[发明专利]一种全息投影方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全息投影方法，该全息投影方法通过利用分数阶傅里叶变换的光学特点来控制投影图像的成像距离。

背景技术

对于传统的全息投影来说，相位全息图的生成是采用经典的Gerschberg-Saxton(GS)迭代算法，这是一种基于傅里叶变换的迭代算法，全息图投影的过程是利用透镜对光场进行傅里叶变换或者菲涅尔衍射从而再现二维图像的光场。对于傅里叶全息图的投影，投影成像的距离是与透镜的焦距有关的，根据透镜的傅里叶变换特点，成像始终成在透镜的后焦面上，成像距离也就是透镜的焦距，因此要想使图像投影在不同距离的平面上就要调节透镜的焦距。而对于菲涅尔全息图的投影，虽然通过在计算中引入透镜因子可以不需要调节焦距而使图像投影在不同距离的平面上，但是引入透镜因子对于测算和应用都十分复杂。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种全息投影方法，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。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的一种全息投影方法，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、分光棱镜、透镜和屏幕依次布设，使得相位空间光调制器、分光棱镜、透镜和屏幕处于同一条直线上，同时，在分光棱镜的同一侧布设单色激光器和偏振片，偏振片位于分光棱镜和单色激光器之间，单色激光器发出的平面波通过偏振片变为偏振光，偏振光通过分光棱镜后可射入到相位空间光调制器中；相位空间光调制器和生成相位全息图的计算机通过数据线连接；相位空间光调制器所处的位置形成全息面x₀，屏幕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和屏幕之间的距离，为成像面的距离z；

30）测算透镜的焦距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(x2λfetan(aπ/2)+u2λfetan(aπ/2)-2xuλfesin(aπ/2))]dx]]>式(1)