[发明专利]一种基于光束整形抑制散斑噪声的全息显示系统

权利要求书

1.一种基于光束整形抑制散斑噪声的全息显示系统，其特征在于，该系统由准直光源、光阑、分光镜、SLM、棱镜组和CCD组成；其中准直光源用于提供准直光束，当光束经过光阑时，只有部分光能通过分光镜并照射SLM的浪费区域；对SLM的有效区域进行计算并加载物体的有效全息图，而SLM的浪费区域则加载用于光束整形的DOE，经过DOE调制后的光束被SLM反射并经过棱镜组，光束经过棱镜组的扩束和反射后再次照射SLM的有效区域，当在SLM的有效区域上加载有效全息图时，通过CCD能看到抑制了散斑噪声的全息再现像。

2.根据权利要求1所述的一种基于光束整形抑制散斑噪声的全息显示系统，其特征在于，SLM有效区域的计算原理如下：根据全息衍射原理，全息图的尺寸等于记录和重建过程中SLM的尺寸，以SLM的中心为坐标轴的原点，D表示被记录物体的宽度，X是衍射距离，H是SLM的宽度，A和B表示被记录物体边缘上的两个点；在全息记录过程中，通过衍射条纹将被记录物体上每个点的信息都记录在整个全息图上，在重建过程中，在距离Z的衍射位置处再现出重建图像，其中A'和B'分别是A和B的重建图像；当观看者位于距SLM的距离R处时，观看区域的宽度为V；根据衍射理论得出，Va是重建图像A'的观察区域，重建图像B'的观看区域用Vb表示，只有在Va和Vb重叠的区域，即区域Vu，才能观察到完整的重建图像，而在区域Vu之外，看到的则是不完整的重建图像，这些图像对观看者来说是无用的，区域Vu被称为有效视区，满足以下公式：

Vu＝Va+Vb-V

记录在全息图上的无用信息不仅占用了大量的计算时间，并且会产生额外的散斑噪声；该系统只记录有效视区内的全息图信息，根据几何关系得出，有效全息图的尺寸小于SLM的尺寸，其宽度为Ho＝H-D，SLM的有效区域等于有效全息图的尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种基于光束整形抑制散斑噪声的全息显示系统，其特征在于，只对有效视区内的物点信息进行计算并生成有效全息图，加载到SLM上的最终全息图包括两部分，其中中间部分是被记录物体的有效全息图信息，周围部分是DOE信息，根据SLM浪费区域的尺寸生成DOE并加载到SLM的浪费区域上，当光束照射SLM的浪费区域时，光束经过DOE的调制和反射照射到棱镜组上。

4.根据权利要求1所述的一种基于光束整形抑制散斑噪声的全息显示系统，其特征在于，棱镜组由两个棱镜和两个反射镜组成，由于棱镜的折射，出射光的方向不同于入射光的方向，入射角和顶角的变化可以引起光束宽度的变化，在全息再现中，棱镜组用于光扩束；当由DOE调制的光束通过棱镜时，扩束光被反射镜反射并照射SLM的有效区域，该系统不仅可以抑制全息显示中的散斑噪声，还能提高全息图的计算速度。