[发明专利]基于计算全息面元算法进行光致聚合物记录及显示的方法

权利要求书

1.基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于，

S1：飞秒脉冲激光器出射的一束光经过扩束准直后，通过物镜将脉冲激光在光致聚合物材料上聚焦，使光致聚合物的折射率发生变化，通过控制平移台来控制光致聚合物的位置，实现对两块材料三维记录；

S2：通过计算全息面元算法计算出物体的复振幅分布并将两块材料编码，用计算机控制曝光时间等参数，飞秒激光将光致聚合物刻写成所计算编码的相息图；

S3：记录完之后，取下第二分束镜以及记录位置前的物镜使用平面波同时照射两块刻写好的光致聚合物并合束，即可得到三维物体的再现像。

2.根据权利要求1所述的基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于：其中，基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的装置包括：飞秒激光器(1)、控制曝光时间等参数的开关(2)、第一小孔(3)、第一傅里叶透镜(4)、第一分束镜(5)、第二分束镜(6)、物镜(7)、.三维平移台(8)、第一光致聚合物材料(9)、第二傅里叶透镜(10)、光电倍增管(11)、电脑(12)、固体激光器(13)、第二小孔(14)、第三傅里叶透镜(15)、第三分束镜(16)、反射镜(17)、第二光致聚合物材料(18)、合束镜(19)、CCD(20)；所述飞秒激光器(1)的后方设置控制曝光时间等参数的开关(2)，所述控制曝光时间等参数的开关(2)连接电脑(12)，所述控制曝光时间等参数的开关(2)后方设置第一小孔(3)，所述第一小孔(3)后方设置第一傅里叶透镜(4)，所述第一傅里叶透镜(4)后方设置第一分束镜(5)，所述第一分束镜(5)的后方设置第二分束镜(6)，所述第二分束镜(6)后方设置物镜(7)，所述后方设置物镜(7)的底部设置三维平移台(8)，所述后方设置物镜(7)设置第一光致聚合物材料(9)，所述第一光致聚合物材料(9)的后方设置合束镜(19)，所述合束镜(19)的后方设置CCD(20)；

所述第一分束镜(5)底部设置第三分束镜(16)，所述第三分束镜(16)的前方设置第二小孔(14)，所述第二小孔(14)前方设置固体激光器(13)，所述第三分束镜(16)的后方设置反射镜(17)，所述反射镜(17)的上方设置第二光致聚合物材料(18)，所述第二光致聚合物材料(18)的上方设置合束镜(19)。

3.根据权利要求1所述的基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于：所述飞秒脉冲激光器发出的激光波长为800nm，平均光强20mW，单点曝光5ms，所述物镜的放大倍数为20倍，所述物镜的数值孔径0.75。

4.根据权利要求1所述的基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于：两块所述光致聚合物均为掺杂二氧化硅纳米粒子的聚甲基丙烯酸甲酯光致聚合物材料。

5.根据权利要求1所述的基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于：所述计算全息面元算法为基于三维仿射变换的解析面元算法；将所计算的三维物体表面离散成n个三角形，其在全息图平面的复振幅分布F_H(x，y)可表示为：

其中x，y为全息图平面的坐标，F_i(x，y)为离散后的第i个三角形在全息图平面的复振幅分布。

6.根据权利要求5所述的基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于：对权利要求5中计算结果采用双相位分解编码方法，将F_H(x，y)分解为：

其中分别表示两块光致聚合物材料上的相位分布：

7.根据权利要求1所述的基于计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法，其特征在于：在记录完毕之后，将第二分束镜以及记录位置之前的物镜取下，一块光致聚合物材料置于记录位置第二傅里叶透镜处，另一块光致聚合物置于合束镜处，二者可以任意更换位置构成两块全息图；

采用532nm平行光照射上述记录好的所述两块全息图，并用合束镜合束即可得到再现的三维物体。