【摘要】：隨著科技探索腳步的不斷邁進(jìn),人類現(xiàn)在身處的是信息的時代。傳統(tǒng)二維顯示技術(shù)已經(jīng)不能完整表達(dá)人類所需信息,而承載信息非常全面的三維顯示技術(shù)得到蓬勃的發(fā)展。全息顯示技術(shù)作為最有發(fā)展前景的一種三維顯示技術(shù),已經(jīng)吸引了大量學(xué)者的研究關(guān)注。現(xiàn)有的動態(tài)顯示技術(shù)是將計算全息與高分辨率空間光調(diào)制器相結(jié)合,產(chǎn)生動態(tài)全息圖像。但是受限于全息材料與系統(tǒng)零級光的干擾不能得到高分辨率,高質(zhì)量的顯示圖像,動態(tài)全息發(fā)展依舊十分緩慢。基于表面等離子體全息采用倏逝波電磁模式代替了空間傳播電磁模式作為全息過程中的參考光,有效避免零級衍射光的干擾。這種全息方法,所用系統(tǒng)體積小,可與納米、集成工藝相結(jié)合,有望實現(xiàn)平板全息,具有廣闊的發(fā)展前景。本文基于表面等離子體的調(diào)制原理,對現(xiàn)有的靜態(tài)表面等離子體全息成像成果進(jìn)行研究,提出了一種可實現(xiàn)表面等離子體動態(tài)全息的方案,并通過仿真研究,分析了此方案理論與實驗研究的可行性,為今后的動態(tài)全息成像研究提供了理論參考。本文主要研究工作如下:1)研究表面等離子體的物理特性,結(jié)合傳統(tǒng)全息理論分析了現(xiàn)有靜態(tài)表面等離子體全息原理。2)根據(jù)靜態(tài)表面等離子體全息原理,提出了動態(tài)表面等離子體全息方案。以動態(tài)調(diào)控折射率達(dá)到對表面等離子體的動態(tài)調(diào)制為原理,探究了此方案的實現(xiàn)方式:以靜態(tài)表面等離子體全息結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),將液晶空間光調(diào)制器代替浮雕結(jié)構(gòu)作為動態(tài)調(diào)制結(jié)構(gòu),與計算全息技術(shù)相結(jié)合,最終實現(xiàn)表面等離子體動態(tài)全息顯示。3)根據(jù)表面等離子體調(diào)制原理,將復(fù)雜的液晶空間光調(diào)制器通過傅里葉變換分解為簡單的正弦光柵。通過嚴(yán)格耦合波分析法對光柵結(jié)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行分析計算,得出光柵周期、厚度、折射率調(diào)制范圍對一級次衍射光的關(guān)系,并仿真分析了液晶結(jié)構(gòu)用于實驗研究的可行性,根據(jù)結(jié)果優(yōu)化了結(jié)構(gòu)參數(shù),便于今后的實驗研究。
【圖文】：

原理利用高速投影儀將各個角度圖像一次投影到定向散射鏡上形成到從反射屏反射的光線。隨著反射鏡的高速旋轉(zhuǎn)，因為雙目視覺和到投影出的三維顯示圖像[11]。進(jìn)入 20 世紀(jì)后期，科學(xué)家使用 CCD辨率較高的器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的感光膠片，三維顯示技術(shù)得到快速發(fā)展維顯示技術(shù)是利用微透鏡陣列記錄和再現(xiàn)三維圖像，并在空間中具立體顯示技術(shù)。其記錄過程是以微透鏡陣列為成像裝置，對物體進(jìn)，然后將圖像信息記錄在 CCD 中形成多個像素單元。再現(xiàn)過程是在 CCD 中的圖像信息，觀察者再通過微透鏡陣列，就可觀察到實[15]。2016 年王瓊?cè)A團(tuán)隊搭建了基于集成成像技術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實三維顯成成像單元重建的 3D 圖像被光學(xué)透鏡系統(tǒng)放大，并進(jìn)入人眼，實維顯示技術(shù)[16]。光柵三維顯示技術(shù)常用的是柱透鏡光柵三維顯示技像信息交錯排列在二維顯示屏上，利用柱透鏡光柵的分光作用，將圖像信息分別向不同方向傳播，當(dāng)觀察者位于特定的區(qū)域時，雙眼，呈現(xiàn)出三維圖像[17]。

空間光調(diào)制器由于自身結(jié)構(gòu)的特點、顯示尺寸和分辨率等方面均存在優(yōu)點，，應(yīng)用到動態(tài)全息中有很高的發(fā)展前景。綜上所述，真三維顯示技術(shù)一直是人類不斷追尋的科學(xué)目標(biāo)，而全息顯示又是所有真三維顯示技術(shù)中最有發(fā)展前景的，其中動態(tài)全息顯示更是所有三維顯示領(lǐng)域中的研究熱點，它的發(fā)展推動整個人類文明翻開新篇章。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O53;O438.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2627305