一种基于三次曝光技术消色差的系统及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及多光谱成像领域，尤其涉及的是一种基于三次曝光技术消色差的系统 及其实现方法。
【背景技术】
[0002] 全息波导光栅利用光栅的衍射原理，将衍射光通过全反射原理，使其进入玻璃基 底中形成波导进行传播，当遇到另一块光栅后，则同样通过光栅的衍射原理，从波导中出 射进入人的眼睛。这样人可以透过玻璃观察到远处的景物，又可以同时观察由波导传输形 成的图像。
[0003] 全息记录按其物理意义可被称为波前的记录和重现，是1948年英国物理学家丹 尼斯?盖伯在1948年提出的。盖伯从理论和实验上证明，用一个参考光波和物体的衍射光 波（物光波）干涉，可以完全记录物光波的振幅和相位信息，并且由此干涉图可以对照明光 波进行衍射，从而再现原来的物光波，及物体的像。
[0004] 波前记录从光的干涉基本原理理论可知，双光束干涉的强度分布于两束光的位 相差有关，等强度线即是等相位差线。如果一束相干光为简单光波（比如平面波或者球面 波），它在记录平面的位相分布为已知，于是干涉强度分布就和另一束的位相分布具有简单 的对应关系。利用参考光和物光波的干涉可以实现对物光波位相的编码。
[0005] 波前的重现是以全息图对再现光波的衍射为基础。为此，用一束相干光波照射全 息图，如果再现光波就是记录是的参考光波，这正是原始物体光波的重现。对观察者来说， 由全息图重现的物光波和从原始物体发出的物光波是没有区别的。
[0006] 光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物，绕过障碍物，产生偏离直线传播的 现象称为光的衍射。惠更斯提出，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源， 其后任意时刻这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。惠更斯-菲涅尔原理能定性地描 述衍射现象中光的传播问题。菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个面元都可视为 子波的波源，在空间某点P的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加，称为惠 更斯-菲涅尔原理。
[0007] 根据光栅的标量衍射理论，可得：
【主权项】
1. 一种基于三次曝光技术消色差的系统，其特征在于，包括： 微型显不器、准直透镜、光波导，稱合输入光栅和稱合输出光栅；所述波导设置有玻璃 基底；所述耦合输入光栅和耦合输出光栅分别设置在玻璃基底的两端； 从微型显示器发出的RGB三色光通过准直透镜后，进入到耦合输入光栅，通过耦合输 入光栅的调制，RGB三色光以同一方向反射进入光波导的玻璃基底，在耦合输出光栅处，RGB 三色光被调制反射后，从光波导发出； 所述稱合输入光栅和稱合输出光栅为经过三次曝光的全息光栅。
2. 根据如权利要求1所述基于三次曝光技术消色差的系统，其特征在于，所述 全息光栅为通过两束平面波通过干涉的方法进行制作时，两束平面波的夹角满足：
其中为两束平面波在介质中的夹角，为记录的光波长，g为布拉格角，；1是两 束平面波的波长。
3. 根据如权利要求1所述基于三次曝光技术消色差的系统，其特征在于，所述RGB三色 光通过准直透镜后照射到全息干板的入射角满足公式：
其中n为玻璃基底的折射率，读出光波的波长，巧是全息光栅的折射率，A是记录材料的折射率，是记录激光的波长，4和％为两束平面干涉光的夹角，
光栅波矢的倾斜角度。
4. 一种基于三次曝光技术消色差的实现方法，其特征在于，所述方法包括： A、 通过三次曝光的方法制作稱合输入光栅和稱合输出光栅； B、 将所述稱合输入光栅和稱合输出光栅分别设置在光波导的玻璃基底两端； C、 从微型显示器发出的RGB三色光通过准直透镜后照射到耦合输入光栅，通过光栅 的调制，RGB三色光被以同一方向反射进入光波导，在f禹合输出光栅处，RGB三色光被调制 反射后，从光波导发出。
5. 根据如权利要求4所述基于三次曝光技术消色差的实现方法，其特征在于，所述步 骤A中，使用两束相干光波对全息材料进行三次曝光的方法制作耦合输入光栅和耦合输出 光栅时，两束平面波的夹角满足一下公式：
其中6^为两束平面波在介质中的夹角，为记录的光波长，4为布拉格角，A是两 束平面波的波长。
【专利摘要】本发明提供了一种基于三次曝光技术消色差的系统及其实现方法，所述系统包括微型显示器、准直透镜、第一光栅和第二光栅，从微型显示器发出的彩色光线通过准直透镜后照射到第一光栅，通过第一光栅的调制，RGB三色光波被以同一方向反射进入光波导，在第二光栅处，光波又被调制反射出去，进入人眼，使得人眼可以看到彩色的图像。本发明提出的基于三次曝光技术消色差的方法是通过记录角度的改变，对同一全息材料分别进行三次曝光，得到分别对红绿蓝三种颜色的光线有调制的光栅结构。采用了532nm的激光作为记录光源，全息记录材料选择银盐干板(卤化银乳胶材料)，简单有效实用，尤其是对于大规模的工业生产更加有经济意义。
【IPC分类】G02B27-44, G02B5-18, G02B27-00
【公开号】CN104614869
【申请号】CN201510029674
【发明人】罗海标
【申请人】佛山市智海星空科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月21日