全息成像的研究(11)

博士论文全息成像的研究

论文以动态全息显示为主线，从光的物理特性出发，以数字信号处理为基础，研究了全息光栅的计算、带宽压缩与显示方法。本论文共由九个部分组成。第一部分为引言，论述了本论文选题的国内外研究现状及论文研究的内容。第二部分介绍了光的传播特性，对菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射的复光场分布进行了数值模拟，以图形方式给出了结果，对光波的衍射过程提供了可视化方法，为今后的理论研究创造了条件。第三部分研究了计算全息方法，介绍了傅立叶变换全息图的罗曼１１３Ｉ编码方法，重点研究了模拟退火算法和基于干涉的全息图计算方法，并给出了两种计算方法数值计算结果。第四部分重点介绍了三维全息显示的编码方法，特别是基于衍射的光栅条纹计算方法，采用了小波变换法、傅立叶变换法计算基本条纹。结果表明，小波变换法具有更强的鲁棒性。在带宽压缩方面，提出了基于离散频谱的带宽压缩方法，使解码更加方便，速度得到有效提高。第五部分研究了基于视差的具有三维感的全息显示方法，并用基本条纹的光栅实现了一个用系列视差图像生成的全息立体图显示结果，为三维数据未知的物体和场景的三维显示提供了依据。第六部分研究了全息显示的空间光调制器的特性，对适合于视频全息显示的声光调制器（ＡＯＭ）的特性进行了阐述。介绍了数字光处理器（ＳＬＰ）的芯片ＤＭＤ的原理及线性相位分布与频谱特性。第七部分研究了数字全息重构，给出了菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的数值计算方法，对基于ＣＣＤ获取的干涉全息图的波阵面恢复方法进行了研究，并实现了镜面反射光的波阵面相位恢复，为数字全息重构方法提供了研究基础。第八部分介绍了体显示的方法与实现的可行性，为基于体显示的三维显示提供了参考依据。第九部分提出了今后研究的工作，希望在该领域的研究中能有新的突破。

１．４论文的创新点

（１）、对菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射的复光场分布进行了数值模拟，以图形方式给出了结果，对光波的衍射过程提供了可视化方法。

（２）、将全息计算与电信号处理理论紧密结合，把光栅的空域与信号处理中的时域、光栅的空间频率域与电信号处理中的频域相对应，使全息显示在计算方法、实现手段上与电信号处理方法具有对偶性，从而使全息计算更加有效。

（３）、将小波变换应用与全息光栅的基本条纹的计算中，计算速度快、易于实现。（４）、在ＭＩＴ研究人员ＭａｒｋＬｕｃｅｎｔ的“基于衍射的光栅条纹编码方法”基础上，根据人眼视觉分辨率的特性，提出对空间频率域进行重采样，研究离散频谱编码