一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪。将分别发射红光、绿光、蓝光的三个平行光管一体化半导体激光器放置在光学平台上作为光源，且在每个平行光管一体化半导体激光器前均放置有狭缝；通过两个合束镜把三个平行光管一体化半导体激光器发出的光束合束成一束，合束后的光依次经过偏振片、反射型纯相位型空间光调制器SLM反射，反射后的光束经由滤波器通光孔后入射到毛玻璃。本实用新型专利技术开拓了原有单个相关实验的范围，从单个彩色实验全息投影仪拓展成高亮度多功能彩色全息投影实验仪。

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪
本技术属于衍射成像领域的一种全息投影装置，具体涉及了一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪，也是一种相位型空间光调制器彩色全息投影装置。
技术介绍
单个SLM彩色投影目前主流有这几种实现方案：时分复用、空间叠加、空分复用。时分复用方法：周期性地点亮红绿蓝三色光来照明单片SLM，同时在SLM上周期性显示RGB(Red，Green，Blue)三通道的相息图，来实现彩色投影。时分复用法对系统同步性的要求很高，同时要快响应的SLM。快响应SLM分辨一般不会太高，高分辨率彩色投影很难实现。空间划分方法本质上是空分复用方法，将单片SLM平面划分三块区域，分别加载RGB三通道的相息图，三色光分别照明三块区域。空间叠加方法直接将RGB三通道的图像编码在同一幅相息图中，三色光需同时照射整片SLM。这二种是单片SLM彩色投影中结构最为简单的光路结构。Makowski在2009年，2010年用空间叠加和空间划分构建彩色投影系统。虽然光路不同，但三色激光器是一样的：He-Ne激光器、固态激光器以及氩激光器(Optics.Letters2009，17(23):20840-20846；2010，OptLett，2010，35(8):1227-1229.)。现有技术缺少了能同时实现多种SLM彩色投影的全息投影装置。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本技术提出了一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪和装置，能用一套实验装置加载相应的相息图，实现空间划分、空间叠加二种不同方案高亮度彩色全息投影。本技术采用的技术方案如下：将分别发射红光、绿光、蓝光的三个平行光管一体化半导体激光器放置在光学平台上作为光源，且在每个平行光管一体化半导体激光器前均放置有狭缝；三个平行光管一体化半导体激光器分别为红光平行光管一体化半导体激光器、绿光平行光管一体化半导体激光器、蓝光平行光管一体化半导体激光器，红光平行光管一体化半导体激光器、绿光平行光管一体化半导体激光器、蓝光平行光管一体化半导体激光器前对应放置的狭缝分别为红光狭缝、绿光狭缝、蓝光狭缝，通过第一合束镜和第二合束镜的两个合束镜将三个平行光管一体化半导体激光器发出的光束合束成一束，合束后的光依次经过偏振片、反射型纯相位型空间光调制器SLM反射，反射后的光束经由滤波器通光孔后入射到毛玻璃。所述的两个合束镜、偏振片、反射型纯相位型空间光调制器SLM以及三个平行光管一体化半导体激光器中的一个及其狭缝布置于同一光轴直线上，三个平行光管一体化半导体激光器中的另外两个及其狭缝分别位于两个合束镜的侧方并入射到各自的合束镜。所述的第一合束镜、第二合束镜、偏振片、反射型纯相位型空间光调制器SLM依次同光路布置，红光平行光管一体化半导体激光器出射面前放置有红光狭缝，绿光平行光管一体化半导体激光器出射面前放置有绿光狭缝，蓝光平行光管一体化半导体激光器出射面前放置有蓝光狭缝，红光平行光管一体化半导体激光器发出红光光束后经由红光狭缝后入射到第二合束镜发生反射并反射入射到偏振片，绿光平行光管一体化半导体激光器发出绿光光束后经由绿光狭缝后入射到第一合束镜发生反射并再透射过第二合束镜后入射到偏振片，蓝光平行光管一体化半导体激光器发出绿光光束后经由蓝光狭缝后入射到第一合束镜发生透射并再透射过第二合束镜后入射到偏振片，使得三种光在偏振片后出射的光束合为一束。三个平行光管一体化半导体激光器前放置的狭缝均为开设有用于透光的条形狭缝的不透光片，且三个狭缝的条形狭缝相开口位置不同，使得三个平行光管一体化半导体激光器发出的三色光源互不干扰。所述的偏振片偏振方向与配套的反射型纯相位型空间光调制器SLM液晶长边方向一致。本技术所述光路适用于空间划分法、空间叠加法两种方法制作的相息图。两种方法切换时仅需略微调整狭缝、滤波器通光孔。所述光路，实现空间划分法彩色投影时，三个狭缝宽度为三分之一SLM长边宽度时，三色光源互不干扰。实现空间叠加法彩色投影时，三个狭缝宽度扩大为SLM长边宽度，三色光源完全重合，完整照在反射型纯相位型空间光调制器SLM。本技术用一套实验装置加载相应的相息图共用同一可调狭缝，可实现空间划分、空间叠加二种不同方案高亮度彩色全息投影，观察和投影时不需要暗室，可在日光或灯光下观察高亮度彩色衍射像。从空间划分方法投影原理分析得知三色光需要分别准确照明加载相应相息图SLM三块区域。从空间叠加方法投影原理分析得知相息图添加数字闪耀光栅，添加空间滤波器，最终本技术能使RGB三通道的像传播过程中经过中间频谱面的同一点。在特定的重合平面接收彩色全息再现像，共用同一可调狭缝(精度0.001mm)实现。本技术的有益效果是：本技术设计了单片SLM彩色投影中结构较为简单的光路结构，可共用同一可调狭缝(精度0.001mm)实现二种不同方案高亮度彩色全息投影，可在日光或灯光下观察彩色衍射像，增加稳定性。本技术构建的系统结构更加紧凑且易于实现，开拓了原有单个相关实验的范围，从单个彩色实验全息投影仪拓展成高亮度多功能彩色全息投影实验仪。本技术彩色投影装置在动画投影，多像面投影，视频播放等领域都有潜在的应用价值。附图说明图1是高亮度彩色全息投影的实验装置示意图；图2是实施例图像示意图：图2a为实施例所选取的目标图像图，图2b为空间叠加法制作的相息图。图2c为空间叠加法得到的实验结果图。图2d为空间划分法制作的相息图。图2e为空间划分法得到的实验结果图。图中：红光平行光管一体化半导体激光器101、绿光平行光管一体化半导体激光器102、蓝光平行光管一体化半导体激光器103、第一合束镜104、第二合束镜105、红光狭缝106、蓝光狭缝107、绿光狭缝108、偏振片109、反射型纯相位型空间光调制器SLM110、毛玻璃屏111、滤波器通光孔112。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明。如图1所示，具体实施包括红光平行光管一体化半导体激光器101、绿光平行光管一体化半导体激光器102、蓝光平行光管一体化半导体激光器103、第一合束镜104、第二合束镜105、红光狭缝106、蓝光狭缝107、绿光狭缝108、偏振片109、反射型纯相位型空间光调制器SLM110。将分别发射红光、绿光、蓝光的三个平行光管一体化半导体激光器101、102、103放置在30x45cm光学平台上作为光源，且在每个平行光管一体化半导体激光器101、102、103前均放置有狭缝106、107、108；通过两个合束镜104、105对三个平行光管一体化半导体激光器101、102、103发出的光束合束成一束，合束后的光依次经过偏振片109偏振过滤、反射型纯相位型空间光调制器SLM110对三色光进行调制反射，反射后的光束经由滤波器通光孔112后入射到毛玻璃111形成彩色像。平行光管具有很高亮度和稳定性、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪，其特征在于：/n将分别发射红光、绿光、蓝光的三个平行光管一体化半导体激光器放置在光学平台上作为光源，且在每个平行光管一体化半导体激光器前均放置有狭缝；三个平行光管一体化半导体激光器分别为红光平行光管一体化半导体激光器(101)、绿光平行光管一体化半导体激光器(102)、蓝光平行光管一体化半导体激光器(103)，红光平行光管一体化半导体激光器(101)、绿光平行光管一体化半导体激光器(102)、蓝光平行光管一体化半导体激光器(103)前对应放置的狭缝分别为红光狭缝(106)、绿光狭缝(108)、蓝光狭缝(107)，通过第一合束镜(104)和第二合束镜(105)的两个合束镜将三个平行光管一体化半导体激光器发出的光束合束成一束，合束后的光依次经过偏振片(109)、反射型纯相位型空间光调制器SLM(110)反射，反射后的光束经由滤波器通光孔(112)后入射到毛玻璃(111)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪，其特征在于：
将分别发射红光、绿光、蓝光的三个平行光管一体化半导体激光器放置在光学平台上作为光源，且在每个平行光管一体化半导体激光器前均放置有狭缝；三个平行光管一体化半导体激光器分别为红光平行光管一体化半导体激光器(101)、绿光平行光管一体化半导体激光器(102)、蓝光平行光管一体化半导体激光器(103)，红光平行光管一体化半导体激光器(101)、绿光平行光管一体化半导体激光器(102)、蓝光平行光管一体化半导体激光器(103)前对应放置的狭缝分别为红光狭缝(106)、绿光狭缝(108)、蓝光狭缝(107)，通过第一合束镜(104)和第二合束镜(105)的两个合束镜将三个平行光管一体化半导体激光器发出的光束合束成一束，合束后的光依次经过偏振片(109)、反射型纯相位型空间光调制器SLM(110)反射，反射后的光束经由滤波器通光孔(112)后入射到毛玻璃(111)。


2.根据权利要求1所述的一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪，其特征在于：所述的两个合束镜、偏振片(109)、反射型纯相位型空间光调制器SLM(110)以及三个平行光管一体化半导体激光器中的一个及其狭缝布置于同一光轴直线上，三个平行光管一体化半导体激光器中的另外两个及其狭缝分别位于两个合束镜的侧方并入射到各自的合束镜。


3.根据权利要求1所述的一种高亮度多功能彩色全息投影实验仪，其特征在于：所述的第一合束镜(104)、第二合束镜(...

【专利技术属性】
技术研发人员：国中元，龚昭宇，罗栗，周文杰，陈星，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33