[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

说明书

本发明公开了一种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，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；可以实现对三维物体的记录与显示。

技术领域

本发明涉及计算全息技术领域，特别是一种计算全息面元算法进行光致聚合物的记录及显示的方法

背景技术

将计算全息(Computer-generated hologram,CGH)技术用于三维显示可以完整的将三维物体的振幅与相位再现出来，包含了原始三维的物体全部信息。全息三维显示结合了传统光学全息术、快速算法计算、微纳材料加工及显示承载器件等多方向的交叉研究领域。相较于传统的三维显示技术如双目视差显示技术、体显示技术等，全息三维显示拥有可提供全部的深度暗示、符合人眼自然观察习惯、装置结构简单等诸多优势，被誉为是三维显示技术中最有发展前景的一种。

CGH与传统全息术相同的是同样包括了波前记录过程和三维重建过程。与传统光学全息术不同的是：基于CGH的全息三维显示技术波前记录的过程可以通过计算机来完成，这样避免了复杂的干涉记录光路。并且功能灵活，适用范围广，只要有该光波的数学描述就可以再现不存在的虚拟三维物体。并随着微纳加工技术与空间光调制器(Spatial LightModulator,SLM)技术的发展，波前的精确的相位调制可以通过衍射光学元件和相位型SLM来实现。将计算出的三维物体在全息面的复振幅分布以适合的方式编码在所选择的显示媒介上，并用相干光照射，即可完成对三维物体的光学重建。

目前基于计算全息的三维显示技术发展十分迅速，随着GPU、CPU、可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)等计算硬件的不断进步，为计算全息的发展提供了运算能力上的保证。将计算机图形学、微纳光学等学科结合计算全息，在计算方法，复振幅编码等方面提供了更加广阔的思路，加速了三维显示技术应用于医学、教育、建筑以及国防军事等关键行业中。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了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，可以实现对三维物体的记录与显示。

本发明的技术方案是：

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，

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。