本发明专利技术属于全息显示技术领域，具体涉及一种利用二次全息的数字全息图打印系统，其特征在于包含写入光源、准直系统、空间光调制器、矩形光阑、全息图记录介质、全息图计算系统、伺服控制系统。通过全息图计算系统，将目标全息图分割成两幅以上的子全息图，将子全息图作为新的目标全息图，对子全息图做二次全息计算得到二次全息图，将二次全息图加载于空间光调制器，衍射写入光源的入射激光，在全息记录介质上衍射形成子全息图条纹，实现子全息图的二次全息写入，通过逐幅写入子全息图，可实现目标全息图的打印输出。具体通过多幅子全息图并行写入和拼接粘合的方式，可以实现快速的大幅面全息图打印输出，解决了传统技术不能快速打印输出大幅面全息图的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全息显示
，具体涉及一种利用二次全息的数字全息图打印系统。
技术介绍
全息术自专利技术以来，随着激光技术和全息技术的发展，全息显示已经深入到社会生活的各方面，广泛应用于包装、防伪、广告、印刷等领域。特别是近年来，三维全息显示由于其全视差、多角度的裸眼真三维逼真显示效果，已经成为新的研究热点(如J ff. Perry,Update on3D displays, Nature 451,636-637 (2008) ；S. Tay et. al. , An updatableholographic three-dimensionaldisplay, Nature 451,695-698(2008) ；P.A. Blanche etal. , Holographic three-dimensionaltelepresence using large-area photorefractivepolymer, Nature 468,80-83(2010) ；Ozaki et. al. , Surface-Plasmon Holography withWhite-Light Illumination, Science 332, 218-220 (2011);而且向着大面积、大视场、全视差、真彩色的方向发展，可以广泛应用于各种显示领域，如结构设计、舞台、影院、广告等，具有极大的商业潜力。同时利用三维全息显示技术制作的全息地图板，既具备纸质和电子地图的精确性，又具有适于人眼观察的三维直观性和空间立体感，在未来的国防军事领域具有重大应用潜力。全息图由于其信息量巨大，其打印输出技术也是一个研究热点。一张利用光学全息制作的手掌大小的全视差全息图含有近1000亿比特的数据，即使采用带宽压缩方法制作的相同大小的计算全息图，也具有数量极为可观的数据，并且随着全息图尺寸的增大，数据量成倍增加。对于三维全息显示，数据量将更为庞大，堪称海量数据。因此，快速打印输出如此数量巨大的全息图变得极为重要，而激光全息打印技术是制作和打印输出全息图一个极为重要方法。采用单束激光聚焦后，在全息记录介质上逐点写入的单光束直写技术，显然不能满足快速制作全息图的要求。目前快速全息图输出技术主要有如下几种，一种是利用激光全息照排的方法(如苏州大学信息光学工程研究所，CN 1182445C，CN11511410C)，采用干涉型光学镜头生成点阵全息图，由于采用干涉型光学镜头，系统较为复杂，对振动敏感；一种是采用LCD的激光缩微照排技术(如浙江师范大学信息光学研究所，CN 101051097A)，将全息图加载在IXD上，采用缩微成像系统进行缩微成像，写入全息图。这种系统对缩微镜头的要求很高，需要极高的分辨率与像差矫正，系统也比较复杂。针对以上问题，如果可以设计一种结构简单、同时又能实现快速的全息图输出打印系统，将大大提高全息图的制作速度，对全息显示技术将带来巨大推动作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够快速实现数字全息图打印输出的系统。关键技术在于将目标全息图分成多个子全息图，利用二次全息的方法，计算出子全息图对应的二次全息图，然后将二次全息图加载于空间光调制器，采用激光全息曝光的方式将子全息图一次写入，这种方式可以一次并行写入多幅子图，还可以采用拼接的方式制作更大尺寸的全息图，大大提高全息图的打印输出速度。本专利技术的特征在于，一种利用二次全息的数字全息图打印系统，至少含有用于全息图写入的写入光源、将写入光源整形成平行光的准直系统、用于加载二次全息图并衍射形成子全息图的空间光调制器、用于记录全息图的全息图记录介质、用于遮挡杂散光、高阶衍射光和共轭像的矩形光阑、用于目标全息图计算、子全息图划分、二次全息图计算的全息图计算系统、用于控制系统移动以实现子图分幅写入的伺服控制系统。其中，由写入光源、准直系统、空间光调制器、矩形光阑、伺服控制系统构成全息写入系统。采用本专利技术实现全息图的输出打印的步骤为由全息图计算系统计算产生的目标全息图，并通过全息图计算系统将目标全息图划分成至少2个以上的子全息图，全息图计算系统将子全息图作为新的目标全息图，通过再次全息计算，得到二次全息图，同时将二次全息图加载于空间光调制器，当写入光源入射到空间光调制器上时，加载二次全息图的空间光调制器衍射写入光源的入射激光，通过矩形光阑遮挡杂散光、高阶衍射光，在放置于再现像面的全息图记录介质上曝光，实现子全息图的写入，由伺服控制系统控制全息图记录介质或全息写入系统的移动，即可在全息图记录介质上实现整幅目标全息图的写入制作。所述写入光源与全息图计算系统所采用的光源具有相同波长，且对应的全息记录介质材料要对写入光源的波长光学敏感，同时全息记录介质对写入光源的波长具有高亮度衍射特性，其材料为齒化物银盐干版、光折变聚合物薄膜。所述的空间光调制器可以是透射型的，也可以是反射型的，调制模式为幅值调制或相位调制。所述的目标全息图由全息图计算系统通过光学干涉全息或计算全息的方法得到，当采用计算全息时，该全息图可由计算机三维建模的3D模型生成或由三维扫描产生的三维数据点集生成。所述的伺服控制系统为二维平移机构，用来控制全息图记录介质的移动，也可以用来控制全息写入系统的移动，以将子全息图逐幅写入全息记录介质。所述的子全息图写入过程，是将目标全息图按照特定的分割方法分割成至少2幅以上的子全息图，计算该子全息图对应的二次全息图，并将二次全息图加载于空间光调制器，在写入光源入射时，空间光调制器调制写入光源，在全息记录介质上衍射生成子全息图条纹，实现子全息图的分幅写入。所述的二次全息图可以是相位型全息图，也可以是幅值型全息图。所述的全息图写入方法，包括使用I套全息写入系统将每个子全息图分幅写入，和使用2套以上的全息写入系统在全息图记录介质同时写入多幅子全息图，并通过将2幅以上的全息图记录介质拼接，得到大幅的全息图制作。本专利技术与现有全息图输出打印系统相比，具有如下特点1、系统结构简单，实现了全息图的激光直接二维面写入，系统可靠性高，可维护性强，对震动不敏感；2、通过采用二维面写入、多幅子图并行写入、多全息图拼接的方式，可以实现高速的大幅面全息图打印输出，极大的提高了全息图打印输出效率。附图说明本专利技术“一种利用二次全息的数字全息图打印系统”的附图有4个。图1为本专利技术提供的利用二次全息的数字全息图打印系统的第一个实施例的结构示意图。图2为本专利技术提供的二次全息图的计算流程示意图。图3为本专利技术提供的利用二次全息的数字全息图打印系统的第二个实施例的结构示意图。图4为本专利技术提供的利用二次全息的数字全息图打印系统的第三个实施例的结构示意图。图1 图4中，(I)-写入光源，(2)-准直系统，(3)-空间光调制器，(4)-矩形光阑、(5)-全息图记录介质、(6)-全息图计算系统、(7)-伺服控制系统，(8)-目标全息图，(9)-子全息图，(10)-二次全息图、(11)-部分反射镜、(12)-全反射镜、(13)拼接全息图。具体实施例方式下面结合附图和实例对本专利技术“一种利用二次全息的数字全息图打印系统”做进一步描述。图1为本专利技术提供的利用二次全息的数字全息图打印系统的第一个实施例，包括写入光源(I)、准直系统(2)、空间光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用二次全息的数字全息图打印系统，其特征在于，至少含有：写入光源(1)、准直系统(2)、空间光调制器(3)、矩形光阑(4)、全息图记录介质(5)、全息图计算系统(6)、伺服控制系统(7)，由写入光源(1)、准直系统(2)、空间光调制器(3)、矩形光阑(4)、伺服控制系统(7)构成全息写入系统，需要记录在全息图记录介质(5)上的目标全息图(8)由全息图计算系统(6)计算产生，全息图计算系统(6)将目标全息图(8)划分成至少2个以上的子全息图(9)，将子全息图作为新的目标全息图，由全息图计算系统(6)通过再次全息计算，得到加载于空间光调制器上的二次全息图(10)。将全息图记录介质(5)放在二次全息图(10)的再现像面上，写入光源(1)通过准直系统(2)成为平行光，入射到空间光调制器(3)，加载了二次全息图(10)的空间光调制器(3)将准直后的写入光源(1)衍射，在全息图记录介质(5)上衍射形成子全息图(9)的条纹，将子全息图(9)曝光写入全息图记录介质(5)，由伺服控制系统(7)控制，通过在全息图记录介质(5)逐幅写入子全息图(9)，实现整幅目标全息图(8)打印输出到全息图记录介质(5)上。...
【技术特征摘要】
1.一种利用二次全息的数字全息图打印系统，其特征在于，至少含有:写入光源(I)、准直系统(2)、空间光调制器(3)、矩形光阑(4)、全息图记录介质(5)、全息图计算系统(6)、伺服控制系统(7)，由写入光源⑴、准直系统(2)、空间光调制器(3)、矩形光阑⑷、伺服控制系统(7)构成全息写入系统，需要记录在全息图记录介质(5)上的目标全息图(8)由全息图计算系统(6)计算产生，全息图计算系统(6)将目标全息图⑶划分成至少2个以上的子全息图(9)，将子全息图作为新的目标全息图，由全息图计算系统(6)通过再次全息计算，得到加载于空间光调制器上的二次全息图(10)。将全息图记录介质(5)放在二次全息图(10)的再现像面上，写入光源(I)通过准直系统(2)成为平行光，入射到空间光调制器(3)，加载了二次全息图(10)的空间光调制器(3)将准直后的写入光源⑴衍射，在全息图记录介质(5)上衍射形成子全息图(9)的条纹，将子全息图(9)曝光写入全息图记录介质(5)，由伺服控制系统(7)控制，通过在全息图记录介质(5)逐幅写入子全息图(9)，实现整幅目标全息图⑶打印输出到全息图记录介质(5)上。2.根据权利要求1所述的一种利用二次全息的数字全息图打印系统，其特征在于，所述写入光源(I)与全息图计算系统(6)所采用的光源具有相同波长。3.根据权利要求1所述的一种利用二次全息的数字全息图打印系统，其特征在于，所述的空间光调制器(3)是透射型或反射型空间光调制器，调制模式为幅值调制或相位调制。4.根据权利要求1所述的一种利用二次全息的数字全息图打印系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫兴鹏，蒋晓瑜，裴闯，李强，梁浩聪，汪熙，刘中晅，陈卓，张鹏炜，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：
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