[发明专利]一种基于数字透镜的彩色计算全息杂光消除系统及方法

摘要

本发明提出一种基于数字透镜的彩色计算全息杂光消除系统及方法。基于数字透镜的彩色计算全息杂光消除系统采用数字透镜代替傅里叶透镜，通过等比例设置数字透镜的焦距对彩色再现中红、绿、蓝三分量因波长不同产生的倍率色差和轴向色差进行补偿，利用数字透镜的采样区域变换性能，线性改变再现像的再现位置，达到分离零级光斑和再现像的效果，再通过光阑进行滤波，实现彩色计算全息再现的彩色色差补偿和杂光消除。

主权项

1.一种基于数字透镜的彩色计算全息杂光消除的方法，其特征在于，是基于彩色计算全息杂光消除系统来实现，该系统包括红、绿、蓝三色激光器，数量均为1个，呈U型放置，用于提供红、绿、蓝三色相干光源；准直单元，包括滤波器和准直透镜，数量均为3个，滤波器和准直透镜分别以光轴统一水平放置于红、绿、蓝三色激光器之后，用以得到准直光束；再现单元，包括分光棱镜，SLM和计算机，数量均为3个，分光棱镜分别位于准直单元之后，SLM位于分光棱镜的垂直方向，用于将准直光束作为再现光束照射到SLM上，计算机分别连接SLM，用于将计算机生成的同一场景不同颜色分量的全息图加载到SLM上并实现再现；合光镜，数量为1个，位于出射光束会聚处，用于对红、绿、蓝三色出射光束进行合光，实现彩色再现；接收滤波单元，包括光阑和接收光屏，数量均为1个，光阑位于合光镜和接收光屏之间，用来消除零级杂光，接收光屏用于接收彩色计算全息再现像，且与各SLM的有效距离为各SLM加载数字透镜的焦距；包括以下几个步骤：第一，通过图像处理技术提取目标图像波长分别为红、绿、蓝三分量的信息；第二，利用迭代傅里叶算法生成同一场景的三幅全息图,分别记录红、绿、蓝三色信息；第三，根据透镜成像特性等比地设置分别加载在红、绿、蓝三分量全息图中数字透镜的焦距f_r、f_g和f_b；第四，根据混叠信息分别改变加载在红、绿、蓝三分量全息图上数字透镜的采样区域，并将数字透镜加载到相应的三幅全息图中；第五，将计算机生成的加载了数字透镜的红、绿、蓝三分量的全息图分别加载在SLM上；第六，使波长分别为λ_r、λ_g、λ_b的红、绿、蓝三色激光器分别通过准直单元、再现单元和合光镜；第七，设定光阑中间黑色掩膜的尺寸为a×b，且a×b为零级衍射光斑的大小，使光阑将经过合光镜之后的零级杂光消除；第八，在接收光屏上接收无杂光影响的彩色再现像。