[发明专利]一种斑点噪声被抑制的大视区计算全息显示方法

权利要求书

1.一种斑点噪声被抑制的大视区计算全息显示方法，其特征在于主要包括以下步骤，且仅在水平方向上进行视区的研究，

步骤一：利用像素分离法，取像素分离间隔N，并且N=2、3、4……，将被记录物体分离成N²个物点组，在竖直和水平方向上，保证被记录物体上的任意一个物点与相距N个像素的物点被分离到同一个物点组；

步骤二：记录每一个物点组的信息，生成大尺寸CGH，在水平方向上，确定物体组的尺寸为D，SLM的工作区域尺寸为H，保证H＞D，SLM的中点为坐标原点，物点组和SLM之间的距离为L，对于物点组上的任意物点I(x₀, L)，根据标量衍射原理，其信息被记录成一幅干涉图，干涉图的尺寸被增加，若将干涉图最右端点和最左端点的横坐标分别记作x₁和x₂，它们满足公式x₁=x₀+H/2+D/2和x₂=x₀-(H/2+D/2)，则干涉图的尺寸H₁满足公式H₁=x₁-x₂=H+D，将物点组中所有物点的干涉图进行叠加，即得到大尺寸CGH，它的尺寸H_CGH满足公式H_CGH=H+2D，此步骤生成CGH的尺寸大于单个SLM的尺寸而小于三个SLM的尺寸；

步骤三：制作VN²幅具有随机相位分布的DOE，其中V=1、2、3、……，且DOE的水平尺寸为2(H-D)，竖直尺寸与大尺寸CGH的相同；

步骤四：将一幅DOE在水平方向上均分为两部分，然后将它们与大尺寸CGH的最左端和最右端进行拼接，生成尺寸为3H的合成CGH，对于每一个物点组，取V幅不同的DOE分别与大尺寸CGH进行拼接，所以，共生成VN²幅合成CGH；

步骤五：将VN²幅合成CGH时序加载到SLM进行再现，激光为再现光源，滤波器和透镜对激光进行扩束和准直，向前传播通过第一个分束器后将一束激光分成两束，其中反射光束作为再现光照射第一个SLM，而透射光束继续向前传播，至第二个分束器后将其分成两束，其中反射光束作为再现光照射第二个SLM，透射光束继续向前传播并经两个平面镜的反射作用后，光的传播方向发生改变，然后作为再现光照射第三个SLM，三个SLM均为反射式相位型，它们按照平面结构排布，三束再现光被三个SLM调制后继续向前传播，经过第三个分束器后合成一束，实现SLM之间的无缝拼接，最后，接收板承接再现像；

再现过程中，一幅合成CGH被均分成三份，加载到对应SLM上进行再现，合成CGH上的每一幅干涉图的衍射边界角均等于SLM的最大衍射角，所以生成的子像的视区被扩大，在观看距离R处，其中R＞L，视区尺寸满足公式V=[R(D+H)-L(H+2D)]/L；

同时，再现光经过合成CGH上DOE的调制，以斑点噪声的形式出现在子像上，一个物点组对应的V幅合成CGH共生成V个具有不同斑点噪声的子像，通过时间复用，V个子像形成一个最终子像，并且根据斑点噪声统计学规律，最终子像上的斑点噪声通过平均作用而被抑制，不同物点组生成的N²个最终子像，经过时间复用，形成一个包含完整信息的再现像，且相邻的像点因在空间上被分离，从而进一步抑制了因相邻像点的叠加而导致的斑点噪声，最终获得斑点噪声被抑制的大视区全息再现像。