化、全息图分形压缩算法,有效地压缩了数据量,并利用GPU的并行运算能力实现了全息图的快速计算。     

编码法制彩色动态全息

为了获取高质量的彩色动态全息,采用计算机编码的方法,提出了一种制彩色动态全息的新方法。根据色度学和采样原理, 将任一分动作物点分解为红、绿、蓝三基色物点,计算编码调整三基色物点的位置,使它们对应的含体视对的3张分色全息图放置在同一平面上, 经共轭光再现后,所有体视对的再现像能在空间上完全重合,并记录重合像与参考光干涉后的彩色全息图。结果表明,彩色全息图经再现后,随着人眼位置的移动,可见不同的动作像,从而实现彩色动态效果。此方法能有效解决彩色动态全息图再现像难重合、对实验条件要求高的问题;且操作简单易行,能有效避免一些不必要的噪声,在3维显示方面具有较好的应用价值。     

计算合成全息与全彩色3维显示技术的研究

为了实现彩色真实物体的全彩色3维显示,研究了基于计算合成全息技术的全彩色3维显示技术.通过计算机获取彩色3维物体的坐标、亮度、颜色等信息,用计算机模拟物光波和参考光波,在计算程序中进行参量设置,计算对应于红、绿、蓝三色光波的3幅菲涅耳计算全息图.根据全息物像关系控制3幅菲涅耳计算全息图的位置,用单波长激光同时再现3幅计算全息图,将3幅菲涅耳计算全息图合成为彩色彩虹全息图.在白光下获得3维立体图像,进行了理论分析和实验验证.结果表明,利用计算合成全息技术可以实现彩色真实物体的全彩色3维显示.     

采用移频法进行离轴全息图压缩的研究

由于数字全息图的数据量庞大,其传输、存储占用大量的通信带宽和存储空间.为实现数字全息图有效的传输、存储,需要对其进行信息压缩.根据离轴全息图的频谱特点,提出了一种将数字全息图的有效信息从高频段搬移到低频段的方法,从而降低全息图采样频率达到信息压缩的目的.实验结果表明,该方法是有效的,压缩后全息图的再现像与原来的没有明显区别.     

点阵合成体视动感全息图

首先获取三维物体不同视角的透视图,并对这些视图上的不同单元的光强信息用计算机分别收集、编码,得到一组编码片,依次在同一张全息片的不同点区域上记录编码片的信息.当普通灯光照明全息片时,双眼能同时分别接收到反映物体两个侧面的清晰再现像,构成体视像,而且像会随着人眼的移动而产生动感效应.本方法的优点是利用计算机对信息处理的精确性,再结合全息记录、再现的准确性,制作了一张点阵合成动感全息图样品,能看见清晰立体再现像,观察方便,人眼移动时再现像的动态效果逼真.     

全息片质量对原子全息光刻图形影响的模拟研究

全息片质量是影响原子全息光刻再现图形质量的关键因素，然而其制作工艺复杂，工序繁多，质量难以控制，模拟研究有助于把握全息片制作工艺中的关键环节，提高全息片的质量。详细模拟了全息片的三个主要质量指标：刻透率、分辨力以及薄膜厚度对再现像质的影响，结果表明：刻透率控制在90％左右即可满足要求，分辨率应优于0．1μm，膜层应尽量均匀。     

计算机与光学相结合的动态彩虹全息研究

提出一种将数字全息术和传统光学全息结合的方法制作动态全息图。首先通过三维扫描仪获得实际三维物体不间姿态的物光分布数据,然后利用计算机全息技术获得高质量的二步彩虹中的主全息图H1,最后再用光学的方法得到彩虹全息图。该技术充分利用了计算全息技术的灵活性,同时解决了视角和白光再现的问题,获得了较好的实验结果。     

通过化学处理获得多种颜色的反射全息图

在折摄体积反射全息时，若事先用三乙醇受水溶液浸泡未曝光的干板，可以导致乳胶收缩，因而改变空间光栅的频率，使再现钱息像的颜色发生变化。通过大量实验我们发现了，三乙醇胺水溶液的浓度现再现全息像颜色的关系。本文还报导了在同一干板上制作不同或多种颜色全息图像的方法。     

平面合成彩虹全息图

提出一种记录平面合成彩虹全息图的空间分割记录方法.利用这种方法得到的彩虹全息图不仅可以在白光下再现一动态图象,而且可以用常规方法进行模压复制.文中描述了这种方法的基本原理、实验装置及结果.     

数字全息显示中的三维物体信息量及其压缩

从人眼的双目视觉理论出发 ,研究了在双眼所能观察的视觉空间内 ,三维物体的信息量、全息图的信息量以及它们之间的关系问题 ,并给出了具体的计算方法及结果 ,为全息图信息压缩提供了理论依据和压缩途径。     

用多谱激光制作DCG反射全息图的方法

本文提出一种用氩离子激光器全谱输出制作ＤＣＧ彩色反射全息图和ＤＣＧ单色反射全息图的方法。这种方法在解决了ＤＣＧ对氩离子激光器的不同光谱输出的感光度相匹配的基础上,实现了用以中激光器一次曝光制作ＤＣＧ彩色反射全息图。本文还讨论了氩离子激光器全谱记录的ＤＣＧ单色反射全息图在白光再现时的色模糊问题,给出了理论分析和实验结果。     

一种简单高效的高亮度二步彩虹主全息图制作方法

提出一种将记录二步彩虹全息图时引入的狭缝转移到主全息图的记录中，充分利用主全息图面积，再现得到高亮度物像的简单高效的二步彩虹主全息图制作方法，对以光刻胶版为记录材料的激光印刷具有实用价值；相应的实验得到了满意的效果。