[實用新型]一種消除零級噪聲的透射式全息打印系統

有效

• 申請號: 201720519554.1
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN206741207U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 牛萍娟;孫玉楷;劉雷;高志剛;羅德智
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

技術領域

本實用新型屬于全息打印技術領域，尤其是涉及一種消除零級噪聲的透射式全息打印系統。

背景技術

立體三維顯示技術在軍事國防、文化教育醫療衛生等領域具有廣闊的應用前景。三維顯示技術在原有顯示的基礎上提供了三維場景深度感知，使人們可以全方位的認知與改變現在的生活方式。隨著計算機技術的發展，計算產生的三維場景可被計算成為全息圖加載到空間光調制器實現小區域三維顯示。計算全息三維顯示不受傳統記錄介質的約束，可以滿足復雜物體的顯示要求。空間光調制器靶面由許多獨立單元組成的一維線陣或二維陣列，獨立單元可以是物理上分割的小單元，能夠對光波的振幅、強度、頻率、偏振態等的一維或二維分布進行空間和時間的變換或調制，其輸出光信號是隨控制電信號變化的空間和時間的函數。空間光調制器在光學信息處理單元中，可用作系統的輸入器件，通過改變光波的的振幅，將三維信息加載到出射光，與參考光在全息存儲片內干涉，記錄三維信息。然而空間光調制器出來的光強度能量有限，無法滿足打印需求，所以研究消除零級噪聲的透射式全息打印系統有很大的實際意義。

從傳統全息到計算全息，我們尋找其優勢互補的作用點在全息打印，雖然在很多領域取得了一定成績，但目前仍存在問題，如物光分布不均勻，干涉效果分辨率低等。

點源法是全息打印方生成振幅型全息圖的算法之一。點源法將三維物體認為是一個理想的漫射體，把三維物體抽樣成多個離散的點，每個點都認為是一個可以發光的點光源，每一個點光源經過菲涅爾衍射到達全息面形成一個分布，把所有離散點做菲涅爾衍射到達全息面的球面波復振幅疊加便可得到三維物體的全息圖。計算全息是使用計算機編程模擬光學全息記錄過程，并用編碼的方式制作全息圖。計算全息不受實驗室環境的影響可操作性強，可重復行高，成本高，本系統就是基于點源法得到全息打印的。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種消除零級噪聲的透射式全息打印系統，以解決上述問題的不足之處，使全息打印中重建三維場景，打印分布強度均勻，顯示效果分辨率提升，制作更加適合觀看的三維場景。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種消除零級噪聲的透射式全息打印系統，包括依次排列的光源、擴束準直單元、光學信息處理單元和全息存儲片M1，所述擴束準直單元和光學信息處理單元之間設有分光鏡BS，經所述分光鏡BS后的兩束平行光分別為物光L1和參考光L2，所述物光L1到達光學信息處理單元，所述參考光L2到達全息存儲片M1。

進一步的，所述光學信息處理單元包括依次排列的空間光調制器、第一傅里葉透鏡F1、光學匹配濾波器Z1和第二傅里葉透鏡F2，所述空間光調制器連接計算機，所述第一傅里葉透鏡F1、光學匹配濾波器Z1和第二傅里葉透鏡F2處于同一光軸上，且所述第一傅里葉透鏡F1和第二傅里葉透鏡F2參數相同，所述第一傅里葉透鏡F1和第二傅里葉透鏡F2之間間距為2f，所述光學匹配濾波器Z1與第一傅里葉透鏡F1、第二傅里葉透鏡F2的間距均為f，其中，f為第一傅里葉透鏡F1和第二傅里葉透鏡F2的焦距。

進一步的，所述光源為激光器。

進一步的，所述擴束準直單元包括依次排列的針孔濾波器、擴束準直鏡。

進一步的，所述空間光調制器為透射式振幅型空間光調制器。

進一步的，所述光學匹配濾波器Z1為低頻濾波器。

相對于現有技術，本實用新型所述的消除零級噪聲的透射式全息打印系統具有以下優勢：

(1)本實用新型所述的透射式全息打印系統將物光做傅里葉變換，不僅把能量聚集，而且還把能量集中的低頻區域濾去，使物光分布更加均勻，高頻部分的信息得以保留，使重建出來的三維場景分辨率有所提高。

(2)本實用新型所述的透射式全息打印系統采用振幅型空間光調制器進行全息空間光打印，不僅提高全息打印系統的整體效率，而且能達到完全真實的三維視覺效果，提高顯示質量。

(3)本實用新型所述的透射式全息打印系統采用透射式的打印方法，當加載參考光或普通光源時，會在參考光或普通光源的同側重建出三維場景，方便觀察者觀看。

(4)本實用新型所述的參考光與物光光強相同，而且是由同一激光器產生，不僅節約系統空間，而且保持參考光與物光的相干性，保證打印重建質量。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的透射式全息打印系統框圖；