基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及激光彩色全息技术领域，具体涉及一种基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统及方法，包括白光激光组件、滤波片转盘组件、第一分光棱镜、第一反射组件、第二反射组件、平移台、第二分光棱镜以及全息干板转盘组件；白光激光组件用于发出光源，光源经过滤波片转盘组件后由第一分光棱镜，第一分光棱镜将光源分为第一光源和第二光源，第一光源朝向第一反射组件，第二光源朝向第二反射组件，第一反射组件将第一光源反射至第二分光棱镜，第二反射组件将第二光源经过平移台后反射至第二分光棱镜，第二分光棱镜用于将第一光源和第二光源组合形成综合光源、并将综合光源朝向全息干板转盘组件照射。干板转盘组件照射。干板转盘组件照射。

【技术实现步骤摘要】
基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统及方法


[0001]本专利技术涉及激光彩色全息
，特别是涉及一种基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统及方法。

技术介绍

[0002]全息三维显示技术是一种基于波动光学原理，可完整记录和重建三维物体光波的三维显示技术。目前，传统的彩色全息普遍依靠红绿蓝三色产生的激光通过能量的比例合成形成白光，再通过传统的全息光路分别对三色的全息图进行记录。复现时，对三色的复现结果进行叠加，最终使用狭缝选择三种颜色均重叠的部分进行观察。
[0003]现代彩色全息，通常是通过计算机辅助，将红、绿、蓝三色分量进行数字化全息再现像合成，主要方法为空分复用和时分复用方法。空分复用方法是将三色激光分别照射到三个空间光调制器，通过系统光路设计使得三色再现衍射像在空间位置上重合。时分复用方法是将三色激光分时照射到同一片空间光调制器上，利用人眼的视觉暂留效应获得彩色再现像。然而，目前大部分的时分复用均通过计算全息去实现，但是这样对硬件的要求过高。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种使用了转盘结构，将滤波片与全息干板结合使用，基于传统的全息记录系统，实时分复用的彩色全息技术。该技术使用了简单的机械装置代替了复杂的计算，实现难度与门槛得到有效的降低的基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统及方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统，包括白光激光组件、滤波片转盘组件、第一分光棱镜、第一反射组件、第二反射组件、平移台、第二分光棱镜以及全息干板转盘组件；所述白光激光组件用于发出光源，光源经过滤波片转盘组件后由第一分光棱镜，所述第一分光棱镜将光源分为第一光源和第二光源，所述第一光源朝向第一反射组件，所述第二光源朝向第二反射组件，所述第一反射组件将第一光源反射至第二分光棱镜，所述第二反射组件将第二光源经过平移台后反射至第二分光棱镜，所述第二分光棱镜用于将第一光源和第二光源组合形成综合光源、并将综合光源朝向全息干板转盘组件照射。
[0006]对上述方案的进一步改进为，所述滤波片转盘组件包括第一转盘、以及用于驱动第一转盘旋转的第一驱动模组，所述第一转盘上环向均布有多个滤波片本体，多个所述滤波片本体为不同频率的滤波片。
[0007]对上述方案的进一步改进为，所述第一反射组件包括三个第一反射镜片；所述第二反射组件包括三个第二反射镜片。
[0008]对上述方案的进一步改进为，所述全息干板转盘组件包括第二转盘、以及用于驱动第二转盘旋转的第二驱动模组，所述第二转盘上环向均布有多个全息干板，所述全息干
板的数量与滤波片本体的数量相同；
[0009]对上述方案的进一步改进为，各个全息干板的感光程度应相近，各个全息干板的定影显影时长保持一致。
[0010]应用于所述基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统的方法，
[0011]所述方法包括如下步骤：
[0012]步骤S1，按照白光激光组件配置白光激光；
[0013]步骤S2，滤波片转盘组件中依次顺序放置各个频率的滤波片，将滤波片转盘组件放置于白光光源的通过位置，并在转动转盘时，使得白光光源能够通过每个滤波片的中心；
[0014]步骤S3，将通过滤波片的窄带光通过可见光全波段的第一分光棱镜，将光束分成强度相等的两束光，一束作为物光波，一束作为参考光波；
[0015]步骤S4，物光波经过第一反射组件后，通过平移台后由平移台控制两个反射镜的延迟进入第二分光棱镜；
[0016]步骤S5，参考光波经过第二反射组件后，同样射入第二分光棱镜；
[0017]步骤S6，用CCD相机观察从第二分光棱镜出来的合束光，调节平移台，使得两束光形成干涉条纹，撤去CCD相机，干涉条纹进入全息干板转盘组件；
[0018]步骤S7，在平移台处放置可透射的物体或空间调制器，使得物光波包含物体的信息，打开激光，将信息记录对应的全息干板中；
[0019]步骤S8，同步旋转滤波片转盘组件及全息干板转盘组件，换成另一组滤波片和全息干板，进行记录，重复上述过程，直至所有全息干板均被记录；
[0020]步骤S9，再现时，撤去物光波，保留参考光波，并旋转滤波片转盘组件及全息干板转盘组件，让转盘高速转动，人眼在物光波传播滤波片后位置观察，通过人眼的视觉暂留，观察得到彩色全息像。
[0021]对上述方案的进一步改进为，所述步骤S1中，使用飞秒激光通过自相位调制产生的白光激光光源，具体包括如下
[0022]1)将飞秒激光聚焦，在焦点附加放置能产生三阶自相位调制效应的晶体或液体，产生白光激光；
[0023]2)对产生的白光激光光源进行准直。
[0024]对上述方案的进一步改进为，所述步骤S1中，使用红、绿、蓝三色激光经过衰减片后，将能量比均匀的三色光进行合束后产生的白光光源，具体如下
[0025]1)使用三色激光，先分别经过衰减片后射入功率计中，调节衰减片至功率计示数基本一致；
[0026]2)撤去功率计，替换成分光棱镜，通过分光棱镜将三束光合束，形成近似白光。
[0027]对上述方案的进一步改进为，所述步骤S5中，参考光应与物光呈现一定的角度；
[0028]参考光所在的位移台移动时，只改变延迟，不能改变光的传播方向与位置，在对色散无法忽略的以超连续白光作为光源全息系统中，需要将平移台变为电动位移台，通过对每个光的延迟做相应的调整，达到可视视场的最大化。
[0029]对上述方案的进一步改进为，所述步骤S9中，再现时，再现像的位置保持一致；设对某个波长的物光波为参考光波为
[0030]假设两束光强一样均为A，则在全息干板上记录的光强条纹正比于光强，则可表示
为τ为一个常系数；
[0031]当使用参考光作为再现光，则透过干板后信息为选择离轴全息后，只要保证第二项与其他两项分开，即可得到对应的全息像，根据光路可逆的原理，再现像应在原来物的位置呈现，所有频率的光均在同一位置复现，这样，通过转动呈现各色的像，经过人眼的视觉暂留，就能得到近似彩色的像。
[0032]本专利技术的有益效果是：
[0033]1.本专利技术的方案使用了转盘结构，将滤波片与全息干板结合使用，基于传统的全息记录系统，实时分复用的彩色全息技术。该技术使用了简单的机械装置代替了复杂的计算，实现难度与门槛得到有效的降低。
[0034]2.本专利技术的系统装置具有结构灵活可控、拓展性强的优点。
[0035]3.本专利技术的新型彩色全息系统所需器件市面上购买方便，光路精简，可移动性强、应用广泛的优点。
[0036]4.本专利技术的型彩色全息系统不仅适用于常规三色激光组合的白光激光，还对由飞秒激光泵浦三阶非线性展宽材料产生的白光激光光源同样适用。
[0037]本专利技术使用传统的全息记录与复现装置，使用自然的物理器件代替数字的计算器件，免去了复杂的计算，且精度更高，分辨率更好。同时，使用时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统，其特征在于：包括白光激光组件、滤波片转盘组件、第一分光棱镜、第一反射组件、第二反射组件、平移台、第二分光棱镜以及全息干板转盘组件；所述白光激光组件用于发出光源，光源经过滤波片转盘组件后由第一分光棱镜，所述第一分光棱镜将光源分为第一光源和第二光源，所述第一光源朝向第一反射组件，所述第二光源朝向第二反射组件，所述第一反射组件将第一光源反射至第二分光棱镜，所述第二反射组件将第二光源经过平移台后反射至第二分光棱镜，所述第二分光棱镜用于将第一光源和第二光源组合形成综合光源、并将综合光源朝向全息干板转盘组件照射。2.根据权利要求1所述的基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统，其特征在于：所述滤波片转盘组件包括第一转盘、以及用于驱动第一转盘旋转的第一驱动模组，所述第一转盘上环向均布有多个滤波片本体，多个所述滤波片本体为不同频率的滤波片。3.根据权利要求1所述的基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统，其特征在于：所述第一反射组件包括三个第一反射镜片；所述第二反射组件包括三个第二反射镜片。4.根据权利要求2所述的基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统，其特征在于：所述全息干板转盘组件包括第二转盘、以及用于驱动第二转盘旋转的第二驱动模组，所述第二转盘上环向均布有多个全息干板，所述全息干板的数量与滤波片本体的数量相同；各个全息干板的感光程度应相近，各个全息干板的定影显影时长保持一致。5.应用于权利要求1～4任意一项所述的基于白光激光光源、时分复用的彩色全息系统的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤S1，按照白光激光组件配置白光激光；步骤S2，滤波片转盘组件中依次顺序放置各个频率的滤波片，将滤波片转盘组件放置于白光光源的通过位置，并在转动转盘时，使得白光光源能够通过每个滤波片的中心；步骤S3，将通过滤波片的窄带光通过可见光全波段的第一分光棱镜，将光束分成强度相等的两束光，一束作为物光波，一束作为参考光波；步骤S4，物光波经过第一反射组件后，通过平移台后由平移台控制两个反射镜的延迟进入第二分光棱镜；步骤S5，参考光波经过第二反射组件后，同样射入第二分光棱镜；步骤S6，用CCD相机观察从第二分光棱镜出来的合束光，调节平移台，使得两束光形成干涉条纹，撤去CCD相机，干涉条纹进入全息...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志远，刘峻铭，
申请(专利权)人：广东晶启激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：