搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

彩色全息显示中液晶空间光调制器位相调制偏差的矫正方法

郑华东 于瀛洁 代林茂 王涛

引用本文:
Citation:

彩色全息显示中液晶空间光调制器位相调制偏差的矫正方法

郑华东, 于瀛洁, 代林茂, 王涛

Correction method for phase-modulation deviation of liquid crystal spatial light modulator in full-color holographic display

Zheng Hua-Dong, Yu Ying-Jie, Dai Lin-Mao, Wang Tao
PDF
导出引用
  • 采用三基色激光照明并结合时分复用或空间复用技术,可实现基于液晶空间光调制器(LC-SLM)的彩色全息显示. 但由于在不同激光波长入射条件下LC-SLM的位相调制特性曲线不同,难以同时满足多波长入射条件下2π线性位相调制的要求,致使彩色全息再现结果受到共轭像和零级斑的干扰. 针对该问题,本文通过实验测试获得LC-SLM在不同波长入射时的位相调制特性曲线,并分析了RGB激光器各分量的位相调制特性曲线非线性偏差和调制幅度偏差对多阶位相型傅里叶变换相息图再现效果的影响. 根据"查表法"建立了各波长入射条件下满足2
    It is feasible to realize full-color holographic display based on liquid crystal spatial light modulator by use of multi-wavelength illumination combined with time division multiplexing (TDM) or space division multiplexing (SDM). However, the modulation characteristics of liquid crystal spatial light modulator (LC-SLM) vary with the wavelength of incident laser beam. Especially, the non-linearity and the modulation-depth mismatch of phase modulation curve are the important factors influencing the reconstruction quality of phase hologram in full-color holographic display. In order to solve this problem, a novel method is proposed to correct the gray-scale of phase holograms in the RGB channels with the established gray-mapping model according to the phase modulation curves measured under different wavelengths, and compensate the effects of non-linearity and the modulation-depth mismatch of phase modulation curves. Analysis of numerical and optical reconstruction results are carried out. It is verified that the method is effective to improve the qualities of reconstructed images in the RGB channels.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60772124),上海市科委国际合作项目(批准号:09530708700)和上海大学研究生创新基金(批准号:Shucx101060,Shucx102195)资助的课题.
    [1]

    Tocnaye J L B, Dupont L 1997 Appl. Opt. 36 1730

    [2]

    Ge A M, S Zh, Xu K Sh 2003 Acta Phys. Sin. 52 2481 (in Chinese) [葛爱明、隋 展、徐克璹 2003 物理学报 52 2481]

    [3]

    Ren G J, Yao J Q, Wang P, Zhang Q, Zhang H Y, Zhang Y P, 2007 Acta Phys. Sin. 56 994 (in Chinese) [任广军、姚建铨、王 鹏、张 强、张会云、张玉萍 2007 物理学报 56 994]

    [4]

    Ge Z B, Wu T X, Zhu X Y, Wu S T 2005 J. Opt. Soc. Am. A 22 966

    [5]

    Cao Zh L, Hu L F, Liu Y G, Mu Q Q, Xuan L 2007 Chin. Phys. 16 1665

    [6]

    Xing H Y, Yang G Ch, Ye W J, Yuan M Y 2009 Chin. Phys. B 18 238

    [7]

    Love G D 1997 Appl. Opt. 36 1517

    [8]

    Zheng J H, Zhong Y W, Wen K, Luo X S, Zhuang S L 2010 Acta Phys. Sin. 59 1831(in Chinese) [郑继红、钟阳万、温 垦、骆鑫盛、庄松林 2010 物理学报 59 1831]

    [9]

    Cao Zh L, Hu L F, Jiang B G, Li Ch, Mu Q Q, Xuan L 2008 Chin. Phys. B 17 4529

    [10]

    Cai D M, Lin N, Jiang W H 2008 Acta Phys. Sin. 57 897 (in Chinese) [蔡冬梅、凌 宁、姜文汉 2008 物理学报 57 897]

    [11]

    Fernández E J, Prieto P M, Artal P 2009 Opt. Express 17 11013

    [12]

    Liu B H, Zhang J 2006 Chin. J. Lasers 33 899 (in Chinese) [刘伯晗、张 健 2006 中国激光 33 899]

    [13]

    Guo C S, Zhen Y R, Wang H T, Wang Y R, Cai L Z 2003 Appl. Opt. 42 6975

    [14]

    Bitou Y 2003 Opt. Lett. 28 1576

    [15]

    Falldorf C, Osten S, Kopylow C, Jüptner W 2009 Opt. Lett. 34 2727

    [16]

    Baker K L, Stappaerts E A 2006 Opt. Lett. 31 733

    [17]

    Kohler C, Schwab X, Osten W 2006 Appl. Opt. 45 960

    [18]

    Yu Y J, Wang T, Zheng H D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3154 (in Chinese) [于瀛洁、王 涛、郑华东 2009 物理学报 58 3154]

    [19]

    Zhang X J, Liu X, Li H F 2007 J. Zhejiang University (Engineering Science) 41 1519 (in Chinese) [张晓洁、刘 旭、李海峰 2007 浙江大学学报(工学版) 41 1519]

    [20]

    Huang S J, Wang Sh Zh, Yu Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 952 (in Chinese) [黄素娟、王朔中、于瀛洁 2009 物理学报 58 952]

    [21]

    Georgiou A, Christmas J, Moore J, Jeziorska-Chapman A, Davey A, Collings N, Crossland W A 2008 Appl. Opt. 47 4793

    [22]

    Ito T, Okano K 2004 Opt. Express 12 4320

    [23]

    Shimobaba T, Shiraki A, Masuda N, Ito T 2007 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 9 757

    [24]

    Ren Ch Y, Sun X D, Pei Y B 2009 Acta Phys. Sin. 58 298 (in Chinese) [任常愚、孙秀冬、裴延波 2009 物理学报 58 298]

    [25]

    Martínez J L, Martínez-García A, Moreno I 2009 Appl. Opt. 48 911

    [26]

    Hu L F, Xuan L, Liu Y J, Cao Zh L, Li D Y, Mu Q Q 2004 Opt. Express 12 6403

    [27]

    Kohler C, Haist T, Schwab X, Osten W 2008 Opt. Express 16 14861

    [28]

    Zheng H D 2009 Ph. D. Dissertation (Shanghai: Shanghai University) (in Chinese) [郑华东 2009 博士学位论文 (上海: 上海大学)]

    [29]

    Zheng H D, Yu Y J, Qian H Y, Asundi A 2008 Proc. SPIE 7155 71550C

  • [1]

    Tocnaye J L B, Dupont L 1997 Appl. Opt. 36 1730

    [2]

    Ge A M, S Zh, Xu K Sh 2003 Acta Phys. Sin. 52 2481 (in Chinese) [葛爱明、隋 展、徐克璹 2003 物理学报 52 2481]

    [3]

    Ren G J, Yao J Q, Wang P, Zhang Q, Zhang H Y, Zhang Y P, 2007 Acta Phys. Sin. 56 994 (in Chinese) [任广军、姚建铨、王 鹏、张 强、张会云、张玉萍 2007 物理学报 56 994]

    [4]

    Ge Z B, Wu T X, Zhu X Y, Wu S T 2005 J. Opt. Soc. Am. A 22 966

    [5]

    Cao Zh L, Hu L F, Liu Y G, Mu Q Q, Xuan L 2007 Chin. Phys. 16 1665

    [6]

    Xing H Y, Yang G Ch, Ye W J, Yuan M Y 2009 Chin. Phys. B 18 238

    [7]

    Love G D 1997 Appl. Opt. 36 1517

    [8]

    Zheng J H, Zhong Y W, Wen K, Luo X S, Zhuang S L 2010 Acta Phys. Sin. 59 1831(in Chinese) [郑继红、钟阳万、温 垦、骆鑫盛、庄松林 2010 物理学报 59 1831]

    [9]

    Cao Zh L, Hu L F, Jiang B G, Li Ch, Mu Q Q, Xuan L 2008 Chin. Phys. B 17 4529

    [10]

    Cai D M, Lin N, Jiang W H 2008 Acta Phys. Sin. 57 897 (in Chinese) [蔡冬梅、凌 宁、姜文汉 2008 物理学报 57 897]

    [11]

    Fernández E J, Prieto P M, Artal P 2009 Opt. Express 17 11013

    [12]

    Liu B H, Zhang J 2006 Chin. J. Lasers 33 899 (in Chinese) [刘伯晗、张 健 2006 中国激光 33 899]

    [13]

    Guo C S, Zhen Y R, Wang H T, Wang Y R, Cai L Z 2003 Appl. Opt. 42 6975

    [14]

    Bitou Y 2003 Opt. Lett. 28 1576

    [15]

    Falldorf C, Osten S, Kopylow C, Jüptner W 2009 Opt. Lett. 34 2727

    [16]

    Baker K L, Stappaerts E A 2006 Opt. Lett. 31 733

    [17]

    Kohler C, Schwab X, Osten W 2006 Appl. Opt. 45 960

    [18]

    Yu Y J, Wang T, Zheng H D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3154 (in Chinese) [于瀛洁、王 涛、郑华东 2009 物理学报 58 3154]

    [19]

    Zhang X J, Liu X, Li H F 2007 J. Zhejiang University (Engineering Science) 41 1519 (in Chinese) [张晓洁、刘 旭、李海峰 2007 浙江大学学报(工学版) 41 1519]

    [20]

    Huang S J, Wang Sh Zh, Yu Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 952 (in Chinese) [黄素娟、王朔中、于瀛洁 2009 物理学报 58 952]

    [21]

    Georgiou A, Christmas J, Moore J, Jeziorska-Chapman A, Davey A, Collings N, Crossland W A 2008 Appl. Opt. 47 4793

    [22]

    Ito T, Okano K 2004 Opt. Express 12 4320

    [23]

    Shimobaba T, Shiraki A, Masuda N, Ito T 2007 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 9 757

    [24]

    Ren Ch Y, Sun X D, Pei Y B 2009 Acta Phys. Sin. 58 298 (in Chinese) [任常愚、孙秀冬、裴延波 2009 物理学报 58 298]

    [25]

    Martínez J L, Martínez-García A, Moreno I 2009 Appl. Opt. 48 911

    [26]

    Hu L F, Xuan L, Liu Y J, Cao Zh L, Li D Y, Mu Q Q 2004 Opt. Express 12 6403

    [27]

    Kohler C, Haist T, Schwab X, Osten W 2008 Opt. Express 16 14861

    [28]

    Zheng H D 2009 Ph. D. Dissertation (Shanghai: Shanghai University) (in Chinese) [郑华东 2009 博士学位论文 (上海: 上海大学)]

    [29]

    Zheng H D, Yu Y J, Qian H Y, Asundi A 2008 Proc. SPIE 7155 71550C

  • [1] 王良伟, 刘方德, 李云达, 韩伟, 孟增明, 张靖. 基于空间光调制器构建二维任意形状的87Rb原子阵列. 物理学报, 2023, 72(6): 064201. doi: 10.7498/aps.72.20222096
    [2] 喻欢欢, 张晨爽, 林丹樱, 于斌, 屈军乐. 基于高速相位型空间光调制器的双光子多焦点结构光显微技术. 物理学报, 2021, 70(9): 098701. doi: 10.7498/aps.70.20201797
    [3] 席思星, 于娜娜, 王晓雷, 朱巧芬, 董昭, 王微, 刘秀红, 王华英. 基于计算全息和θ调制的彩色图像加密方法. 物理学报, 2019, 68(11): 110502. doi: 10.7498/aps.68.20182264
    [4] 莫军, 冯国英, 杨莫愁, 廖宇, 周昊, 周寿桓. 基于石墨烯的宽带全光空间调制器. 物理学报, 2018, 67(21): 214201. doi: 10.7498/aps.67.20180307
    [5] 白云鹤, 臧瑞环, 汪盼, 荣腾达, 马凤英, 杜艳丽, 段智勇, 弓巧侠. 基于空间光调制器的非相干数字全息单次曝光研究. 物理学报, 2018, 67(6): 064202. doi: 10.7498/aps.67.20172127
    [6] 席思星, 王晓雷, 黄帅, 常胜江, 林列. 基于扭曲向列液晶空间光调制器的矢量光生成. 物理学报, 2015, 64(11): 114204. doi: 10.7498/aps.64.114204
    [7] 周琦, 陆俊发, 印建平. 可控双空心光束的理论方案及实验研究. 物理学报, 2015, 64(5): 053701. doi: 10.7498/aps.64.053701
    [8] 冯驰, 常军, 杨海波. 双小凹光学成像系统设计. 物理学报, 2015, 64(3): 034201. doi: 10.7498/aps.64.034201
    [9] 夏军, 常琛亮, 雷威. 基于液晶空间光调制器的全息显示. 物理学报, 2015, 64(12): 124213. doi: 10.7498/aps.64.124213
    [10] 赵冠凯, 刘军, 李儒新. 基于多光子脉冲内干涉相位扫描法对飞秒激光脉冲进行相位测量和补偿的研究. 物理学报, 2014, 63(16): 164207. doi: 10.7498/aps.63.164207
    [11] 周巧巧, 徐淑武, 陆俊发, 周琦, 纪宪明, 印建平. 液晶空间光调制器产生可调三光学势阱. 物理学报, 2013, 62(15): 153701. doi: 10.7498/aps.62.153701
    [12] 徐淑武, 周巧巧, 顾宋博, 纪宪明, 印建平. 用空间光调制器产生三维光阱阵列. 物理学报, 2012, 61(22): 223702. doi: 10.7498/aps.61.223702
    [13] 顾宋博, 徐淑武, 陆俊发, 纪宪明, 印建平. 用液晶空间光调制器产生光阱阵列. 物理学报, 2012, 61(15): 153701. doi: 10.7498/aps.61.153701
    [14] 刘伟伟, 任煜轩, 高红芳, 孙晴, 王自强, 李银妹. 泽尼克多项式校正全息阵列光镊像差的实验研究. 物理学报, 2012, 61(18): 188701. doi: 10.7498/aps.61.188701
    [15] 于瀛洁, 王涛, 郑华东. 基于数字闪耀光栅的位相全息图光电再现优化. 物理学报, 2009, 58(5): 3154-3160. doi: 10.7498/aps.58.3154
    [16] 蔡冬梅, 凌 宁, 姜文汉. 纯相位液晶空间光调制器拟合泽尼克像差性能分析. 物理学报, 2008, 57(2): 897-903. doi: 10.7498/aps.57.897
    [17] 位恒政, 张志刚, 陈盛华, 柴路, 王清月. 液晶空间光调制器在飞秒脉冲色散补偿中的应用. 物理学报, 2004, 53(5): 1391-1395. doi: 10.7498/aps.53.1391
    [18] 杨文正, 杨 青, 陈 烽, 冯晓强, 侯 洵. 基于细菌视紫红质薄膜的空间光调制器实验研究. 物理学报, 2003, 52(3): 761-766. doi: 10.7498/aps.52.761
    [19] 李乙钢, 郭 儒, 金 鹏, 潘士宏. 光折变多量子阱光学寻址空间光调制器的理论分析. 物理学报, 1999, 48(9): 1682-1690. doi: 10.7498/aps.48.1682
    [20] 张洪钧, 戴建华, 杨君慧, 高存秀. 双稳液晶电光调制器. 物理学报, 1981, 30(6): 810-819. doi: 10.7498/aps.30.810
计量
  • 文章访问数:  8307
  • PDF下载量:  1131
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-12
  • 修回日期:  2009-12-18
  • 刊出日期:  2010-09-15

/

返回文章
返回