[发明专利]一种基于空间光调制器有效区域扩展的大视角全息显示系统

权利要求书

1.一种基于空间光调制器有效区域扩展的大视角全息显示系统，其特征在于，该系统包括激光器、滤光器、固体透镜、分束镜、SLM1、SLM2和光阑；其中激光器、滤光器和固体透镜用于产生均匀的平行光束，分束镜位于平行光束的出射方向，并将光束分成两个彼此垂直的光束；两个SLM的型号相同且相互垂直放置，SLM的分辨率为M，当平行光分别照射两个SLM时，零级光经过分束镜可以无缝拼接在一起，光阑用于消除重建物体中的高级衍射光；为了扩展了SLM的有效区域，将两个SLM和分束镜等效看成一个分辨率为2M的SLM，记为2M SLM，当在2M SLM上加载物体的全息图时，可以观看到大视角的重建物体。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器有效区域扩展的大视角全息显示系统，其特征在于，在全息再现的过程中，当平行光照射分辨率为2M的SLM时，2M SLM的最大衍射角α满足以下公式：

其中λ表示光的波长，p表示2M SLM的像素间距，当衍射角极小时，重建物体的大小d用以下公式表示：

其中l表示2M SLM到重建物体的传播距离，s是单个SLM的尺寸，2M SLM的尺寸为h＝2s；为了利用2M SLM的有效区域，对系统中重建物体的有效视区大小进行计算，V表示重建物体的全部视区，只有在视区V₁中能看到完整的重建图像，视区V₁被称为重建物体的有效视区，其大小为：

其中L是2M SLM和观看位置之间的距离，在视区V₂中，只能看到重建物体的一部分信息，视区V₂被称为重建物体的浪费视区，其大小为：

根据重建物体的有效视区计算得到2M SLM的有效区域大小s_e满足以下公式：

s_e＝2s-d

2M SLM的有效区域等于有效全息图的大小，记录物体的大小需要小于2M SLM的大小，有效全息图的大小等于2M SLM和记录物体的大小之差；该系统扩展了SLM的有效区域且能增大重建物体的观看视角，具有更高的计算速度。