[发明专利]一种全息投影方法

摘要

本发明公开了一种全息投影方法，包括以下步骤：10）布设投影设备：将相位空间光调制器、分光棱镜、透镜和屏幕依次布设，在分光棱镜的同一侧布设单色激光器和偏振片，相位空间光调制器和计算机连接；20）测量成像面的距离；30）测算透镜的焦距和成像面的距离之间的关系；40）确定系统中分数阶傅里叶变换的阶数后，利用分数阶傅里叶变换公式和逆变换公式进行迭代，得到二维图像的相位；50）通过计算机将该相位全息图传输到相位空间光调制器中，再利用相位空间光调制器将相位全息图投影到指定位置的屏幕上。该全息投影方法可以使全息图重建的二维图像投影在透镜后的任意平面上，而不需要改变透镜的焦距来控制成像的距离。

主权项

一种全息投影方法，其特征在于，该全息投影方法包括以下步骤：10）布设投影设备：将相位空间光调制器（1）、分光棱镜（2）、透镜（3）和屏幕（4）依次布设，使得相位空间光调制器（1）、分光棱镜（2）、透镜（3）和屏幕（4）处于同一条直线上，同时，在分光棱镜（2）的同一侧布设单色激光器（5）和偏振片（6），偏振片（6）位于分光棱镜（2）和单色激光器（5）之间，单色激光器（5）发出的平面波通过偏振片（6）变为偏振光，偏振光通过分光棱镜（2）后可射入到相位空间光调制器（1）中；相位空间光调制器（1）和生成相位全息图的计算机（7）通过数据线连接；相位空间光调制器（1）所处的位置形成全息面x0，屏幕（4）所处的位置形成成像面x1；20）测量成像面的距离z：使用距离测量仪器测量透镜（3）和屏幕（4）之间的距离，为成像面的距离z；30）测算透镜（3）的焦距f和成像面的距离z之间的关系：首先，根据如式（1）所示的分数阶傅里叶变换公式，建立全息面x0和成像面x1之间的光传播的函数， F ( u ) = ∫ f ( x ) · exp [ iπ ( x 2 λ f e tan ( aπ / 2 ) + u 2 λ f e tan ( aπ / 2 ) - 2 xu λ f e sin ( aπ / 2 ) ) ] dx 式(1)在式（1）中，F(u)为成像面x1的光场复振幅函数，u为F(u)的自变量，f(x)为全息面x0的光场复振幅函数，x为f(x)的自变量，i为虚数单位，λ为单色激光器（5）发出的平面波的波长，a为分数阶傅里叶变换的阶数，fe为标准焦距，fe=f·sin(aπ/2)＝z/tan(aπ/4)，令Q=sin(aπ/2)，R=tan(aπ/4)，则fe＝f·Q＝z/R；其次，由fe＝f·Q＝z/R可以得到f＝fe/Q和z＝fe·R，因此，成像面的距离z与透镜的焦距f的关系如式（2）所示，z=f·R·Q    式（2）40）根据式（2）确定系统中分数阶傅里叶变换的阶数a后，利用分数阶傅里叶变换公式和分数阶傅里叶变换公式逆变换公式进行迭代，得到二维图像的相位；50）根据步骤40）得到的相位全息图，通过计算机（7）将该相位全息图传输到相位空间光调制器（1）中，再利用相位空间光调制器（1）将相位全息图通过透镜（3）投影到指定位置的屏幕（4）上。